Химия и химические технологии/7. Неорганическая химия

К.х.н. Михайлов В.И.*, д.х.н. Скворцов В.Г.*, к.х.н. Ершов М.А.**,

Грибков А.М.*, Иванов С.А.**

* Чувашский государственный педагогический университет им. И.Я. Яковлева

(ЧГПУ им. И.Я. Яковлева), г. Чебоксары, Российская Федерация

**Чувашская государственная сельскохозяйственная академия (ЧГСХА),

г. Чебоксары, Российская Федерация

ИНГИБИРОВАНИЕ КОРРОЗИИ СТАЛИ В НЕЙТРАЛЬНЫХ СРЕДАХ ПРОПАНОЛАМИНОМ И ЕГО БОРАТОМ

Методами изотермической растворимости, денси-, рефракто- и рН-метрии было установлено, что ортоборат водорода с пропаноламином (ПА) при 25 °С образует в водной среде триборатпропаноламмоний (ТБПА) состава [НО(СН₂₎₃NН3]^.[В₃О₃(ОН)₄]^.2Н₂0[1].

В развитие [2] проведено сравнительное изучение влияния пропаноламина и его бората на коррозионно-электрохимическое и коррозионно-усталостное поведение углеродистой стали в нейтральных средах методами гравиметрии, снятия потенциодинамических поляризационных кривых и циклического нагружения.

В качестве материала для исследования использовали сталь 10 (Ст. 10). По результатам гравиметрических исследований рассчитывали значения ингибиторного эффекта γ и степени защиты Ζ. Электрохимические измерения выполняли на потенциостате П-5848 в потенциодинамическом режиме поляризации. Электрод сравнения - хлоридсеребряный (х.с.э.). Защитное действие ингибиторных добавок оценивали величиной плотности анодного тока (i_a, мкА/см² ) в области пассивного состояния при φ = +0,2 В. Циклические напряжения в металле создавали на установке для коррозионно-усталостных испытаний. Основные характеристики циклической прочности металла

определяли по значениям коэффициента запаса циклической прочности σ на

базе N = 4^.10⁶ циклов и циклической долговечности N при σ = ±325,0 МПа. Коррозионно-активной средой служили дистиллированная вода и раствор, содержащий 30 мг/л NaCl + 70 мг/л Na₂SO₄. Концентрация добавок составляла 2^.10^-2 моль/л. Форма и размеры образцов, характер их подготовки, а также методика коррозионных, электрохимических и коррозионно-усталостных испытаний описаны в [3, 4]. Все измерения проводили при естественной аэрации и температуре 20 ± 0.2 °С. Обсуждаются средние значения из трех параллельных измерений (таблица).

Таблица. Влияние ПА и ТБПА на коррозионно-электрохимическое поведение и основные характеристики циклической прочности Ст. 10 в нейтральных средах

Коррозионная среда	γ	Ζ,%		ia , мкА/см^2	σ, МПа	N, циклы
Воздух					327.0	5.0^.10^6→
Н2Одист. (фон)					200.0	1.5^.10^5
В присутствии:
ПА	16.34	93.88		2.7	288.0	1.0^.10^6
ТБПА	25.73	96.11		2.4	296.5	1.4^.10^6
30 мг/л NaCl + 70 мг/л Na2S04 (фон)					186.0	1.4^.10^5
В присутствии:
ПА	11.96	91.64	3.1		234.5	3.0^.10^5
ТБПА	13.45	92.56	2.6		247.5	3.7^.10^5

Из данных таблицы следует, что в фоновых электролитах Ст. 10 интенсивно корродирует. Хлорид- и сульфат-ионы заметно ускоряют коррозионный процесс. Введение ПА и ТБПА в коррозионные среды существенно снижает скорость ионизации металла, уменьшает плотность анодного тока в области пассивного состояния и повышает основные характеристики циклической прочности металла. Триборатпропаноламмоний обладает большей ингибирующей способностью, чем пропаноламин.

Результаты гравиметрических исследований, электрохимических измерений и коррозионно-усталостных испытаний хорошо согласуются друг с другом и ранее полученными данными [2].

Антикоррозионные свойства пропаноламина, по-видимому, связаны с образованием аминоборатного комплекса за счет неподеленных пар электронов

атомов азота и вакантных d-орбиталей ионов железа [5]. Возникновение хелатных циклов возможно также через группу ОН [6]. По [5, 7] оксобораты образуют на металле труднорастворимые соединения. Увеличение ингибирующей способности ТБПА, вероятно, обусловлено формированием на поверхности металла более лучшей защитной феррогидроксоаминоборатной пленки, образуемой посредством донорно-акцепторной связи через n-дублеты атома азота, ОН-групп и хемосорбции борат-ионов [8].

Таким образом, пропаноламин и триборатпропаноламмоний являются достаточно эффективными ингибиторами и при оптимальных концентрациях могут быть использованы для защиты черных металлов и их сплавов от коррозионных и коррозионно-механических разрушений.

Литература:

1. Скворцов В.Г., Цеханский Р.С., Сукова Л.М. и др. // Журн. неорган. химии. - 1986. - Т. 31. - № 8. - С. 2140-2142.

2. Михайлов В.И., Скворцов В.Г., Ершов М.А. и др. // Материалы V Международной научно-практической конференции «Наука и образование -2007». - Т. 10 - Днепропетровск: Наука и образование, 2007. - С. 28-31.

3. Скворцов В.Г., Яхваров Г.И., Михайлов В.И. и др. // Защита металлов. - 1987. - Т. 23. - №1. - С. 161.

4. Фрейман Л.И., Макаров В.А., Брыксин И.Е. Потенциостатические
методы в коррозионных исследованиях и электрохимической защите. - Л.:
Химия, 1972. - 214 с.

5. Розенфельд И.Л. Ингибиторы коррозии. - М.: Химия, 1977. - 352 с.

6. Розенфельд И.Л., Вердиев С.Ч., Кязимов A.M. и др. // Защита металлов. - 1982. - Т. 18. - № 6. - С. 866.

7. Розенфельд И.Л., Фролова Л.В., Тавадзе Н.Н. // Защита металлов. - 1980. - Т. 16. - №2. - С. 133.

8. Михайлов В.И., Яхваров Г.И., Скворцов В.Г. и др. // Защита металлов. - 1985. - Т. 21. - №5. - С. 828.