Научная статья на тему 'Защита стали от атмосферной коррозии в so 2-содержащей атмосфере ингибированными масляными пленками на основе отработанного масла Мобил-1, содержащими эмульгин'

Защита стали от атмосферной коррозии в so 2-содержащей атмосфере ингибированными масляными пленками на основе отработанного масла Мобил-1, содержащими эмульгин Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
375
78
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СТАЛЬ / ПЛЕНКА / ОТРАБОТАННОЕ МАСЛО МОБИЛ-1 / КОРРОЗИЯ / ЗАЩИТА / КАТОДНАЯ РЕАКЦИЯ / АНОДНАЯ РЕАКЦИЯ / STEEL / FILM / MOBIL-1 OILWASTE / CORROSION / PROTECTION / CATHODIC REACTION / ANODIC REACTION

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Бернацкий Павел Николаевич

Исследована коррозия углеродистой стали в газовой и жидкой фазах в насыщенных растворах SO 2, находящихся в равновесии с оксидом серы (IV) (газовая фаза). Изучена защитная эффективность эмульгина при его содержании в пленке на основе отработанногомасла Мобил-1 от 1 до 10 масс.%. Оценено влияние содержания S-содержащих частиц при С эмульгина = const на кинетику катодной и анодной реакции и, напротив, эмульгина на торможение этих процессов при С эмульгина в защитной масляной пленке Мобил-1, равной 1-10 масс.%, и неизменной концентрации S-содержащих частиц. Исследовано влияние продолжительности коррозионного воздействия на эффективность торможения эмульгином кинетики анодного и катодного процессов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Бернацкий Павел Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Corrosion of carbon steel has been studied in gas and liquid phases of the solution saturated with SO 2 in equilibrium with (gas phase). Protective efficiency of composition of emulgin and Mobil-1 oil wasted with 1-10 mass.% concentration has been studied. Data about influence of S-containing particles content at C emulgin = const on kinetics of cathodic and anodic reactions and emulgin influence on these processes retardation at C emulgin = = 1-10 mass.% and constant concentration of S-containing particles have been obtained. Influence of corrosion action duration on efficiency of anodic and cathodic processes retardation by emulgin has been studied.

Текст научной работы на тему «Защита стали от атмосферной коррозии в so 2-содержащей атмосфере ингибированными масляными пленками на основе отработанного масла Мобил-1, содержащими эмульгин»

УДК 620.193

ЗАЩИТА СТАЛИ ОТ АТМОСФЕРНОЙ КОРРОЗИИ В SO2-СОДЕРЖАЩЕЙ АТМОСФЕРЕ ИНГИБИРОВАННЫМИ МАСЛЯНЫМИ ПЛЕНКАМИ НА ОСНОВЕ ОТРАБОТАННОГО МАСЛА МОБИЛ-1, СОДЕРЖАЩИМИ ЭМУЛЬГИН

© П.Н. Бернацкий

Ключевые слова: сталь; пленка; отработанное масло Мобил-1; коррозия; защита; катодная реакция; анодная реакция.

Исследована коррозия углеродистой стали в газовой и жидкой фазах в насыщенных растворах SO2, находящихся в равновесии с оксидом серы (IV) (газовая фаза). Изучена защитная эффективность эмульгина при его содержании в пленке на основе отработанногомасла Мобил-1 от 1 до 10 масс.%. Оценено влияние содержания S-содержащих частиц при Сэмульгаш = const на кинетику катодной и анодной реакции и, напротив, эмульгина на торможение этих процессов при Сэмульгаш в защитной масляной пленке Мобил-1, равной 1-10 масс.%, и неизменной концентрации S-содержащих частиц. Исследовано влияние продолжительности коррозионного воздействия на эффективность торможения эмульгином кинетики анодного и катодного процессов.

