Использование ряда соеднинений для ингибирования коррозии углеродистой стали в подтоварной воде нефтепродуктов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

ближается к стационарному потенциалу медного электрода, а доля катодной поверхности растет. Использование в ходе цементации исследуемых органических добавок изменяет параметры контактного обмена: сокращается продолжительность роста катодного осадка, уменьшается его скорость. Предварительная обработка анода добавкой перед цементацией оказывает существенное влияние на параметры процесса. Причем, большое значение в этом случае имеет природа гетероатома в азольном цикле. Так, в случае серу содержащего соединена эффект предварительной адсорбции значительно выше: время формирования и роста катодного осадка резко сокращается. Медь быстро практически полностью закрывает поверхность анода. Эффект предварительной обработки поверхности железа ами-нобеюомидазолом слабее. Уменьшается, в основном, рост катодной поверхности вглубь раствора.

Вышеизложенному можно дать следующее объяснение. Адсорбция органических ПАВ из раствора уменьшает энергетическую неоднородность поверхности железного электрода, что способствует появлению новых центров кристаллизации меди. В связи с этим снижается скорость контактного обмена и пористость катодного покрытия. Предварительная адсорбция АБТ существенным образом влияет на параметры контактного обмена в связи с образованием прочной адсорбционной связи между атомами серы АБТ и поверхностными атомами Ре. После погружения такого электрода в раствор сульфата меди на его поверхности образуется большое количество центров кристаллизации меди. Дополнительная адсорбция добавки из раствора уже не оказывает существенного влияния на параметры цементации, т. к. все возможные адсорбционные центры заняты добавкой в ходе предварительной обработки электрода. Меньшее сродство атома азота к поверхностным атомам Ре приводит к снижению (по сравнению с АБТ) нивелирования энергетической неоднородности поверхности Ре в ходе предварительной обработки электрода. Эффект влияния АБМ усиливается при его дополнительной адсорбции из раствора. Адсорбция исследованных соединений может протекать как за счет фгаических, так и донорно-акцепторных

сил. Поверхность Fe заряжена положительно относительно раствора [9], а используемые азолы имеют фрагменты с повышенной электронной платностью -гетероатомы, ароматические циклы. Причем на атоме S локализуется большая величина отрицательного заряда, чем на атоме iV [10]. Атом S обладает и более выраженными донорными свойствами по сравнению с атомом iV. Это, по-видимому, и обусловливает большое влияние АБТ на контактный обмен уже в ходе предварительной обработки металла-анода этим соединением. При рассмотрении данного вопроса нельзя отбрасывать и возможность образования поверхностных комплексных соединений между молекулами изученных органических азолов и металлами контактной пары. Согласно [10], распределение л-электронных зарядов таково, что возможна координация атомов металла и одного из гетероатомов азольного цикла. В любом случае, более прочную координационную связь атомы металла образуют с гетероатомом серы. Таким образом, независимо от трактовки механизма адсорбции и комплексообразования, наибольшего взаимодействия с атомами металлов контактной пары следует ожидать при взаимодействии с ними серосодержащего амина по сравнению с '’•«отсодержащим.

ЛИТЕРАТУРА

1 Антропов ЛИ..'/ Ж прикл химии 1954 Т 27 Si5 С 527

2. Григорьев ВЛ.. Попов СЛ. II Ж. прикл. химии 1962 Т. 35 №5 С. 1308

3. Григорьев В.П.. Попов СЛ., Коган В.А. II Ж. прикл химии. 1962 Т 35 **8 С. 1791.

4 Антропов Л.И.. Федоров Ю.В. II Тр. Новочеркасского полит ин-та. 1954 Т. 25(39). С. 109.

5 Григорьев В.П., Гершанова ИМ.. Коган М.Е. и др. // Исследования по термографии и коррозии Тр совещания. Ростов-на-Дону, 1970 С. 130

6 Бубнова ГА.. Костерова Г.Ф.. Пекарский Л.Д. II Электрохимия 1991 Т. 27 .4*4 С 540

7 Янушевичене Ю.Я.. Пранцулите Р.Г. Деп. Si 1540-Л и. Вильнюс НИИНТИ. 1985.

8 Антропов Л.И.. Донченко МЛ. II Итоги науки и техники. Коррозия и защита от коррозии. М.. ВИНИТИ. 1973. Т. 2. С. 113.

9. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия М.: Высшая школа.

1984 С. 259

10 Гарновский А.Д.. Садименко А. П.. Осипов О.А. и др. Жестко-

мягкос взаимодействие в координационой химии. Ростов-на-Дону Изд-во Ростов ун-та, 1986 С. 187

УДК 620.193

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЯДА СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ИНГИБИРОВАНИЯ КОРРОЗИИ УГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ В ПОДТОВАРНОЙ ВОДЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ

© В.И. Вигдоровнч, С.В. Романцова*, С.А. Нагорнов*

Тамбов. Тамбовский государственный университет и.м. Г.Р. Державина.

