Inibitori della corrosione. Metodi di protezione dalla corrosione

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Ogni anno, circa un quarto di tutto il metallo prodotto nel mondo viene perso a causa dello sviluppo e del verificarsi di processi di corrosione. I costi associati alla riparazione e alla sostituzione delle apparecchiature e delle comunicazioni delle industrie chimiche spesso superano di più volte il costo dei materiali necessari per la loro fabbricazione. La corrosione è chiamata distruzione spontanea di metalli e varie leghe sotto l'influenza dell'ambiente. Tuttavia, puoi proteggerti da questi processi. Esistono vari modi per proteggere dalla corrosione, nonché tipi di esposizione. Nell'industria chimica, i tipi più comuni di corrosione sono gas, atmosferica ed elettrochimica.

Fuori dalla situazione

La scelta di un metodo di lotta in questo caso dipende non solo dalle caratteristiche del metallo stesso, ma anche dalle sue condizioni operative. I metodi di protezione contro la corrosione sono selezionati in base a determinati fattori, tuttavia, anche qui spesso sorgono una serie di difficoltà. Un problema particolare è associato alla scelta di un'opzione per un ambiente multicomponente conparametri che cambiano durante il processo. Questo è abbastanza comune nell'industria chimica. I metodi di protezione dalla corrosione utilizzati nella pratica sono suddivisi in base alla natura del loro impatto sull'ambiente e sul metallo.

Impatto ambientale

Anche nel medioevo si sono conosciute sostanze speciali, che sono state introdotte in quantità relativamente piccole, che hanno permesso di ridurre l'aggressività dell'ambiente corrosivo. Per questi scopi era consuetudine utilizzare oli, resine e amido. Negli ultimi anni sono comparsi sempre più nuovi inibitori di corrosione. Al momento, solo in Russia, puoi contare dozzine dei loro produttori. Gli inibitori della corrosione dei metalli sono abbastanza diffusi a causa del loro costo accessibile. Sono più efficaci nei sistemi in cui è presente un volume costante o basso di ambiente corrosivo, come serbatoi, serbatoi, sistemi di raffreddamento, caldaie a vapore e altri impianti chimici.

Proprietà

Gli inibitori della corrosione possono essere di natura organica o inorganica. Possono proteggere dall'esposizione a mezzi liquidi o dall'esposizione a gas. Gli inibitori della corrosione nell'industria petrolifera nella maggior parte dei casi sono associati all'inibizione dei processi anodici e catodici di danno elettrochimico, alla formazione di film passivanti e protettivi. Puoi considerare l'essenza di questo.

Gli inibitori di corrosione anodica agiscono sulla base della passivazione delle aree anodiche della superficie metallica corrosiva, motivo per cui è apparso il nome di passivatori. In quanto tale, è tradizionaleVengono utilizzati agenti ossidanti di origine inorganica: nitrati, cromati e molibdati. Si riducono facilmente sulle superfici del catodo, il che li rende simili ai depolarizzatori, riducendo la velocità di transizione anodica in una soluzione contenente ioni metallici corrosivi.

Moderatori anodici sono anche alcuni composti che non sono caratterizzati dalla presenza di proprietà ossidanti: polifosfati, fosfati, benzoato di sodio, silicati. La loro azione come inibitori si manifesta solo in presenza di ossigeno, che svolge il ruolo di passivatore. Queste sostanze portano all'assorbimento di ossigeno sulle superfici metalliche. Inoltre, provocano l'inibizione del processo di dissoluzione anodica a causa della formazione di film protettivi, che consistono in prodotti difficilmente solubili dell'interazione dell'inibitore e ioni metallici che passano in soluzione.

Caratteristiche

Gli inibitori della corrosione anodica dei metalli sono generalmente classificati come pericolosi, perché in determinate condizioni si trasformano da moderatori in iniziatori di un processo distruttivo. Per evitare ciò, è necessario che la densità della corrente di corrosione sia superiore a quella in cui si forma la passivazione assoluta delle sezioni anodiche. La concentrazione del passivatore non deve scendere al di sotto di un certo valore, altrimenti la passivazione potrebbe non avvenire o risulterà incompleta. Quest'ultima opzione è irta di grandi pericoli, perché provoca una riduzione della superficie dell'anodo, un aumento della profondità e della velocità di distruzione del metallo da parte dipiccole aree.

Requisiti

Si scopre che una protezione efficace può essere fornita se la concentrazione dell'inibitore anodico viene mantenuta al di sopra del valore massimo in tutte le aree del prodotto da proteggere. Queste sostanze sono abbastanza sensibili al livello di pH del mezzo. Cromati e nitrati sono più comunemente usati negli scambiatori di calore e per fornire protezione della superficie dei tubi.

Inibitori del catodo

In termini di effetto protettivo, queste sostanze sono meno efficaci di quelle anodiche. La loro azione si basa sul fatto che l'alcalinizzazione locale del mezzo porta alla formazione di prodotti insolubili nei siti catodici, che isolano parte della superficie dalla soluzione. Tale sostanza può essere, ad esempio, bicarbonato di calcio, che in un mezzo alcalinizzato rilascia carbonato di calcio sotto forma di un precipitato difficile da sciogliere. L'inibitore di corrosione catodico, la cui composizione dipende dall'ambiente di utilizzo, non comporta un aumento dei processi distruttivi anche se il contenuto è insufficiente.