ВВЕДЕНИЕ

Ежегодно атмосферная коррозия наносит заметный ущерб промышленному оборудованию, машинам, зданиям, сооружениям и коммуникациям, причем не только из-за потери металла, но еще в большей степени от вторичных процессов, разрушения производственных сооружений и затрат на их восстановление, потери качества продукции. Это приводит к большим потерям в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, на автотранспорте, в сельском хозяйстве [1].

Присутствующий в городской и промышленной атмосфере оксид серы (IV) является очень опасным для металлических конструкций стимуляторов коррозии, выступая в роли эффективного катодного деполяризатора.

Согласно литературным данным [2], сернистый газ, растворяясь в пленке влаги, образующейся на поверхности металла во влажной атмосфере, повышает кислотность и электропроводность ее и тем самым ускоряет коррозию. Он также может адсорбироваться продуктами коррозии, контакт с которыми значительно ускоряет коррозию стали.

Одним из наиболее технически простых и эффективных способов борьбы с атмосферной коррозией является использование консервационных материалов (КМ) на масляной основе с маслорастворимыми ингибиторами коррозии. При разработке таких защитных композиций необходимо учитывать следующие требования: малокомпонентный состав (оптимально двух-компонентные системы, составляющими которых являются растворитель-основа и многофункциональная антикоррозионная присадка), достаточная защитная эффективность, экономичность, экологическая безопасность, технологичность, простота расконсервации, эффект последействия. Однако многие вопросы создания таких составов далеки от своего решения. В част-

ности, остается неясной роль растворителя-основы и, как следствие этого, его природы [3].

Поэтому большой интерес представляет процесс изучения возможности использования малокомпонентных консервационных составов в атмосфере с повышенным содержанием SO2 для защиты от коррозии стали в атмосферах такого состава [4].

В качестве растворителя-основы изучалось отработанное моторное масло Мобил-1. Это позволяет решить целый ряд проблем:

- экологическую, за счет утилизации большого количества использованных товарных нефтяных масел;

- экономическую, т. к. стоимость составов на основе отработанного масла Мобил-1 значительно ниже, чем на основе свежих масел.

Целью настоящей работы являлось исследование защитной эффективности масляных пленок на основе отработанного масла Мобил-1, содержащих эмульгин как замедлитель коррозии, при воздействии на сталь Ст3 воздуха с высоким содержанием оксида серы (IV).

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Исследования проведены при комнатной температуре с использованием отработанного синтетического масла Мобил-1, представляющего собой смесь поли-а-олефинов [5]. Коррозионные испытания проведены в дистиллированной воде, насыщенной SO2, а также в равновесной с ней газовой фазе с использованием образцов стали Ст3 следующего состава, масс.%: Fe -98,36; С - 0,2; Мп - 0,5; - 0,15; Р - 0,04; Б - 0,05; Сг -0,3; N1 - 0,2; Си - 0,2.

Использованы герметичные пластиковые ячейки объемом 1,0 л, относительная влажность воздуха в которых была равна 100 %. Образцы размером 25x10x3 мм подвешивали на капроновых нитях, располагая их целиком в газовой или жидкой фазах, что позволяло оценивать в этих средах скорость коррозии и эффектив-

ность эмульгина, используемого в качестве антикоррозионной присадки. Продолжительность коррозионных испытаний - 240 ч, соотношение объемов фаз VJVK составляло 1,4:1.

Продукты коррозии снимали 10 %-ным раствором HCl, содержащим 1 г/л KI и 5 г/л уротропина в качестве смесевого ингибитора кислотной коррозии. Предварительно проводили холостые испытания в травильном растворе, данные которых учтены в расчетах скорости коррозии.

Электрохимические измерения проведены на армированных в эпоксидную смолу ЭД-5 (отвердитель -полиэтиленполиамин) стальных электродах с рабочей поверхностью 1 см2 в 0,5 М растворе NaCl, насыщенном SO2 и находящемся в равновесии с оксидом серы (IV) в газовой фазе.