•Тамбов. ВИИТиН

Изучено ингибирующее действие некоторых о,о’-ди-гидроксиазосоединений. стабилизирующих тошшво ]Г Г] (Д1 - Д5)

при хранении и проявляющих свойства присадок - де- X активаторов металлов. N = N

Строение изучаемых соединений представлено (1^1 (Д1А-Д5А)

ниже: Х^^чОЫа ЫаСГ^^У

N = N — С — СНч Х-^ОН НО-С N

V

Таблица 2

(Д6-Д8)

РЬ

N = Ы — С — СН,

ЛХ 11 11

с^Ч^>оЫа ЫаО — С N

V

(Д6А-Д8А)

РЬ

где X, У - заместители (табл. 1).

Исследования проводились на образцах из углеродистой стали СтЗ в подтоварной воде, отобранной в период хранения летнего дизельного топлива. Концентрация ингибитора - 5 мг/л. которая достигается экстракцией подточапкой водой присадки из тоатива с коэффициентом распределения их в системе топливо/вода, близким к 3. В табл. 2 приведены величины защитного действия исследованных соединений в зависимости от времени испытания. Скорость коррозии в подтоварной воде, не содержащей добавок, составляет 0,102: 0.0747 и 0,065 г/(м^ч) при продолжительности испытания 24, 120 и 240 ч соответственно. Полученные данные показывают, что с течением времени защитный эффект остается практически постоянным, следовательно. за этот период времени ингибитор не расходуется.

Абсолютные значения запдггной эффект!шности невелики, что можно объяснить невысокой концентрацией ингибитора. Максимальной защитной эффективностью обладают соединения, содержащие атом хлора и резорциновый фрагмент одновременно.

Для подтоварной воды без ингибитора изменение массы за 1 ч в период 1 ... 5 суток составляет в среднем 0,0689 г/м2: в период 5 ... 10 суток - 0,055 г/м2. Для растворов ингибиторов Д2, Д4 (обладающих максимальным защитным действием) соответственно 0,036: 0,028 г/м2 и 0,0293; 0,0202 г/м:. Для остальных ингибиторов в период 1 ... 5 суток наблюдается величина 0,047 г/м2 и за 5 ... 10 суток - 0,04 г/м2. Некоторое уменьшение скорости коррозии во времени объясняется снятием наклепанного слоя и накоплением продуктов коррозш! на поверхности металла.

Таблица 1.

0,о'-дигидроксиазосоединения. исследованные в качестве ингибиторов коррозии стали СтЗ в среде подтоварной воды

Ингибитор X У Ингибитор X у

Д1.Д1А н Н Д5. Д5А 4-С1 5'-МНСООН

Д2.Д2А н 4*- ОН Д6. Д6А Н .

ДЗ. ДЗА н 5'- МНСООН Д7.Д7А 4-С1 -

Д4.Д4А 4-С! 4'-ОН Д8.Д8А 4-\а. -

Защитная эффективность {2, %) ингибиторов в подтоварной воде, в зависимости от продолжительности испытания (т, ч)

N. *,4 24 120 240

Концепт рация ингибитора, мг/л

Ингибитор 5 10 5 10 5 10

Д1 30 28 31 29 30 28

Д1А 33 33 34 33 33 32

Д2 48 48 47 47 47 48

Д2А 49 51 49 50 49 50

ДЗ 36 37 36 37 36 37

ДЗА 37 39 37 39 37 38

Д4 61 63 60 62 61 63

Д4А 62 64 61 63 62 64

Д5 33 34 33 34 33 34

Д5А 35 37 36 37 35 36

Д6 29 28 29 27 28 27

Д6А 29 28 30 29 29 28

Д7 33 37 33 37 34 38

Д7А 36 40 35 39 36 40

Д8 20 - 19 - 19 -

Д8А 20 - •20 19 -

Для оценки характера влияния исследованных соединении на кинетику парциальных электродных реакций при коррозии углеродистой стали сняты потенцио-статические катодные и анодные поляризационные кривые (ПК).

Введение в подтоварную воду ингибиторов практически не влияет, .либо заметно увеличивает предельный катодный ток. Видимо, ряд исследуемых соединений подобного рода способен к катодному восстановлению, и они являются дополнительным деполяризатором.

Вместе с тем, проведенный анализ однозначно показывает, что все исследуемые ингибиторы существенно тормозят анодную реакцию. Этот вывод достаточно надежен в связи с тем, что в большинстве случаев анодные ПК в присутствии различных добавок практически параллельны друг другу и сдвинуты в область положительных потенциалов.

Таким образом, изучаемые соединения в подавляющем большинстве случаев ускоряют катодный процесс восстановления деполяризатора и тормозят реакцию ионизации стали. Однако второй эффект превалирует, что, в частности, доказывается увеличением потенциала коррозии в присутствии ингибиторов.

Величины скоростей коррозии стали, полученных из гравиметрических и электрохимических измерений, удовлетворительно согласуются между собой, что указывает на чисто электрохимический характер коррозии стали в исследуемых условиях. Кроме того, следует отмеппъ, что для оценки скорости коррозии углеродистой стали в подтоварной воде достаточно проводить быстрые электрохимические измерения с последующим пересчетом на величины К стали и отказаться от продолжительных коррозионных испытаний, так как результаты тех и других практически тождественны.

Определение порядка реакции по ингибиторам показывает. что для соединений Д1, Д1А, Д6, Д6А он отрицательный; для соединений Д4, Д4А, ДЗ, ДЗА, Д5, Д5А практически равен нулю, для Д2, Д2А, Д7, Д7А больше нуля. Следовательно, концентрацию 5 мг/л можно считать оптимальной.