فهرست مقاله
Ингибитор коррозии – это химическое вещество или комбинация веществ, которые при добавлении в коррозионную среду в очень низких концентрациях эффективно снижают или предотвращают скорость коррозии металла без изменения окружающей среды. Антикоррозийные продукты могут быть твердыми, жидкими или газообразными и могут использоваться в твердых средах, таких как бетон и органические покрытия, жидких средах, таких как вода и органические растворители, или в газообразных средах, таких как атмосфера или водяной пар. Ингибиторы коррозии выбираются на основе растворимости или дисперсии в жидкости, в которой должно выполняться ингибирующее действие.
Использование антикоррозионных составов хорошо известно и используется как эффективный и гибкий метод уменьшения коррозии в различных отраслях промышленности, включая разведку и добычу нефти и газа, нефтепереработку, химическое производство и водоочистку. Ингибиторы часто используются в помещении, главным образом для обеспечения надлежащей концентрации и облегчения контроля за их концентрацией. Такие условия можно наблюдать в циркуляционных системах, нефтедобыче и нефтепереработке. Одно из самых известных применений ингибиторов – антифриз автомобильного радиатора. Следует проявлять осторожность при использовании ингибиторов коррозии для конкретных целей, поскольку ингибиторы могут обеспечить отличную защиту металла в определенных условиях, но также усилить коррозию других металлов в той же системе.
Виды антикоррозийной защиты
Ингибиторы могут быть органическими или неорганическими соединениями. Одними из наиболее эффективных ингибиторов минералов являются хроматы, нитраты, силикаты, карбонаты и фосфаты, а среди наиболее популярных органических ингибиторов – амины, азотсодержащие гетероциклические соединения, соединения серы, такие как тиоэфиры, тиоспирты, тиоамиды, тиомочевина и гидразин. Использование хроматов и солей цинка сегодня резко сократилось из-за их токсичности и в значительной степени заменено органическими ингибиторами.
Ингибиторы могут действовать катодно, анодно и в комбинации и уменьшать коррозию, создавая когезионный слой на поверхности за счет адсорбции. Эти ингибиторы образуют гидрофобный защитный слой на поверхности металла, который действует как барьер против растворения металла в электролите. Эти ингибиторы должны растворяться или диспергироваться в окружающей среде вокруг металла. Другой тип классификации ингибиторов коррозии включает следующее:
- Равномерная или однородная коррозия
- Химическая или местная коррозия
- Пазовая коррозия
- Кавитация
- Межкристаллитная коррозия
- Избирательное разделение
- Абразивная коррозия
- Коррозия под напряжением
- Биологическая коррозия
Чтобы использовать ингибиторы, необходимо учитывать различные факторы окружающей среды, потому что некоторые из этих факторов, такие как тип металла, pH, состав, примеси, температура, геометрия системы, концентрация ингибитора и смесь нескольких ингибиторов, могут изменить антикоррозионные свойства. Кроме того, при выборе ингибиторов следует учитывать такие критерии, как безопасность использования ингибиторов, экономические ограничения и экологические проблемы.
В целом, чтобы уменьшить или предотвратить коррозию металлических материалов с помощью ингибиторов, ингибитор должен соответствовать следующим критериям:
- Должен иметь хорошую защиту от коррозии при малых концентрациях.
- Он должен защищать все металлы в системе, которые подвергаются воздействию агрессивных сред.
- В тяжелых условиях эксплуатации (температура или высокая скорость) должен хорошо реагировать.
- Коррозия не должна увеличиваться в случаях, когда концентрация ингибитора высокая или низкая.
- Ингибитор не должен вызывать отложений на металлической поверхности, особенно в местах, где происходит теплопередача.
- Контроль местных и равномерных коррозий.
- Он не должен вызывать отравления или заражения.
Коррозия возможна в самых разных металлах. Некоторые из них, например чистое железо, быстро корродируют, но нержавеющая сталь (комбинация железа и других сплавов) менее подвержена коррозии, поэтому эти материалы привлекают все больше внимания в промышленности. Коррозию классифицируют по-разному. В классификации, основанной на агрессивных средах, коррозия делится на две группы: влажная коррозия или низкотемпературная коррозия и сухая коррозия или высокотемпературная коррозия. Часто около ۹۰% коррозии происходит в более агрессивной среде или при так называемых низких температурах, а механизм коррозии обычно электрохимический. Основными продуктами коррозии являются оксиды, сульфаты и фосфаты металлов.
Антикоррозия морской воды
Морская вода содержит ۳,۵% соли и имеет в некоторой степени щелочную среду (pH = 8). Морская вода является хорошим электролитом и обеспечивает благоприятные условия для всех типов коррозии (гальванической, точечной и канавочной). Коррозия в морской воде зависит от количества кислорода, скорости движения воды, температуры и содержащихся в ней биологических компонентов.