Эмульгин, вводимый в отработанное (190 мото-ч) масло Мобил-1, имел следующий компонентный состав, масс.%: первичные алифатические амины фракции С10-С15 - 5...20; первичные алифатические амины фракции С16-С20 - 22.30; вторичные алифатические амины фракции С10-С15 - 12.23; вторичные алифатические амины фракции С16-С20 - 10.26; парафиновые углеводороды фракции С18-С20 - остальное [6].

Кинематическую вязкость композиций vj измеряли в соответствии с ГОСТ 33-82. Использовали вискозиметр ВПЖ, точность термостатирования +1 °С. Расчет вязкости производили по формуле:

ztjk,

где у1 - кинематическая вязкость раствора, мм2с-1; к -постоянная вискозиметра; 11 - время истечения жидкости, с; g - ускорение свободного падения, м2/с.

Пленка масляной композиции наносилась на предварительно взвешенные образцы стали при 20 °С путем погружения их в ванну с составом, после чего образцы подвешивали в вертикальном положении над ней и оставляли на сутки на воздухе до стекания избытка композиции и формирования стабильной пленки защитного состава, после чего их взвешивали со слоем композиции. Толщину Ь формирующейся масляной пленки оценивали гравиметрически, полагая, что она на всей поверхности одинакова. Расчет Ь проводили по формуле:

Ь = АшТ04/(^р),

где Б - площадь поверхности образца, см2; р - плотность защитной композиции, г/см3; Аш - масса защитной пленки, вычисляемая по формуле: Аш = ш2 - шь при ш2 и ш1 - соответственно, масса образца с пленкой и без нее.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В данной работе исследованы загущающая способность присадки эмульгин по отношению к отработанному маслу Мобил-1 в интервале температур 20-80 °С.

В результате экспериментальных исследований установлено, что введение эмульгина в отработанное масло Мобил-1 вызывает эффект загущения, т. е. разность:

Рис. 1. Вязкостно-температурные зависимости составов на основе отработанного масла Мобил-1. Концентрация эмульгина в композициях, масс.%: 1 - 0; 2 - 1; 3 - 3; 4 - 5; 5 - 10

(1)

где vк - кинематическая вязкость композиции на основе отработанного масла Мобил-1, выступающего в роли растворителя-основы, и присадки эмульгина; - кинематическая вязкость отработанного масла Мобил-1.

Как видно из рис. 1, эффект загущения возрастает с увеличением концентрации эмульгина тем в большей степени, чем выше концентрация добавки. Повышение температуры приводит к систематическому понижению абсолютной величины эффекта загущения композиций.

Как отмечают авторы [7], загущение растворителя-основы в присутствии ПАВ обусловлено образованием в композициях мицеллярной структуры, а концентрация начала образования мицелл - критическая концентрация мицеллообразования (ККМ) является функцией температуры.

Известно, что повышение вязкости мицеллярных растворов происходит в результате агрегации мицелл. А т. к. степень агрегации мицелл существенно связана с концентрацией мицеллообразующего вещества, следовательно, рост концентрации ПАВ ведет к увеличению числа отдельных молекул ПАВ в агрегате, что, безусловно, должно способствовать повышению внутреннего трения системы.

Кроме этого, от изменения температуры композиции может зависеть энергия межмолекулярного взаимодействия радикалов обратных мицелл, расположенных в близлежащих параллельных слоях этих композиций. Данное явление также может оказывать значительное влияние на изменение внутреннего трения этих систем. Этим, по-видимому, и можно объяснить то, что с увеличением концентрации эмульгина в масле загущающий эффект увеличивается, а абсолютная величина эффекта загущения возрастает с понижением температуры.

Как известно [8], отдельные молекулы ПАВ, даже очень крупные, способны в очень незначительной степени влиять на внутреннее трение системы, т. к. силы их межмолекулярного взаимодействия крайне незначительны. Взаимодействие же мицелл, а соответственно, и их воздействие на внутреннее трение композиции существенно выше. Очевидно, важна и направленность межмицеллярного взаимодействия.

