Антикоррозионные консервационные материалы на основе производных талловых масел Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 620.193

АНТИКОРРОЗИОННЫЕ КОНСЕРВАЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ ТАЛЛОВЫХ МАСЕЛ

© Н.В. Шсль. П.Н. Бернацкий. Н.В. Сафронова. В.Д. Прохоренков. А. П. Поздняков. Л. Е. Цыганкова

Тамбов. Тамбовский .:осуг)арственный университет ни Г.Р. Лерлсавина.

Тамбов. ВИИТиН

Восьма перспективі{ым представляется использование в качестве консервационных материалов для защи-ты металлоизделий от атмосферной коррозии мало-компонеитных композиций, состоящих из растворите-ля-основы и антикоррозионной однокомпонентной присадки, выполняющей одновременно роль загустителя, т. е. обладающей полиф\нкциональностью. Использование в качестве растворителя различных индустриальных масел, в том числе и отработанных, позволяет формировать на металле невысыхающие масляные пленки.

Перспеклтной сырьевой базой полифункционал ь-ных присадок к маслам могут стать побочные нродук-ты лесотехнического комплекса, часть которых получила название «галлового масла» (ТМ). В состав галловых масел входят смеси природных смоляных и жирных кислот. Жирные (дистиллированные) кислоты таллового масла могут использоваться как исходные продукты синтеза соответствующих аминов, амидов, амидо- и имидозолинов и других азотсодержащих производных, характеризующихся сравнительно высокой противокоррозионной эффективностью.

В данном сообщении излагаются результаты исследования загущающего и противокоррозионного действия производных на основе дистиллированного галлового масла (ДТМ) и тетраэтилентетраамина (ТЭТА) А9-ДТМ и АМДОР-9. В качестве растворителя-основы использовано индустриальное масі о И-20А.

Исследование вязкости композиций на основе данного масіа и производных ТМ показало, что АМДОР-9 не оказывает загущающего действия, так как практически не влияет на кинематическую вязкость масла в интервале концентраций 1-10 мас.% и температур 20° -80° С. В противоположность этому добавка А9-ДТМ загущает индустриальное масло тем в большей степени, чем выше ее концентрация. Так. 10 % А9-ДТМ при 20° С увеличивают кинематическую вязкость маета в 2,5 раза. С повышением температлры загущающее действие снижается и соответствующий коэффициент для указанной выше концентрации добавки при 50° С равен 1,8, а при 80° С вязкость индивидуального маета и его композиции с А9-ДТМ совпадают.

Оценка защитной эффективности исстедуемых мастяных композиций проводилась по отношению к углеродистой стали СтЗ в 3 %-ом растворе хлорида натрия при комнатной температуре, в термовлагокамере Г-4

Тиб ища I

Влияние концентрации добавок АМДОР-9 и А9-ДТМ к маслу И-20А на с коросп» коррозии стали СтЗ и защитное действие ('/) в 3 %-ом растворе ЫаС1 при 20° С

№ ІІ/П Состав покрьггкя 1° С нанес. Тол- щи- на плен- ки (мк) Характер пораж К. г м' час (°0)

1 И-20АЧ0 о АМДОР-9 20 9,5 кор. пят-набО °'о 0.0507 28

2 И-20А-30 о АМДОР-9 20 9.5 кор пятна 0.0408 42

3 И-20А-5°о АМДОР-9 20 9.6 кор. пятна глубокие 0.0344 51

4 И-20А-7% АМДОР-9 20 9.8 поражена повор.у торц. 0.0344 37

5 И-20А-Г10° о АМДОР-9 20 12 пятна у торц. 0.0496 30

6 И-20А-*-1% А9-ДТМ 70 61 корроз. пятна 0,0628 11

7 И-20А-*-3°о А9-ДТМ 70 61 корроз. пятна 0,0221 68

8 И-20А-5°оА9-ДТМ 70 77 отдельные корроз. пятна 0,0117 83

9 И-20А-7»о А9-ДТМ 70 150 пятна у торц. 0,0019 97

10 И-20 А-10°о А9-ДТМ’ 70 188 корроз. пятна за счет спал, покрыт. 0.0019 0.0225 97 68

11 Контроль 0.0707

*При нанссснии данной композиции и* металлическою поверхность происходит сползание покрыли при формировании пленги ы течение сутог При ченьшеи концентрации добавки подобное лнление не наблюдается.

