Інгібітори корозії та інгібовані матеріали

Визначення і загальна характеристика

ІНГІБІ́ТОРИ КОРО́ЗІЇ ТА ІНГІБО́ВАНІ МАТЕРІА́ЛИ  — речовини, які сповільнюють або повністю гальмують корозійний процес, та ізолюючі або пакувальні матеріали, у складі яких є інгібітори (І.; від лат. inhibition — затримування, гальмування). І. вводять у короз. середовище, зокрема й газоподібне, лакофарб. покриття, полімерні плівки та папір, у невеликих кількостях (0,01–3,0 г/дм³). Їх захисна дія пов’язана зі зміною стану поверхні металу та кінетики короз. процесу. У випадку електрохім. корозії вони можуть сповільнювати чи практично повністю гальмувати швидкість катод. або анод. та водночас обох реакцій. І. внаслідок їх невисоких концентрацій майже не змінюють електропровідності, заг. мінералізації, рН та ін. середовищ. Застосування І. є простим, екон. і надій. засобом захисту металів від корозії, оскільки не вимагає додатк. капіталовкладень та принципово не змінює технол. процесу. Різноманітні речовини для попередження короз. процесів використовують з давніх часів. У середньовіччі зброярі, усуваючи окалину зі сталі, додавали до розчинів кислот крохмаль, пивні дріжджі. Це запобігало розтравлюванню металу, зменшувало проникнення водню. В 1900–30-х рр. запатентовано як І. крохмаль, декстрин, желатин, тварин. клей, жмих, патоку, вуглеводи, екстракти дерев. та кам’яновугіл. смол. У СРСР перший синтет. І. АНТРА — продукт сульфування антрацену — з’явився 1923. У 1929 створ. І. ТМ — продукт розганяння кам’яновугіл. смоли, у 1940–50-х рр. — І. УНІКОМ, ПБ-У, ЧМ, ПБ-5. У 1950-х рр. завдяки розвитку електрохім. теорії корозії стало можливим вивчення механізму захис. дії І. та їх цілеспрямов. синтезу. Знач. внесок у цьому напрямі зробили Л. Антропов, Ю. Бабей, О. Міндюк, С. Міскіджян, Ю. Федоров, С. Балезін, В. Григор’єв, Ю. Кузнецов, І. Путилова, І. Розенфельд.