¿v = v« - vM > 0

в

При повышении температуры происходит разрыв водородных связей между полярными группами ПАВ, ведущий к фактическому разрушению мицеллярной структуры, т. е. равновесие:

молекулы ПАВ < мицеллы (2)

полностью сдвигается влево. Снижение же температуры, как подтверждает эксперимент, приводит к смещению равновесия вправо, т. е. к восстановлению мицел-лярной структуры в растворе.

Учитывая, что мицеллы могут иметь различное строение - быть сферическими (мицеллы Гартли), цилиндрическими или другой структуры, следует полагать, что зависимость кинематической вязкости составов от температуры для каждого типа мицеллообразо-вания может быть различна. Однако из опытных данных зависимости v = F(t) сделать какие-либо заключения по этому поводу невозможно. Поэтому экспериментальные результаты были представлены в полулогарифмических координатах lgv = F(t), что позволило выявить ряд дополнительных особенностей. Соответствующие кривые, благодаря наличию точек перегиба, позволяют судить о температуре перехода к образованию мицелл новых форм (агрегация мицелл) или о температуре и концентрации начала образования мицелл (ККМ). На рис. 2 показана такая зависимость для композиций эмульгина в отработанном масле Мобил-1. Как видно из рис. 2, на всех вязкостно-температурных кривых для соответствующих композиций наблюдается излом при температурах от 40 до 48 °С. Наличие излома на кривых свидетельствует, что при достижении определенной температуры происходят структурные изменения в композиции. Вероятно, они обусловлены формированием мицеллярной структуры, и Тизлома характеризует температуру, при которой достигается ККМ.

Ijjv (v, мч2/сск) 3-

2.5$

»

4 »

1.5-

------.---.-1---i----

10 20 30 40 50 (»0 70 КО

Рис. 2. Зависимость логарифма вязкости от температуры для составов на основе отработанного (б) масла Мобил-1. Концентрация эмульгина в композициях, масс.%: 1 - 0; 2 - 1; 3 - 3; 4 - 5; 5 - 10

Излом на вязкостно-температурных кривых может быть объяснен как равновесием (2), так и изменением природы мицелл. Возможно, в области излома на кривых, т. е. при Т < Тперегиба из сферических мицелл Гартли начинают формироваться промежуточные цилиндрические мицеллы, либо пластинчатые мицеллы Мак-Бена, имеющие существенно большую массу, что повышает межмицеллярное взаимодействие и вязкость композиции в целом. В данном случае равновесие:

сферические мицеллы < цилиндрические < < пластинчатые мицеллы (3)

следует рассматривать как промежуточные стадии в равновесии (2).

Также целью оценки эмульгина как эффективной добавки к отработанным маслам для защиты стальных изделий от коррозии в атмосфере оксида серы (IV) была изучена защитная эффективность масляных композиций эмульгина в отработанном моторном масле Мобил-1 по отношению к стали Ст3.

Влияние концентрации эмульгина на защитную эффективность изученных композиций в отсутствие оксида серы (IV) в водной и воздушной фазах показано в табл. 1.

Из табл. 1 видно, что увеличение концентрации добавки эмульгина в защитной пленке увеличивает толщину покровной пленки от 26 до 42 мкм, причем, в тем большей степени, чем выше концентрация присадки. Очевидно, это связано с увеличением вязкости составов при повышении содержания эмульгина в растворителе-основе.