и в условиях натурно-стендовых испытаний. Пленка мастяной композиции наносилась на образцы стали путем погружения их в композицию на несколько минут при определенной температуре с последующим выдерживанием в течение суток на воздухе. Затем образцы помешались в соответствующие условия для коррозионных испытаний. В 3 %-ом растворе хлорида

натрия время экспозиции составляло 14 суток. Перед покрытием масляной пленкой они зачищались наждачной бумагой, обезжиривались ацетоном и взвешивались на аналитических весах с точностью до 510'5 г знака. После экспозиции образцы тщательно очищались от продуктов коррозии и масляной пленки, вновь обезжиривались ацетоном и взвешивались. Скорость коррозии рассчитывалась по потерям массы образцов. Кроме того, проводился визуальный анализ характера коррозионных поражений.

Результаты коррозионных испытаний в 3 %-ом растворе ЫаС1 приведены в таблице 1.

Представленные результаты свидетельствуют о том, что добавка АМДОР-9 характеризуется невысоким защитным действием. Последнее, возможно, связано с отсутствием у нее загущающей способности и в связи с этим с формированием на поверхности металла сравнительно тонких масляных пленок. Обладающая хорошим загущающим действием добавка А9-ДТМ способствует формированию на металлических образцах значительно более толстых масляных пленок и вызывает значительно более высокое защитное действие. Причем оптимальной концентрацией является 7 %, т. к. при 10 %-ой концентрации происходит сползание масляной пленки с поверхности металла, что и приводит к снижению защитного действия.

Коррозионные испытания в термовлагокамере Г-4 проводились в течение 110 суток (8 часов температура 40° С, в остальное время суток происходит ее снижение до комнатной в условиях 100 %-ой влажности). При этом периодически осуществлялся визуальный контроль состояния поверхности образцов. Соответствующие результаты приведены в таблице 2.

Анализ данных, полученных в термовлагокамере, свидетельствует о том, что лучшим противокоррозионным действием обладают в этих условиях масляные композиции, содержащие 7 и 10 % добавки А9-ДТМ.

Натурно-стендовые испытания проводились в условиях открытой атмосферы в соответствии с ГОСТ 9.909-86. Продолжительность коррозионных испытаний составляла 12 месяцев. Образцы стали СтЗ, покрытые масляными пленками изучаемых композиций.

Таблица 2.

Результаты коррозионных испытаний образцов стали СтЗ, покрытых пленками масляных композиций на основе масла И-20А и добавок АМДОР-9 и А9-ДТМ. в термовлагокамере Г-4

№ Продолжительность. CVTKH 1 з 6 50 110

п/п Состав покрытия сут- ки CVTOK CVTOK суток суток

1 И-20А+1% АМДОР-9 0 *1 МН. ТОЧ. і MR ТОЧ. MR ТОЧ. MR ТОЧ.

2 И-20А+3% .АМДОР-9 0 MR ТОЧ. jMR ТОЧ. MR ТОЧ. MR ТОЧ.

3 И-20А-*-5% АМДОР-9 1 точ. MR ТОЧ. MR ТОЧ. MR ТОЧ. MRTO4.

4 И-20А-*-7% АМДОР-9 0 MR ТОЧ. MR ТОЧ. MR ТОЧ МН. ГОЧ

5 И-20А-10% АМДОР-9 0 MR ТОЧ. MR ТОЧ. MR ТОЧ MRTO4

6 И-20А+1% А9-ДТМ 0 отд. точ ОТЯТСМ. отд. гоч ОТД. ТОЧ

7 И-20А+3% А9-ДТМ 0 спа точ ота. точ MR ТОЧ. MR ТОЧ

8 И-20А+5%А9-ДТМ 0 0 0 нваста. нкхточ.