Коррозия природной и питьевой воды
На коррозию металлов в водных средах сильно влияют водные условия (жесткость воды, растворимые соли, органические вещества и микроорганизмы в воде).
Одним из наиболее важных параметров, определяющих степень коррозии водных сред, является pH или кислотность воды. Характер коррозии различных металлов в водных средах отличается от изменений pH, поэтому коррозия таких металлов, как платина и золото, полностью не зависит от изменений кислотности воды, в то время как металлы на основе железа имеют совершенно разные коррозионные свойства при разных pH, поэтому они быстро корродируют при pH менее ۴, при pH от ۴ до ۹ скорость их корродации снижается, а при минимальной кислотности ۱۲ они подвергаются минимальной коррозии и почти пассивны. Однако при pH выше ۱۲ они снова подвергаются сильной коррозии из-за образования ионов гипофрита.
Влияние жесткости воды на коррозию или антикоррозию металлов
Жесткая вода содержит большое количество солей кальция и магния, поэтому образование отложений карбоната кальция или магния на металлических поверхностях в качестве защитного слоя значительно снижает степень коррозии в этих водных средах. Чтобы этот защитный слой работал с максимальной эффективностью при защите металла, он должен быть полностью однородным и непрерывным слоем в виде тонкого и полностью адгезионного слоя на поверхности, в противном случае он сам может вызвать точечную коррозию.
Как работает защита от коррозии
Ингибиторы коррозии с низким молекулярным весом изменяют поверхностное натяжение воды. Фактически эта группа играет роль активного агента поверхности, потому что они образуют защитный слой на поверхности металла. Полимерные антикоррозионные средства аналогичны антикоррозийным средствам с низким молекулярным весом. Ингибиторы коррозии полимерных пленок отличаются от полимерных покрытий (которые взаимодействуют с поверхностью до образования сухой пленки). Ингибиторы полимерной коррозии могут не образовывать барьерный слой против кислорода и воды, но, зато они изменяют потенциал коррозии металла. Ингибитор коррозии – это химическое вещество, которое эффективно снижает скорость коррозии при добавлении в среду в небольших концентрациях.
Коррозия в нефтяной промышленности
Коррозия обходится нефтяной промышленности в миллиарды долларов в год. Многочисленные случаи широко распространенной коррозии имели место в эксплуатационных трубах, клапанах и в выкидных линиях от скважин к технологическому оборудованию. Это связано с тем, что нефть и газ из скважин содержат различное количество воды, которая может откладываться в виде отдельных ступеней при контакте с поверхностью материала, и что эта вода содержит газы, такие как CO2 и, возможно, H2S, а также соль. В большинстве случаев сильной коррозии большую роль играет СО۲.
Коррозия в процессе подкисления
Подкисление – это удаление оксидов, образующихся на металле во время операций с использованием минеральных кислот. Соляная кислота – одна из самых известных и эффективных кислот в этой области. В этой области также используются такие кислоты, как сульфаминовая лимонная фосфорная кислота или серная кислота.
Как отпугивающее средство, он также защищает чистые поверхности от коррозии. Он также предотвращает порчу и обесцвечивание металла. Ингибиторы защищают зону сварки и предотвращают возгорание металла.
Кислотное бурение буровых скважин – очень важный шаг в нефтегазовой отрасли. Кислоты проходя через пустоты под высоким давлением в результате химического контакта с горными породами вызывают их эрозию. Увеличивают существующие каналы потока и открывают новые. В связи с этим закачка кислоты в систему скважин из стальных труб является одним из основных методов.
В глубоких колодцах базовая температура может подниматься до ۲۰۰ градусов. Во время процесса подкисления металлический материал может контактировать с кислотным раствором, а в некоторых случаях с H2S и CO2 при высоких температурах. Из-за вышеупомянутых проблем процесс подкисления требует ухода за деталями труб и другими бывшими в употреблении оборудованиями, которые сильно подвержены коррозии.
В зависимости от различных свойств земной структуры используются разные типы и процентное содержание кислоты. До ۱۹۶۰ г. из-за нерастворимости ингибитора коррозии мышьяка в качестве первого ингибитора в то время стандартная концентрация используемой кислоты должна была составлять ۱۵%, поскольку она была нерастворимой при концентрациях выше ۱۷%. Чаще всего используются кислоты HCl, HF, ACETIC и муравьиная кислота. Также следует отметить, что смесь этих распространенных кислот используется вместе с сульфаминовой, серной, фосфорной кислотой.