Легко увидеть, что скорости коррозии стали Ст3 без SO2 в исходной дистиллированной воде и в воздушной фазе в отсутствие покровной масляной пленки сравнительно невелики и составляют 5,917-10-6 и 4,2Т0-6 г/(см^ч) соответственно. В случае коррозии стали в объеме жидкой фазы и в газовой фазе, когда на ее поверхность нанесена самопроизвольно сформированная пленка неингибированного (помимо заводских присадоки продуктов их окисления, концентрация которых недостаточна для подавления) отработанного масла Мобил-1, наблюдается слабая защита металла, составляющая 34 и 37 % в водной и воздушной средах соответственно. Введение добавки эмульгина в растворитель-основу приводит к систематическому увеличению защитного действия исследуемых композиций как в водной, так и в воздушной средах. Максимальное падение скорости коррозии и наибольший защитный эффект, составляющий 94-96 %, наблюдается для углеродистой стали Ст3, покрытой пленкой композиции, содержащей 10 % эмульгина.

Скорость коррозии стали Ст3 в жидкой фазе, находящейся в равновесии c SO2 заданной исходной концентрации, и в газовой фазе при концентрации оксида серы (IV), равной 0,1 об.%, несколько увеличивается до 6,1 • 10-6 и 4,6-Ю-6 г/(см^ч) соответственно (табл. 2).

Данные табл. 2 показывают, что при введении оксида серы (IV) происходит падение защитной эффективности до 33-95 %, а скорость коррозии более высока в водной среде, чем в воздушной. Аналогичным образом исследовалась защитная эффективность тех же составов в присутствии в атмосфере 1 % SO2. Результаты эксперимента представлены в табл. 3.

Таблица 1

Влияние концентрации эмульгина на защитное действие (2, %) масляной композиции на основе отработанного масла Мобил-1 по отношению к стали Ст3 без SO2 в водной среде (числитель) и воздушной среде при влажности 100 % (знаменатель), продолжительность 10 суток

Состав пленки Толщина пленки, мкм Кср • 107, F см2 •ч Z, %

Пленка отсутствует - 59,17/41,82 -

Mobil 1 отраб. 25,87 38,5/26,25 34,93/37,23

Mobil 1 отраб. + 1 % эмульгина 27,97 35,88/23,95 39,36/42,73

Mobil 1 отраб. + 3 % эмульгина 30,2 15,42/14,48 73,93/88,91

Mobil 1 отраб. + 5 % эмульгина 35,4 4,45/4,637 92,4/88,91

Mobil 1 отраб. + 10 % эмульгина 42,1 2,23/2,48 96,06/94,06

Таблица 2

Влияние концентрации эмульгина на защитное действие (2, %) масляной композиции на основе отработанного масла Мобил-1 по отношению к стали Ст3, содержащей 0,1 % SO2, в водной среде (числитель) и воздушной среде при влажности 100 % (знаменатель), продолжительность 10 суток

Состав пленки Толщина пленки, мкм Кср • 107, -гг Z, %

Пленка отсутствует - 60,86/46,8 -

Mobil 1 отраб. 25,87 40,67/29,38 33,17/37,22

Mobil 1 отраб. + 1 % эмульгина 27,97 37,05/26,57 39,12/49,64

Mobil 1 отраб. + 3 % эмульгина 30,2 16,8/15,49 72,39/66,9

Mobil 1 отраб. + 5 % эмульгина 35,4 4,92/5,91 91,91/87,37

Mobil 1 отраб. + 10 % эмульгина 42,1 2,77/2,91 95,44/93,78

Таблица 3

Влияние концентрации эмульгина на защитное действие (2, %) масляной композиции на основе отработанного масла Мобил-1 по отношению к стали Ст3, содержащей 1 % SO2, в водной среде (числитель) и воздушной среде при влажности 100 % (знаменатель), продолжительность 10 суток

Состав пленки Толщина пленки, мкм Кср • 107, -гг 2, %

Пленка отсутствует - 63,8/54,1 -

Mobil 1 отраб. 25,87 49,1/39,7 23,04/26,61

Mobil 1 отраб. + 1 % эмульгина 27,97 41,26/37,7 35,33/30,31

Mobil 1 отраб. + 3 % эмульгина 30,2 37,3/23,5 41,53/56,56

Mobil 1 отраб. + 5 % эмульгина 35,4 8,29/7,56 87,01/86,02

Mobil 1 отраб. + 10 % эмульгина 42,1 5,7/3,96 91,06/92,68

Как видно из табл. 3, составы в водной среде обладают меньшей защитной эффективностью (23-91 %), чем соответствующие составы в воздушной среде (2692 %), причем и в этом случае скорость коррозии в водной среде несколько выше, чем в воздушной.