Varietà

In mezzi neutri, le sostanze inorganiche spesso agiscono come inibitori catodici e anodici, ma in soluzioni fortemente acide non sono in grado di aiutare. Come moderatori nella produzione di acidi vengono utilizzate sostanze organiche, in cui le molecole contengono gruppi specifici o polari, ad esempio ammine, tiourea, aldeidi, sali di carbonato e fenoli.

Secondo il meccanismoQuesti inibitori di corrosione differiscono nel loro carattere di adsorbimento. Dopo l'adsorbimento sui siti catodici o anodici, ostacolano notevolmente lo scarico di ioni idrogeno, nonché la reazione di ionizzazione del metallo. In larga misura, l'effetto protettivo si basa sulla temperatura, sulla concentrazione, sul tipo di anione acido e sulla concentrazione di ioni idrogeno. Nella maggior parte dei casi vengono aggiunti in piccole quantità, perché l'effetto protettivo di un certo numero di inibitori organici in alte concentrazioni può essere persino pericoloso.

Ad esempio, un composto organico chiamato "Penta-522" è solubile in olio e acqua. È in grado di fornire un grado di protezione superiore al 90% con un consumo di soli 15-25 grammi per tonnellata. L'inibitore di corrosione prodotto con il marchio "Amincor" è un prodotto dell'esterificazione degli acidi carbossilici, che non è volatile, non ha odore sgradevole e non è tossico. Il suo dosaggio viene determinato solo dopo aver stabilito quanto sia corrosivo l'ambiente reale.

Impatto sul metallo

Questo gruppo di metodi di protezione prevede l'uso di una varietà di rivestimenti. Si tratta di vernice, metallo, gomma e altri tipi. Sono applicati in diversi modi: spruzzatura, zincatura, gommatura e altri. Puoi prendere in considerazione ciascuno di essi.

La gommatura è comunemente intesa come protezione dalla corrosione attraverso rivestimenti in gomma, spesso richiesta nell'industria del cloro. I composti di gomma hanno una maggiore resistenza chimica e forniscono una protezione affidabile di contenitori, bagni e altre apparecchiature chimiche dall'esposizione amezzi aggressivi e corrosione. La gommatura è fredda, oltre che calda, che viene eseguita con il metodo di vulcanizzazione di miscele epossidiche e fluoroplastiche.

È importante non solo scegliere correttamente, ma anche applicare un inibitore di corrosione. I produttori di solito danno istruzioni abbastanza chiare al riguardo. Al momento, oltre alla deposizione galvanica, è diventato abbastanza diffuso il metodo della deposizione ad alta velocità. Con il suo aiuto, viene risolta una gamma abbastanza ampia di compiti. I materiali in polvere possono essere applicati per ottenere rivestimenti con diverse proprietà.

Apparecchiature di protezione

Le questioni relative alla protezione delle apparecchiature chimiche sono piuttosto specifiche e richiedono quindi uno studio molto attento. La scelta del materiale per ottenere un rivestimento di alta qualità richiede un'analisi dello stato della superficie, della composizione dell'ambiente, delle condizioni operative, del grado di aggressività, delle condizioni di temperatura e così via. A volte, in “ambienti bassi”, c'è un parametro critico che rende difficile la scelta del tipo di copertura, ad esempio vaporizzare anche una volta ogni pochi mesi una bombola di propano. Ecco perché ogni ambiente aggressivo richiede la selezione di un tale formatore di pellicola e di tali componenti di rivestimento caratterizzati da resistenza al reagente.

Opinione di minoranza

Gli specialisti affermano che è impossibile confrontare tra loro i metodi di spruzzatura termo-gas, e ancor di più affermare che uno di loro è migliore dell' altro. Ognuno di essi presenta alcuni vantaggi e svantaggi e il risultatoi rivestimenti hanno proprietà diverse, il che indica la loro capacità di risolvere alcuni dei loro compiti. La composizione ottimale con cui caratterizzare gli inibitori di corrosione, così come il metodo della loro applicazione, vengono selezionati a seconda del caso specifico.

Nelle imprese dell'industria chimica, questo metodo viene utilizzato più spesso nel processo di riparazione in corso. Anche se vengono utilizzati inibitori di corrosione acidi, la superficie metallica deve essere prima adeguatamente preparata. Questo è l'unico modo per garantire una copertura di alta qualità. La sabbiatura può essere utilizzata prima dell'applicazione diretta del materiale di vernice per garantire una superficie sufficientemente ruvida.

Ogni anno compaiono sul mercato sempre più nuovi sviluppi e c'è una scelta considerevole. Tuttavia, i chimici dovrebbero decidere cosa sarà più redditizio: effettuare una protezione tempestiva delle apparecchiature o una sostituzione completa di tutte le strutture.