Способ защиты черных металлов от коррозии Советский патент 1992 года по МПК C25D11/00 C25D11/34 

Изобретение относится к защите черных металлов от коррозии в водных средах и может быть использовано в машиностроительной и приборостроительной промышленности, в частности, для защиты от коррозионного разрушения оборудования и стационарных ванн, используемых для межоперационных промывок деталей.

Известны способы защиты черных металлов от коррозии путем ингибирования, & том числе и способ ингибирования коррозии черных металлов, включающий контактирование поверхности металлов с водными растворами, содержащими каустическую соду, водорастворимые ёлифатические полигидроксосеквестирующие соединения формулы Ri-(CHOH)n-R2 где п 3-5;

Ri и R2 - радикалы, состоящие из групп СНаОН и СООН, к которым добавлен ингибитор, включающий в себя соединение бора.

Недостатками известного способа являются невозможность достижения максимального защитного эффекта, вследствие чего наблюдается значительная остаточная коррозия, и невозможность эксплуатации оборудования из черных металлов без постоянного добавления в коррозионную агрессивную среду ингибитора коррозии.

Известен способ защиты черных металлов от коррозии, включающий обработку поверхности металла в течение 48 ч в воде, содержащей 0,5-1,5% ингибиторной композиции, имеющей в своем составе эфир высшей жирной кислоты ClO-20 с

аминоспиртом, эфир аминоспирта и ортофОсфорной кислоты, гидролизованный акрилонитрил.алкилпиридингалогенид, после чего концентрация ингибитора может быть уменьшена до 0,003-0,1 % в зависимости от агрессивности воды.

Недостатком известного способа является необходимость применения высокой

начальной концентрации ингибитора при сложности состава композиции.

Известен способ электролитического пассивирования углеродистых сталей, включающий обработку стали в электролите, содержащем 0,65-1,5 мол/л одного из фосфатов формулы ХпНзР04, где X - щелочной металл или аммоний; п 0,5-2,5, при анодной плотности тока 0,1-5,0 А/дм в течение 1-30 мин.

Недостатком известного способа является получение фосфатной пленки, которая не может самостоятельно использоваться в качестве защиты металлов от коррозии и служит основой для лакокрасочного покрытия.

Известен способ защиты черных металлов от коррозии, включающий обрээование оксидной пленки в растворах нитрита.

Недостатком этого способа является потеря защитных свойств пленок в водной среде за счет разрушения последних вследствие гидратации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ ингибирования коррозии черных металлов, включающий добавление ингибитора на основе комплексных полиоксисоединений бора в коррозионно агрессивную среду.

Недостатками такого способа являются отсутствие пролонгированного эффекта защиты при изменении состава коррозионной среды, зависимость защитного эффекта от природы катиона, входящего в комплексное соединение.

Целью изобретения является увеличение степени защиты черных металлов от коррозии и одновременное снижение содержания ингибитора в растворе при эксплуатации металлоконструкций.

Поставленная цель достигается тем, что осуществляют предварительную пассивацию поверхности металла пут.ем электрохимического введения ингибитора коррозии бороглюконата щелочного металла из раствора, содержащего ингибитор в количестве 0,5-1,0 г/л в состав оксидной пленки, которую формируют послойно на поверхности черного металла путем электрохимического циклического восстановления-окисления в интервале потенциалов от -0,85 В до +0,3 В, причем циклическое наложение тока осуществляют не менее двух раз.

Сущность предлагаемого способа состоит в целенаправленном электрохимическом создании оксидной пленки улучшенного качества на редуцированной поверхности черного металла в растворах, содержащих комплексное соединение борной кислоты с органическим анионом, способным образовывать комплексные соединения с ионами железа и электрохимически окисляться, например бороглюконат щелочного металла. Многослойная оксидная пленка образуется на поверхности черного металла вследствие анодного окисления катодно редуцированной поверхности и последующего частичного восстановления

0 оксида при наложении тока катодного направления. Такое циклирование должно быть повторено не менее двух раз в интервале потенциалов от -0,85 В, соответствующего границе разложения воды с

5 выделением катодного водорода, до +0,3 В, что соответствует началу активации и питтингообразования и делает невозможным образование оксидной пленки с хорошими защитными свойствами. При осуществле0 НИИ каждого цикла поляризации внутрь оксидной пленки электрохимически вводится комплексный анион ингибитора и продукты его электрохимического окисления.

П р и м е р 1. Электрод из углеродистой

5 стали обезжиривали в органическом растворителе и катодно восстанавливали при плотности тока 40 мкА/см в течение 20 мин. Циклическую поляризацию проводили с помощью потенциостата П-5827 при скорости

0 развертки потенциала 20 мВ/мин с платиновым вспомогательным электродом в воде, по составу отвечающей ГОСТ 2874-82. Электродом сравнения служил хлорсеребряный электрод. Потенциалы затем пересчитыва5 лись на водородную шкалу. В качестве ингибитора добавляли трехзамещенный бороглюконат натрия NaaHBiCiaHaiOia в количестве 1 г/л. Циклическую обработку проводили изменением потенциала от-0,85

0 В до +0,3 В в прямом и обратном направлениях. Цикл повторяли два раза в течение 180 мин. После электрохимической циклической обработки образцы подвергали коррозионным испытаниям в различных средах. Количество окисленного металла вычисляли из суммарной концентрации ионов железа, определяемой в растворе после снятия продуктов коррозии методом атомной абсорбции, при этом учитывались потери

0 железа в холостом олыТе. Длительность испытаний не менее 21 суток с промежуточным съемом образцов. Влияние циклической обработки на скорость коррозии углеродистой стали в дистиллированной

5 воде без добавки ингибитора (температура 20 С) показано в табл. 1.