Увеличение концентрации сернистого газа в атмосфере до 3 % (табл. 4) приводит к резкому увеличению скорости коррозии в воздушной среде, величина которой приблизительно в 3 раза превышает соответствующее значение скорости коррозии стали в водной среде и составляет 2,6-10-5 г/(см^ч).

Из табл. 3 видно, что защитная эффективность покровных пленок в воздушной среде больше, чем в водной, и колеблется в пределах 18-77 % для водной и 37-81 % для воздушной сред. И в этом случае повышение концентрации добавки и толщины защитной масляной пленки на металлической поверхности увеличивает величину 2.

Картина принципиально не меняется при повышении содержания оксида серы (IV) до 5 %, что еще в большей степени стимулирует процесс коррозии стали (табл. 5). Причем и в этом случае скорость коррозии в воздушной среде повышается значительно сильнее, чем в водной. И в этом случае повышение содержания присадки в защитной пленке уменьшает скорость коррозии, а защитная эффективность колеблется от 15 до 64 % в водной фазе и от 34 до 79 % - в воздушной.

Сравнивая табл. 1-5, можно видеть, что с ростом Сд0г скорость коррозии стали систематически возрастает как в воздушной, так и в водной средах. Вероятно, это происходит, т. к. оксид серы (IV) уменьшает давление водяных паров и вызывает капельную конденсацию, что приводит к растворению газов и образованию H2SO3, что приводит к уменьшению рН среды на поверхности металлов в воздушной среде.

Таблица 4

Влияние концентрации эмульгина на защитное действие %) масляной композиции на основе отработанного масла Мобил-1 по отношению к стали Ст3, содержащей 3 % SO2, в водной среде (числитель) и воздушной среде при влажности 100 % (знаменатель), продолжительность 10 суток

Состав пленки Толщина пленки, мкм Кср • 106, F см2 •ч Z, %

Пленка отсутствует - 9,25/25,74 -

Mobil 1 отраб 25,87 7,57/16,2 18,16/37,83

Mobil 1 отраб. + 1 % эмульгина 27,97 5,64/13,9 39,02/45,99

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Mobil 1 отраб. + 3 % эмульгина 30,2 3,59/10,41 61,18/59,5

Mobil 1 отраб. + 5 % эмульгина 35,4 2,96/6,12 68,01/76,22

Mobil 1 отраб. + 10 % эмульгина 42,1 2,06/4,687 77,73/81,79

Таблица 5

Влияние концентрации эмульгина на защитное действие (2, %) масляной композиции на основе отработанного масла Мобил-1 по отношению к стали Ст3, содержащей 5 % SO2, в водной среде (числитель) и воздушной среде при влажности 100 % (знаменатель), продолжительность 10 суток