9 И-20А+7% А9-ДТМ 0 0 0 0 няхтск

10 И-20 А+10% А9-ДТМ 0 0 0 0 0

11 Контроль 1-2 точ. MR ТОЧ. MR ТОЧ. пораж 70% пораж 90%

• многочисленные точечные пораження.

*• отдельные точки

Таблица 3.

Результаты натурно-стендовых испытаний защитных свойств консервационных материалов по отношению к стали СтЗ (1998 г!) •

Состав покрытия Тол- щи- на ПЛЕН- КИ (МК) Скорость коррозии (r/M: 4acV(Z, %)

2 мес. (июль) 3 мес. (август) 6 мес. (ноябрь) 9 мес. (февраль) 12 мес (май)

И-20А+ 10%А5-СМТ* 44 0.0035 0.0018 0.0025 0.0039 0.0062

56 79 69 51 24

И-20А+10%АМДОР-9 10 0.0029 0.0018 0.0021 0.0030 0.005 39

63 79 74 62

И-20А+10% таловые дисг. масло 8,4 0.0042 0.0023 0.0028 0.0043 0.009

47 73 65 46 0

И-20А+10%А9-ДТМ 188 0.0020 0.0014 0.0019 0.0021 0.0031

75 83 77 73 62

Контроль 0.0079 0.0084 0.0081 0.0079 0.0082

’ А5-СМТ - полиамнноамих патченный на основе смешанного галлового масла.

устанавливали на стендах под углом 45° С к горизонту в направлении к югу. На каждый опыт брали 15 образцов. Для определения защитных свойств консервационных материалов через каждые 3 месяца снимали по 3 образца и определяли скорость коррозии и защитное действие консервирующего состава. Соответствующие результаты приведены в таблице 3.

В условиях натурно-стендовых испытаний лучшие антикоррозионные свойства проявляет масляная композиция И-20А + 10 % А9-ДТМ, которая характеризуется достаточно высоким защитным действием даже после 12-месячной экспозиции образцов.

Электрохимическую оценку защитной эффективности исследуемых масляных композиций по отношению к стали СтЗ проводили в 3 %-ом растворе ЫаС1 на основе анализа анодных и катодных стационарных по-ге нциостатических поляризационных кривых, которые снимали на образцах, покрытых слоем масляного покрытия толщиной порядка 12-13 микрон и посте смыва покрытия ламинарным потоком дистиллированной воды, направленным тангенциально рабочей поверхности электрода. Постеднее моделировало устовия воздействия атмосферных осадков.

Поляризационные измерения проведены с использованием потенциостата П-5827м Рабочий электрод из стали СтЗ с верхней торцевой рабочей поверхностью площадью 0,4 см2 армирован в эпоксидную смолу, отвержденную полиэтиленполиамином. Потенциалы измерены относительно насыщенного хлорсеребряного электрода и пересчитаны на н.в.пх

Электродный потенциал стали СтЗ в 3 %-ом растворе хлорида натрия составляет -025 В. Нанесение масляных композиций на поверхность стали приводит к смещению стационарного потенциала в положительную сторон>' тем большему, чем больше концентрация добавки в масле. При этом наблюдается торможение анодного процесса и уменьшение предельного тока катодного восстановления растворенного кисторода. Подробные данные приводятся в докладе.

Смыв покрытия дистиллированной водой не снимает торможения анодной реакции и характера влияют концентрации добавок в масле, хотя наклон анодных кривых посте смыва уменьшается. Предельный катодный ток посте смыва становится приблизительно

одинаковым для всех концентраций добавок и их отсутствия. Очевидно, для исследуемых мастяных композиций характерна высокая адгезия к стальной поверхности, что и определяет замедление анодного процесса даже после смыва покрытия.