П р и м е р 2. Обработку образцов перед коррозионными испытаниями и определение количества окисленного металла производили так же, как в примере 1. Коррозионные испытания производили в воде, соответствующей ГОСТ 2874-82, с добавкой 0,1 г/л бороглюконата. Полученные результаты показаны в табл. 2. Пример 3. Для выяснения влияния комбинированной обработки поверхности металла, включающий воздействие раствора ингибитора с одновременным проведением предварительного пассивирования путем циклической поляризации, были подт готовлены следующие серии образцов: полная обработка в растворе ингибитора с концентрацией 1,0 г/л плюс циклическая поляризация два цикла по примеру 1; образцы только обезжиривались и не подвергались дальнейшей обработке. Подготовленные образцы подвергались коррозионным испытаниям. Влияние циклической обработки образцов на скорость коррозии стали в зависимости от концентрации ингибитора в условиях воздействия агрессивной среды (вода по ГОСТ 2874-82) приведено в табл. 3 П р и м е р 4. Обработку образцов и циклическую поляризацию осуществляют по способу примера 1. Варьируют концентрацию ингибитора в растворе при проведении циклической поляризации. Результаты приведены в табл. 4. Пример5.Рредварительнуюобработку образцов перед циклической поляризацией проводят так же, как в примере 1. Поляризацию проводят в 1,2 и 3 цикла в растворе бороглюконата натрия при концентрации 0,75 г/л. Влияние количества циклов при циклической обработке образцов на скорость коррозии -ста/ и в воде (ГОСТ 2874-82} с добавкой бороглюконата натрия 0,1 г/л показано в табл. 5. Примере. Предварительную обработку образцов перед циклической поляризацией проводят так же, как в примере 1. Проводят однократную поляризацию в растворе бороглюконата натрия при концентрации 0,75 г/л. Меняют диапазон потенциалов поляризации. Результаты приведены в табл. 6. П р и м е р 7. Обработку образцов перед коррозионными испытаниями и определение количества окисленного металла производили так же, как в примере 1. Коррозионные испытания производили в воде, соответствующей ГОСТ 2874-82 с добавками бороглюконата натрия 0,1 г/л и 1,0 г/л. Полученные результаты показаны в таблице 7. Технико-экономическими преимуществами предлагаемого спрсоба по сравнению со способом прототипом является возможность реализации зффекта пролонгированного действия ингибитора для защиты поверхности металлических изделий при дальнейшем их эксплуатировании в коррозицонной среде другого состава. Такой эффект позволяет значительно расширить ассортимент защищаемого оборудования, уменьшить концентрацию ингибитора в коррозионно агрессивной среде или обойтись вообще без ингибитора в водной фазе, используя пролонгированное действие ингибитора, включенного в оксидную пленку Формула изобретения Способ защиты черных металлов от коррозии преимущественно в нейтральных водных средах, вк/1ючающий обработку водным ингибиторным раствором бороглюконата натрия,отличающийся тем,что, с целью увеличения степени защиты и снижения расхода ингибитора, обработку проводят двукратной циклической поляризацией при изменении потенциала от -0,85 до 0,3 В при концентрации бороглюконата натрия 0,5-1 г/л. Время коррозии, сутки Скорость коррозии образцов, 0,0915 без обработки с циклической обработ0,0287 кой Защитный эффект циклической обработки, % 2 5 Время коррозии, сутки Скорость образцов, м: 0,1672 без обработки с циклической обработ0,0138 кой Защитный эффект циклической обработки, % LLITI::::I ::: 15 (20 0,1000 0,1070 0,1170 0,1210 0,0035 0,0025 0,0020 0,0010 Таблица 2 10I 0, OJ1AO 0,0900 0,0900 0,0080 0,0050 0,0028 0,002

Изобретение относится к защите от коррозии черных металлов в нейтральных водных средах и может найти применение в машиностроении и приборостроении. Цель изобретения - увеличение степени защиты и снижение расхода ингибитора. Обработку защищаемого изделия ведут в водном растворе бороглюконата натрия. Увеличение степени защиты и снижение расхода ингибитора достигают двукратной циклической поляризацией изделия при изменении потенциала от -0,85 В до 0,3 В в водном растворе, содержащем 0,5-1 г/л бороглюконата натрия. 7 табл.

Скорость коррозии образцов, г/м. ч: с циклической обработ0,0140 кой 0,0160 без обработки Защитный эффект циклической обработкиj % 12,5 Суммарный защитный эф87,5 фект, % 0,00390,00500,00170,0860 0,00880,,11290,1023 55,795,698,51б,0 92,if95,298,317,3

Концентрация ингибитора при циклической обработке, г/л

0,50

0,75 1,00

Скорость коррозии.

Таблица 4

Суммарным

защитный

эффект..

0,0085 91,8 0,0055 Э, 0,0050 95,2

Таблица 5

Таблицаб

Т а б л и