Состав пленки Толщина пленки, мкм Кср • 10^ —~ Z, %

Пленка отсутствует - 13,42 /51,5 -

Mobil 1 отраб. 25,87 11,31/33,57 15,72/34,81

Mobil 1 отраб. + 1 % эмульгина 27,97 9,3/26,27 30,7/48,99

Mobil 1 отраб. + 3 % эмульгина 30,2 7,08/18,1 47,24/64,85

Mobil 1 отраб. + 5 % эмульгина 35,4 5,75/13,69 57,15/73,41

Mobil 1 отраб. + 10 % эмульгина 42,1 4,8/10,59 64,23/79,43

Исследование кинетики парциальных электродных реакций и электрохимическая оценка эффективности масляных покрытий исследуемых композиций была также проведена по отношению к стали марки Ст3 в 0,5 М растворе хлорида натрия без атмосферы и в атмосфере SO2. С этой целью были сняты катодные и анодные поляризационные кривые под слоем масляного покрытия, содержащего эмульгин в Мобил-1 отработанном. Потенциалы измерены относительно насыщенного хлор-серебряного электрода сравнения и пересчитаны по нормальной водородной шкале (н. в. ш.) вспомогательный электрод - платиновый. На рис. 3 представлены ПК на стали в отсутствие оксида серы (IV).

Из рис. 3 следует, что поляризационные кривые на стали имеют вид, соответствующий активному растворению металла. Нанесение на поверхность электрода пленки отработанного масла Мобил-1 смещает потенциал коррозии стали приблизительно на 0,05 В, соответственно, в положительную сторону, немного замедляя катодный и анодный процессы.

Введение эмульгина в Мобил-1 отработанное незначительно замедляет катодный процесс и более сильно - анодный. Анодный процесс торможения процесса ионизации стали увеличивается в тем большей степени, чем выше концентрация эмульгина в масляной композиции. Таким образом, без SO2 защитные покровные пленки исследуемых составов почти не влияют на катодный процесс, а торможение коррозии происходит за счет значительного торможения анодного процесса, при этом механизм процесса не меняется.

Аналогичная картина наблюдается и при введении в атмосферу 0,1 и 1 % SO2 (рис. 4-5).

Приведенные данные вновь подтверждают, что скорость коррозии лимитируется преимущественно

кинетикой анодной реакции. Ее рост в присутствии высокой концентрации SO2, в т. ч. и при наличии эмульгина в защитной пленке, определяет резкое повышение скорости коррозии. Полученные результаты подтверждают тот факт, что SO2 является эффективным катодным деполяризатором [9], одновременно стимулируя и анодную реакцию.

Е. В

■0,7

lgi (i,A/w2)

Рис. 3. Катодные (1-6) и анодные (1'-6') поляризационные кривые стали Ст3, покрытой композицией Мобил-1 отработанное, содержащей эмульгин в 0,5 М растворе №С1; SO2 в воздухе отсутствует. 1 - защитная пленка отсутствует; Сэмульгина, масс.%: 2 - 0; 3 - 1; 4 - 3; 5 - 5; 6 - 10

Е, В

-0,7

«.2 ■ I ■ I I

-»-3-2 -10 I

(|,А/м2)

Рис. 4. Катодные (1-5) и анодные (1'-5') поляризационные кривые стали Ст3, покрытой композицией Мобил-1, содержащей эмульгин в 0,5 М растворе №С1, с концентрацией SO2 в газовой фазе, равной 0,1 об.%. 1 - защитная пленка отсутствует; Сэмульгина, масс.%: 2 - 0; 3 - 1; 4 - 3; 5 - 5

Е. В

Atf, - 1 _« 2

[

\ I'

2'

3 -2 -1 II I 2

Igi (¡Д/м2)

Рис. 5. Катодные (1-5) и анодные (1'-5') поляризационные кривые стали Ст3, покрытой композицией Мобил-1 отработанное, содержащей эмульгин в 0,5 М растворе №С1, с концентрацией SO2 в газовой фазе, равной 1 об.%. 1 - защитная пленка отсутствует; Сэмульгина, масс.%: 2 - 0; 3 - 1; 4 - 3; 5 - 5

ВЫВОДЫ

1. Получены результаты по загущающей способности полифункциональной присадки эмульгина по отношению к отработанному моторному маслу Мобил-1, зависимости ее от концентрации ПАВ, температуры. Показано, что эмульгин оказывает существенное загущающее действие по отношению к исследуемому маслу, что связано с образованием в маслах обратных мицелл, межмицеллярное взаимодействие углеводородных радикалов которых повышает внутреннее трение.

