Chất ức chế ăn mòn. Phương pháp bảo vệ chống ăn mòn

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Mỗi năm, khoảng một phần tư tổng lượng kim loại được sản xuất trên thế giới bị mất đi do sự phát triển và xuất hiện của các quá trình ăn mòn. Các chi phí liên quan đến việc sửa chữa và thay thế thiết bị và thông tin liên lạc của các ngành công nghiệp hóa chất thường vượt quá chi phí vật liệu cần thiết để sản xuất chúng nhiều lần. Ăn mòn được gọi là sự phá hủy tự phát của kim loại và các hợp kim khác nhau dưới tác động của môi trường. Tuy nhiên, bạn có thể tự bảo vệ mình khỏi các quá trình này. Có nhiều cách khác nhau để bảo vệ chống lại sự ăn mòn, cũng như các loại tiếp xúc. Trong ngành công nghiệp hóa chất, các loại ăn mòn phổ biến nhất là khí, khí quyển và điện hóa.

Hết tình

Việc lựa chọn phương pháp đấu tranh trong trường hợp này không chỉ phụ thuộc vào đặc tính của bản thân kim loại mà còn phụ thuộc vào điều kiện hoạt động của nó. Các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn được lựa chọn phù hợp với các yếu tố nhất định, tuy nhiên, ngay cả ở đây cũng thường nảy sinh một số khó khăn. Một vấn đề cụ thể liên quan đến việc lựa chọn một tùy chọn cho môi trường nhiều thành phần vớicác thông số thay đổi trong quá trình. Điều này khá phổ biến trong ngành công nghiệp hóa chất. Các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn được sử dụng trong thực tế được phân chia theo bản chất của tác động của chúng đối với môi trường và kim loại.

Tác động môi trường

Ngay cả trong thời Trung Cổ, các chất đặc biệt đã được biết đến, được đưa vào với số lượng tương đối nhỏ, có thể làm giảm tính xâm thực của môi trường ăn mòn. Vì những mục đích này, người ta thường sử dụng dầu, nhựa và tinh bột. Trong khoảng thời gian vừa qua, ngày càng có nhiều chất ức chế ăn mòn mới xuất hiện. Hiện tại, chỉ ở Nga, bạn có thể đếm được hàng chục nhà sản xuất của họ. Các chất ức chế ăn mòn kim loại được sử dụng khá rộng rãi do giá thành phải chăng. Chúng hiệu quả nhất trong các hệ thống có môi trường ăn mòn liên tục hoặc thấp, chẳng hạn như bồn chứa, bể chứa, hệ thống làm mát, nồi hơi và các nhà máy hóa chất khác.

Thuộc tính

Chất ức chế ăn mòn có thể là chất hữu cơ hoặc vô cơ trong tự nhiên. Chúng có thể bảo vệ chống tiếp xúc với môi trường lỏng hoặc tiếp xúc với khí. Các chất ức chế ăn mòn trong ngành công nghiệp dầu trong hầu hết các trường hợp có liên quan đến việc ức chế các quá trình anốt và catốt của sự phá hủy điện hóa, sự hình thành các màng thụ động và bảo vệ. Bạn có thể coi bản chất của điều này.

Chất ức chế ăn mòn cực dương hoạt động trên cơ sở thụ động hóa các vùng cực dương của bề mặt kim loại bị ăn mòn, đó là lý do cho sự xuất hiện của tên thụ động. Như vậy, nó là truyền thốngCác chất oxy hóa có nguồn gốc vô cơ được sử dụng: nitrat, cromat và molypdat. Chúng dễ dàng bị khử trên bề mặt catốt, khiến chúng tương tự như chất khử cực, làm giảm tốc độ chuyển đổi anốt thành dung dịch chứa các ion kim loại ăn mòn.