В Україні у 1960-х рр. сформовано кілька шкіл, які займалися інгібітор. проблематикою. У Нац. тех. університеті України «Київ. політех. інститут» під керівництвом Л. Антропова були закладені теор. основи синтезу І. кислот. корозії, методології та техніки визначення їх ефективності. Вченими цього ж ВНЗу створ. серію І. КПІ (В. Ледовських, В. Панасенко, І. Погребова), розроблено та налагоджено серій. випуск корозиметрів (Ю. Герасименко, В. Сорокін). У Нац. металург. академії України (Дніпропетровськ) О. Афанасьєвим, П. Остриком, С. Тир зібрано колекц. фонд І. корозії, який налічує понад 150 зразків, виготовлених у різних країнах; О. Чигиринець на основі фрукт. кісточок розробила ефективні модифікатори іржі. Науковцями Фіз.-мех. інституту НАНУ (Львів) та Львів. мед. університету (С. Міскіджян) розроблено та впроваджено у виробництво І. ХОСП-10. Потуж. осередком синтезу І. є також Дніпродзерж. тех. університет (Ю. Федоров, Л. Мойсеєва, А. Пінус, М. Узлюк), де створ. І. кислих середовищ і пласт. вод нафтогаз. свердловин С-5, СІ, ОР-2К, С-4Н, КТУ, для одно- та двофаз. вуглекислот. середовищ — синерг. композиції на основі оливи КОРК (мастило ПОД). У Фіз.-мех. інституті НАНУ під керівництвом Ю. Бабея закладено наук. основи створення І. короз.-мех. руйнування сталей та синтез. ряд алкілзаміщених піридинів і хінолінів, які підвищують опір сталі МЦКВ у кислих середовищах (Б. Климків, Н. Сопрунюк, О. Міндюк); координац. сполук перехід. металів з органіч. лігандами та серію І. корозії, солевідкладення та короз.-мех. руйнування — КОРСОЛ (Д. Завербний, З. Слободян), І. гальмування росту короз.-втом. тріщин (О. Цирульник); для сірководн. середовищ ряд І. короз. розтріскування та наводнювання — НЕФГАН (І. Василенко, В. Жовнірчук, В. Коваль). У Черніг. технол. університеті розроблено синерг. композиції, що утворюють металохелатні плівки, — І. короз.-втом. руйнування та екологічно чисті І. хемосорбц. дії на основі відходів перероблення гірчич. та ін. олив (О. Сиза, В. Старчак, С. Цибуля). За походженням І. поділяють на неорганічні (хромати, нітрити, фосфати, силікати, молібдати тощо) й органічні (аміни, хіноліни, піридини, азоли, бензоати та ін.). Окрему групу складають інгібіторні композиції — суміші органіч. і неорганіч. речовин, захисні властивості яких сумуються або взаємно підсилюються (т. зв. аддитивність або синергізм). За застосуванням у певних короз. середовищах виділяють І. для кислих, нейтрал., лужних, сірководн., сірководн.-вуглекислот., вуглеводн. (зокрема нафтових), двофаз. нафта–електроліт, атмосфер. середовищ, для ґрунтовок, лакофарб. покриттів та паперу. Є також І. солевідкладення та біол. корозії (біоциди, біостати). Захисну дію І., тобто їх здатність гальмувати швидкість корозії, оцінюють за коефіцієнтом гальмування (g) та ступенем захисту (Z). За механізмом захис. дії І. бувають адсорбц. і пасивувальні. Для оцінювання ефективності І. атмосфер. корозії та лакофарб. покриттів здійснюють випробування в кліматизац. камері. Захисні властивості І. у короз. середовищах визначають за зміною маси зразків або об’єму водню, що виділяється в результаті корозії металу (масометр. та волюметр. методи випробування). Ефективність та механізм захис. дії І. вивчають поляризац. дослідженнями: за зсувом компроміс. потенціалу, змінами струму корозії, поляризац. опору, констант Тафеля тощо (електрохім. метод випробування). Вплив І. на опір металів спільній дії мех. та короз. факторів визначають досліджуючи короз. розтріскування, багато- та малоцикл. втому, короз.-ероз. руйнування, зародження та ріст короз.-втом. тріщин за різних концентрацій І. (мех. метод випробування). І. нейтрал. середовищ можуть діяти на анодну (пасивуванням поверхні металу речовинами з окиснюв.-віднов. властивостями — нітритами, хроматами, біхроматами; утворенням важкорозчин. сполук — гідроксидів, фосфатів, карбонатів, боратів), катодну (солі цинку, кальцію, бензоати, нітробензоати) і водночас на обидві (молібдати, вольфрамати, ванадати, МГ ЧДТУ) реакції. І. корозії та солевідкладення: комплексони ОЕДФ та її похідні (ДПФ-ІН); КОРСОЛ; силікат натрію, поліфосфати, іони цинку тощо. І. кислих середовищ — переважно органічні сполуки, які містять азот, сірку, кисень тощо. Найчастіше вони гальмують водневу деполяризацію. Більшість пром. І. кислих середовищ є композиціями на основі піридинів, хінолінів та їх солей, талових кислот (І. ХОСП, ХОД, КПІ, Нафтохім). І. нафт. походження — високомолекулярні смолисто-асфальтен. сполуки, нейтрал. смоли, асфальтени, карбени, нафтен. кислоти; нейтрал. та осн. азоторганічні продукти переробки нафти й вугілля — піридин., хінолін. основи та солі, похідні акридину, оксипіридини, оксихіноліни, оксоазоліни, імідазоліни. І. для газонафт. середовищ, що містять сірководень і вуглекислоту, призначені для захисту сталі не лише від корозії, але й від наводнювання та короз.-мех. руйнування. Це ОР-2К, С-4Н, С-5 (Дніпродзерж. тех. університет), НЕФГАН (Фіз.-мех. інститут НАНУ), ДОНБАС (Інститут фіз.-органіч. хімії і вуглехімії НАНУ, Донецьк), НАФТОХІМ-3, НАФТОХІМ-8 (Наук.-вироб. комплекс «Галичина», м. Дрогобич Львів. обл.). Див також Корозія

Завантажити статтю