2. На основе комплекса коррозионных испытаний показано, что исследуемая присадка проявляет достаточно высокую ингибирующую способность по отношению к коррозии стали как в водной, так и в воздушной среде в атмосфере SO2. Защитная эффективность состава на базе отработанного масла Мобил-1 возрастает по мере увеличения концентрации присадки и достигает максимума в случае концентрации добавки, равной 10 %. При этом защитная пленка эффективнее тормозит скорость коррозии в воздушной среде при высоких содержаниях SO2.

3. Изучена кинетика парциальных электродных реакций на углеродистой стали, под пленками композиций эмульгина на основе отработанного моторного масла Мобил-1 в 0,5 М растворе №С1. Показано торможение как анодного, так и катодного процессов под пленками защитных составов. Торможение катодной и анодной реакции увеличивается с ростом концентрации присадки, при этом механизм процесса не меняется.

ЛИТЕРАТУРА

1. Розенфельд И.Л. Атмосферная коррозия металлов М.: Изд-во АН СССР, 1960. 372 с.

2. Шель Н.В., Бернацкий П.Н., Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Панфилова Ю.В., Анцупова А.Ю. Защитная эффективность композиций рапсового масла с эмульгином при коррозии углеродистой стали в растворах хлорида натрия, насыщенных диоксидом серы (IV), и в равновесной с ними газовой фазе // Практика противокоррозионной защиты. 2014. № 3 (73). С. 62-71.

3. Колотыркин Я.М. Металл и коррозия. М.: Металлургия, 1985. 88 с.

4. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Поздняков А.П., Шель Н.В. Научные основы, практика создания и номенклатура антикоррозионных консервационных материалов. Тамбов: Изд-во ТГУ, 2001. 192 с.

5. Цветков О.Н. Поли-а-олефиновые масла: химия, технология, применение. М.: Техника, ТУМА ГРУПП, 2006. 192 с.

6. Шель Н.В., Поздняков А.П., Крылова А.Г. // Вестник Тамбовского университета. Серия Естественные и технические науки. Тамбов, 1998. Т. 3. Вып. 4. С. 373-378.

7. Вигдорович В.И., Сафронова Н.В., Прохоренков В.Д. // Защита металлов. 1995. Т. 31. № 5. С. 511-515.

8. Вигдорович В.И., Сафронова Н.В., Прохоренков В.Д. Эффективность высших алифатических аминов как загустителей минеральных масел и маслорастворимых ингибиторов коррозии металлов // Ингибиторы коррозии металлов. Москва; Тамбов, 1995. С. 132140.

9. Цыганкова Л.Е., Шель Н.В., Бернацкий П.Н. и др. Коррозия и защита стали композициями на базе рапсового масла в атмосфере с повышенной концентрацией 802 // Практика противокоррозионной защиты. 2013. № 1 (67). С. 33-37.

Поступила в редакцию 18 февраля 2015 г.

Bernatsky P.N. PROTECTION OF STEEL AGAINST ATMOSPHERIC CORROSION IN CONDITIONS OF HIGH CONCENTRATION OF SULFUR DIOXIDE BY INHIBITED FILMS ON BASE OF MOBIL-1 OIL

Corrosion of carbon steel has been studied in gas and liquid phases of the solution saturated with SO2 in equilibrium with (gas phase). Protective efficiency of composition of emulgin and Mobil-1 oil wasted with 1-10 mass.% concentration has been studied. Data about influence of S-containing particles content at Cemulgin = const on kinetics of cathodic and anodic reactions and emulgin influence on these processes retardation at Cemulgin = = 1-10 mass.% and constant concentration of S-containing particles have been obtained. Influence of corrosion action duration on efficiency of anodic and cathodic processes retardation by emulgin has been studied.

Key words: steel; film; Mobil-1 oilwaste; corrosion; protection; cathodic reaction; anodic reaction.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.