УДК 620.197.3.

ВЛИЯНИЕ СУММАРНОЙ ПОЛЯРНОСТИ ЗАМЕСТИТЕЛЕЙ В МОЛЕКУЛАХ СМЕСИ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ВАРЬИРОВАНИИ ПРИРОДЫ И КОНЦЕНТРАЦИИ ИХ КОМПОНЕНТОВ НА ТОКИ ПАССИВАЦИИ СТАЛИ

© В.П. Григорьев, А.Ф. Насслр, С.П. Шпанько, Л.Д. Попов

Ростов-на-Дону. Ростовский государственный университет

Присутствие в растворе поверхностно-активных веществ может существенно влиять на величину тока, при котором металл переходит в пассивное состояние при его анодной поляризации.

Принцип .Tlffleiffloro соотношения свободных энергий реакций или активации позволяет связать величину суммарной полярности заместителей в молекулах смеси соединений, отвечающих реакционной серии, с величинами скоростей электрохимических реакций, протекающих в их присутствии в растворе [1]. Основное уравнение, отражающее линейность логарифма скорости у электрохимической реакции от суммарной полярности смеси соединений IN, a, (N, - мольная доля компонента i; or, - константа Гаммета для варьируемого заместителя в его молекуле смеси соединений) ранее было экспериментально подтверждено на примере процессов коррозии, электроосаждения, контактного осаждения и диффузии водорода через катодно поля-ризованные железные мембраны [2 - 3]. Цель настоящего исследования - проверить справедливость этого соотношения lg/', IN, а, на примере влияния суммарной полярности заместителей в смеси соединений данной реакционной серии при переменной концентрации ее компонентов на величину анодных токов пассивации стали Х23Н18. Токи пассивации определяли гальвано-статическим методом. Рабочие растворы 1 М H2S04 + + 0,5 М NaCl + 10'3 М ингибитора В качестве послед-них использовати производные о-оксиазометина с заместителями в бензольном кольце в параположении Н (1), СН, (2\ ОС2Н5 (3), ОСН, (4), ОН (5), N(CH3): (6). Исследовали «л»-компонентные смеси, где «л» меняли в пределах 1-6. Результаты измерений подтвердили справедливость линейной зависимости lg/, IN, ст, для всех исследованных смесей с переменной конценлра-цией п-компонентов, т. е. описание всех экспериментальных данных уравнением общего вида lg/ = = а - р IN, а,, где аир- постоянные для каждой рассматриваемой смеси компонентов при п = const. Полученные данные приведены в табл. 1. Состав смеси отвечает нумерации присутствующих в ней соединений согласно вышеприведенному перечню заместителей. Эксперимент приведен при t = 25° С.

Таблица I.

Значения величин аир для /7-компонентных смесей на основе производных о-оксиазометина

Состав смеси а Р

п = 1 0,2 0,13

п = 2 1,4 ОДІ 0,13

2,6 0,21 0,13

3,6 0,21 0,13

1,5 0,21 0,13

п = 3 1,3,6 0,19 0,13

2,4,6 0,19 0,14

1,2,5 0,20 0,13

п = 4 1,2, 3,4 0,19 0,15

1,2,4,6 0,19 0,13

п = 5 1,2, 3,5,6 0Д1 0,13

1,2,4, 5,6 ОДІ 0,13

п = 6 1,2, 3,4, 5,6 0,21 0,13

Влияние исследованных смесей ингибиторов на токи пассивации интерпретировано с позиций различного механизма адсорбции - физической, донорно-акцепгорного взаимодействия и поверхностного хела-тообразования [4].

Проведенные температурные исследования величин токов пассивации и их зависимость от концентрации, присутствующих в растворе ПАВ, позволили оценить влияние ПАВ на экранирование активной поверхности металла и величины эффективной энергии активации в условиях перехода металла в пассивное состояние.

Результаты настоящей работы подтверждают справедливость предложенной зависимости 1у, ст, для