Недостатком использования соляной кислоты может быть быстрая реакция с ней на стальные, алюминиевые и хромированные пластины. Чтобы добиться более глубокого проникновения в слои, составляющие кислый грунт, необходим подходящий суспендирующий агент. В некоторых исследованиях уксусная кислота и муравьиная кислота постоянно используются с соляной кислотой, потому что они реагируют медленнее, чем HCL. Для предотвращения коррозии в этих отраслях промышленности используются антикоррозионные средства, такие как ингибиторы коррозии на основе аминов.
Ингибиторы коррозии также могут связываться с металлическими поверхностями, передавая электроны металлу, чтобы сформировать тип координат связи. Этот процесс усиливается наличием пустых металлических электронных схем с низким энергопотреблением, как это происходит в переходных металлах. Усиливается перенос электронов от адсорбентов из-за наличия относительно ограниченных электронов, таких как те, которые содержатся в анионах, и нейтральных органических молекул, содержащих однопарные электроны или электронные системы, связанные с несколькими кольцами, особенно с тройными связями или ароматическими кольцами. Поскольку эффективность ингибирования коррозии увеличивается в ряде родственных соединений, она увеличивается с увеличением электронной плотности в функциональных группах. Это согласуется с увеличением прочности квадратичной связи из-за более легкого переноса электронов и, следовательно, большей адсорбции.
Адсорбция ингибирующих молекул обычно представляет собой реакцию вытеснения, которая включает удаление адсорбированных молекул воды с поверхности. Изменение энергии взаимодействия с молекулами воды при переходе раствора в адсорбированное состояние во время адсорбции молекулы, является важной частью изменения свободной энергии при адсорбции. Было показано, что с увеличением размера углеводородной фракции органической молекулы, увеличивается энергия растворения разновидностей адсорбента . Следовательно, увеличение размера приводит к снижению растворимости и увеличению адсорбции. Это согласуется с увеличением ингибирующей эффективности, наблюдаемой при постоянных концентрациях с увеличением размера молекулы в ряде родственных соединений.
В кислых растворах процесс анодной коррозии – это переход ионов металла с поверхности металла, не содержащей оксидов, в раствор, а основной катодный процесс – это выход ионов водорода с образованием газообразного водорода. В насыщенных воздухом кислотных растворах также происходит катодное истощение растворенного кислорода, но для железа эта скорость несопоставима со скоростью, с которой высвобождаются ионы водорода, пока pH не превысит ۳. Ингибитор коррозии может уменьшить количество анода. Анодный, катодный или оба процесса изменения потенциала коррозии в дополнение к ингибитору часто являются полезным признаком того, что процесс отстает. Смещение потенциала коррозии в положительном направлении в основном указывает на задержку анодного процесса (анодный контроль), в то время как смещение в отрицательном направлении в основном указывает на задержку катодного процесса (катодный контроль). Незначительные изменения в потенциале коррозии указывают на то, что как анодные, так и катодные процессы задерживаются.
Совместное действие роста пленки и осаждения из раствора приводит к осаждению, которое необходимо удалить, чтобы восстановить эффективность теплообменников, котлов и парогенераторов. Диаграммы E-pH показывают, что отложение Fe3O4 и Fe2O3 в котельных трубах на основе железа может быть устранено в обеих областях с точки зрения кислотной или щелочной коррозии. На практике ингибированная соляная кислота является наиболее эффективным способом удаления накипи. По существу, необходимы четыре уравнения, чтобы объяснить желаемый химический состав при удалении осадка.
Антикоррозийные продукты или антикоррозионные составы в нефтяной, газовой, нефтехимической или нефтеперерабатывающей промышленности продаются как серия Tachem 2000. Типы антикоррозионных материалов нефтеперерабатывающего химического предприятия делятся на типы водорастворимых ингибиторов, маслорастворимых ингибиторов коррозии, кислотной антикоррозии, котельной антикоррозии. Чтобы познакомиться с антикоррозийными продуктами химической нефтеперерабатывающей компании и условиями продажи этих продуктов, перейдите на сайт компании и ознакомьтесь с листом технических характеристик желаемого продукта.
Нефтеперерабатывающая химическая компания смогла разработать и проанализировать различные типы антикоррозионных средств в зависимости от типа применения, наняв сильную исследовательскую группу из престижных университетов, имеющих соответствующий опыт и знания в этой области. Отдел контроля и качества комплекса химической обработки с целью повышения удовлетворенности клиентов, с помощью различных химических и электрохимических анализов проверяет эффективность антикоррозионных составов.
Для этого, создавая одновременно антикоррозионный и противообрастающий эффект, разработан отдельный продукт, который при необходимости будет подготовлен и реализован, уважаемым покупателям.
Чтобы удовлетворить наших уважаемых клиентов, Компания химических продуктов Тасфие предлагает послепродажное обслуживание и консультацию, включая количество и способ потребления желаемого продукта в зависимости от места его применения.