Chất điều chế cực dương cũng là một số hợp chất không được đặc trưng bởi sự hiện diện của tính chất oxy hóa: polyphosphat, photphat, natri benzoat, silicat. Hoạt động của chúng như chất ức chế chỉ được biểu hiện khi có oxy, đóng vai trò của chất thụ động. Các chất này dẫn đến sự hấp phụ oxy trên bề mặt kim loại. Ngoài ra, chúng gây ra sự ức chế quá trình hòa tan anốt do sự hình thành các màng bảo vệ, bao gồm các sản phẩm khó hòa tan của sự tương tác của chất ức chế và các ion kim loại đi vào dung dịch.

Tính năng

Các chất ức chế ăn mòn cực dương của kim loại thường được phân loại là nguy hiểm, bởi vì trong những điều kiện nhất định, chúng biến từ chất điều tiết thành chất khởi động quá trình phá hủy. Để tránh điều này, mật độ của dòng ăn mòn phải cao hơn mật độ mà tại đó sự thụ động tuyệt đối của các phần cực dương được hình thành. Nồng độ của bộ thụ động không được giảm xuống dưới một giá trị nhất định, nếu không quá trình thụ động có thể không xảy ra hoặc nó sẽ không đầy đủ. Phương án thứ hai chứa đầy nguy hiểm vì nó làm giảm bề mặt cực dương, tăng độ sâu và tốc độ phá hủy kim loại bằng cáchkhu vực nhỏ.

Yêu cầu

Hóa ra có thể bảo vệ hiệu quả nếu nồng độ của chất ức chế anốt được duy trì trên giá trị tối đa trong tất cả các khu vực của sản phẩm đang được bảo vệ. Những chất này khá nhạy cảm với độ pH của môi trường. Crom và nitrat được sử dụng phổ biến nhất trong các bộ trao đổi nhiệt và để bảo vệ bề mặt đường ống.

Chất ức chế cathode

Về tác dụng bảo vệ, các chất này kém hiệu quả hơn các chất anốt. Hành động của họ dựa trên thực tế là quá trình kiềm hóa cục bộ của môi trường dẫn đến việc hình thành các sản phẩm không hòa tan tại các vị trí catốt, làm cô lập một phần bề mặt khỏi dung dịch. Một chất như vậy có thể là, ví dụ, canxi bicacbonat, trong môi trường kiềm hóa giải phóng canxi cacbonat ở dạng kết tủa khó hòa tan. Chất ức chế ăn mòn catốt, có thành phần phụ thuộc vào môi trường sử dụng, không dẫn đến sự gia tăng các quá trình phá hủy ngay cả khi hàm lượng không đủ.

Giống

Trong môi trường trung tính, các chất vô cơ thường hoạt động như chất ức chế catốt và anốt, nhưng trong các dung dịch có tính axit mạnh, chúng không thể giúp được. Là chất điều hòa trong quá trình sản xuất axit, các chất hữu cơ được sử dụng, trong đó phân tử chứa các nhóm phân cực hoặc cụ thể, ví dụ, amin, thiourea, andehit, muối cacbonat và phenol.

Theo cơ chếCác chất ức chế ăn mòn này khác nhau về đặc tính hấp phụ của chúng. Sau khi hấp phụ trên các vị trí cực âm hoặc cực dương, chúng cản trở rất nhiều sự phóng điện của các ion hydro, cũng như phản ứng ion hóa kim loại. Ở một mức độ lớn, hiệu quả bảo vệ dựa trên nhiệt độ, nồng độ, loại anion axit, cũng như nồng độ của các ion hydro. Chúng thường được thêm vào với số lượng nhỏ vì tác dụng bảo vệ của một số chất ức chế hữu cơ ở nồng độ cao thậm chí có thể gây nguy hiểm.

Ví dụ, một hợp chất hữu cơ được gọi là "Penta-522" hòa tan trong dầu và nước. Nó có thể cung cấp mức độ bảo vệ hơn 90% với mức tiêu thụ chỉ 15-25 gram mỗi tấn. Chất ức chế ăn mòn được sản xuất với nhãn hiệu "Amincor" là sản phẩm của quá trình este hóa axit cacboxylic, không bay hơi, không có mùi khó chịu và không độc hại. Liều lượng của nó chỉ được xác định sau khi xác định mức độ ăn mòn của môi trường thực.

Tác động lên kim loại

Nhóm các phương pháp bảo vệ này liên quan đến việc sử dụng nhiều lớp phủ khác nhau. Đây là sơn, kim loại, cao su và các loại khác. Chúng được áp dụng theo nhiều cách khác nhau: phun, mạ, tráng keo và những cách khác. Bạn có thể xem xét từng người trong số họ.

Gumming thường được hiểu là bảo vệ chống ăn mòn thông qua lớp phủ cao su, thường được yêu cầu trong ngành công nghiệp clo. Các hợp chất cao su đã làm tăng khả năng chống hóa chất và cung cấp sự bảo vệ đáng tin cậy cho các thùng chứa, bồn tắm, cũng như các thiết bị hóa chất khác khỏi việc tiếp xúc vớimôi trường xâm thực và ăn mòn. Keo dán lạnh cũng như nóng, được thực hiện bằng phương pháp lưu hóa hỗn hợp epoxy và fluoroplastic.

Điều quan trọng không chỉ là chọn đúng mà còn phải sử dụng chất ức chế ăn mòn. Các nhà sản xuất thường đưa ra hướng dẫn khá rõ ràng về điều này. Hiện tại, ngoài phương pháp lắng đọng galvanic, phương pháp lắng đọng tốc độ cao đã trở nên khá phổ biến. Với sự trợ giúp của nó, một loạt các nhiệm vụ được giải quyết. Vật liệu bột có thể được áp dụng để tạo ra các lớp phủ với các đặc tính khác nhau.

Thiết bị bảo vệ

Các vấn đề liên quan đến việc bảo vệ các thiết bị hóa chất khá cụ thể, do đó cần phải nghiên cứu rất kỹ lưỡng. Việc lựa chọn vật liệu để có được lớp phủ chất lượng cao đòi hỏi phải phân tích trạng thái của bề mặt, thành phần của môi trường, điều kiện hoạt động, mức độ xâm thực, điều kiện nhiệt độ, v.v. Đôi khi, trong “môi trường thấp”, có một thông số quan trọng gây khó khăn cho việc lựa chọn loại bao phủ, chẳng hạn như hấp một bình propan thậm chí vài tháng một lần. Đó là lý do tại sao mỗi môi trường khắc nghiệt yêu cầu lựa chọn chất tạo màng trước và các thành phần lớp phủ như vậy có đặc điểm là khả năng chống lại thuốc thử.

Ý kiến thiểu số

Các chuyên gia nói rằng không thể so sánh các phương pháp phun nhiệt khí với nhau, và càng khẳng định rằng phương pháp này tốt hơn phương pháp kia. Mỗi người trong số họ có những lợi thế và bất lợi nhất định, và kết quảCác lớp phủ có các đặc tính khác nhau, điều này cho thấy khả năng giải quyết một số nhiệm vụ của chúng. Thành phần tối ưu mà chất ức chế ăn mòn nên được đặc trưng, cũng như phương pháp ứng dụng của chúng, được lựa chọn tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể.

Tại các xí nghiệp thuộc ngành hóa chất, phương pháp này được sử dụng nhiều nhất trong quá trình sửa chữa hiện nay. Ngay cả khi sử dụng chất ức chế ăn mòn axit, bề mặt kim loại trước tiên phải được chuẩn bị đúng cách. Đây là cách duy nhất để đảm bảo một vùng phủ sóng chất lượng cao. Có thể sử dụng phương pháp nổ trước khi thi công trực tiếp vật liệu sơn để đảm bảo bề mặt đủ nhám.

Mỗi năm, ngày càng có nhiều phát triển mới xuất hiện trên thị trường, và có một sự lựa chọn đáng kể. Tuy nhiên, các nhà hóa học nên quyết định điều gì sẽ có lợi hơn - tiến hành bảo vệ thiết bị kịp thời hoặc thay thế hoàn toàn tất cả các cấu trúc.