Rodzaje i zastosowanie inhibitorów korozji metali

Inhibitory korozji służą do spowolnienia tworzenia się rdzy na metalach. Działanie moderatorów opiera się na zdolności niektórych chemikaliów do zmniejszenia szybkości korozji metali lub nawet całkowitego jej zahamowania.

Treść

• Atmosferyczna ochrona przed korozją
• Ochrona konstrukcji stalowych
• Ochrona miedzi i jej stopów, a także srebra
• Ochrona przed płukaniem
• Ochrona przed korozją

Inhibitory są poszukiwane w ochronie produktów metalowych podczas trawienia i mycia. Substancje te są dodawane do powłok polimerowych, wosków, smarów, opakowań oraz w zamkniętej przestrzeni, w której przechowywany jest metal. W wyniku tych działań zwiększono ochronne właściwości powłok.

Po kontakcie z metalem rozpoczyna się adsorpcja inhibitorów, co zmniejsza szybkość jonizacji. Proces jonizacji można spowolnić zarówno w metalu, jak i w tlenie, lub w obu przypadkach jednocześnie.

Ostatnio ustalono produkcję dużego asortymentu różnych inhibitorów. Istnieją moderatory zaprojektowane dla niektórych grup metali (żelaznych lub nieżelaznych) i substancji uniwersalnego zastosowania, które można stosować we wszystkich przypadkach.

Uwaga! Wybierając konkretny inhibitor, musisz skonsultować się ze specjalistą lub dokładnie przestudiować katalogi. Faktem jest, że ta sama substancja w odniesieniu do różnych metali może zarówno przyczyniać się, jak i spowalniać rozwój procesu korozji.

Atmosferyczna ochrona przed korozją

Aby chronić metale przed skutkami korozji atmosferycznej, stosuje się inhibitory typu kontaktowego, a także lotne inhibitory, które parują i rozprzestrzeniają się niezależnie na powierzchni metalu.

Zastosowanie lotnych inhibitorów wiąże się z wysokimi wymaganiami dotyczącymi materiałów barierowych:

• materiały muszą być nieprzepuszczalne dla par hamujących;
• opakowanie musi być szczelne, w przeciwnym razie substancja natychmiast odparuje.

Istnieje kilka metod stosowania inhibitorów do ochrony produktów metalowych przed korozją atmosferyczną:

• inhibitor nakłada się na powierzchnię metalu z roztworów wodnych lub rozpuszczalników organicznych;
• przeprowadza się proces sublimacji inhibitorów na powierzchnię metalu z powietrza, w którym występuje wysokie stężenie par inhibitorów;
• kompozycję polimerową nanosi się na powierzchnię metalu, w tym inhibitor;
• produkt jest zawinięty w zahamowany papier;
• porowaty nośnik z inhibitorem jest kierowany do zamkniętej przestrzeni.

W tym ostatnim przypadku „linopon” lub „linasil” działają jako nośniki. Te adsorbenty, umieszczone w ograniczonej przestrzeni, zapewniają długoterminową konserwację metali, chronią przed korozją i „chorobami brązowymi”. Ponadto dzięki adsorbentom staje się możliwe zachowanie produktów w przypadku gwałtownej zmiany warunków środowiskowych.

Zaleca się, aby środki ochronne z inhibitorami były przeprowadzane przy poziomie wilgotności poniżej wartości krytycznej, w czystym powietrzu. Obecność kwaśnych oparów w powietrzu w pomieszczeniu jest niedopuszczalna (takie opary są uwalniane podczas czyszczenia na sucho) w przypadku konserwacji.

Adsorpcja inhibitora wraz z utworzeniem silnej warstwy ochronnej nie zachodzi natychmiast, ale z czasem. Długość czasu zależy od natury nie tylko inhibitora, ale także przetwarzanego metalu. Przed leczeniem inhibitorem produkty metalowe są dokładnie czyszczone z brudu i tłuszczu, a następnie są suszone.

Uwaga! Przed konserwacją metalu nie wolno dotykać gołymi rękami. Wszystkie prace w przyszłości muszą być wykonywane w gumowych rękawiczkach.

Ochrona konstrukcji stalowych

Najpopularniejsze wodne roztwory (szczególnie lepkie) azotynu sodu. To rozwiązanie jest inhibitorem typu kontaktowego nakładanym na powierzchnię produktu (na przykład systemy grzewcze lub inne konstrukcje metalowe).

Dodatek dodatkowego składnika, który zwiększa lepkość struktury (hydroksyetyloceluloza, gliceryna, ksylitol, skrobia) w wodnych roztworach azotynu sodu znacznie zwiększa skuteczność substancji. W szczególności okres gwarantowanej ochrony metalu jest przedłużany niezależnie od warunków klimatycznych. Lepkie kompozycje chronią roztwory azotynu sodu przed wysychaniem, nie pozwalają kryształom soli opuścić metalowej powierzchni, a także zmniejszają procent spływu substancji w warunkach wysokiej wilgotności.

Najczęściej w przypadku produktów stalowych stosuje się 25% roztwór azotynu sodu, a do ochrony części żeliwnych stosuje się 40% roztwór. Metal traktuje się roztworem podgrzanym do 65-85 stopni. Kryształy azotynu sodu, które powstały na powierzchni w wyniku kondensacji wilgoci podczas przechowywania (na przykład podczas przechowywania między operacjami technologicznymi) tworzą stężony roztwór substancji hamującej.

To rozwiązanie pasywuje metal. Aby zneutralizować kwaśne składniki atmosferyczne, które spadają na metal ze skraplającą się wilgocią, niewielki procent sody (do 0,6%) dodaje się do roztworu azotynu sodu. Należy pamiętać, że obniżenie stężenia azotynu sodu do wartości poniżej ustalonego progu prowadzi do tak zwanej lokalnej korozji. Ten czynnik jest przyczyną stosowania lepkich rodzajów roztworów do długotrwałego przechowywania.

Spośród lotnych inhibitorów najczęściej stosuje się azotyn dicykloheksyloaminy. Substancja ta jest idealna do żeliwa i stali, ale przyczynia się do procesów korozji miedzi i jej stopów, cyny, cynku, ołowiu, stopów aluminiowo-miedziowych, magnezu i kadmu. Lotne substancje ochronne nie zmieniają odporności na korozję aluminium, niklu, chromu, a ponadto nie wpływają na właściwości mechaniczne tworzywa sztucznego, skóry, gumy, farb i lakierów.

Ten inhibitor stosuje się w postaci roztworów alkoholowych. Do nakładania 1,5-2,5 gramów substancji na metr kwadratowy pobiera się 8,5% roztwór alkoholu. Natychmiast po przetworzeniu część jest hermetycznie zamknięta lub umieszczona w izolowanej przestrzeni.

Ochrona miedzi i jej stopów, a także srebra

Aby zapobiec procesom korozji miedzi i jej stopów, a także srebra, stosuje się inhibitor typu kontaktowego, benzotriazol. Substancja ta wchodzi w kontakt z solami 1 i 2-walentnej miedzi, w wyniku czego powstają związki polimerowe nierozpuszczalne w środowisku wodnym i odporne na wysokie temperatury.

Ze względu na pojawienie się nierozpuszczalnych struktur benzotriazol hamuje tak zwaną „chorobę brązową”. Zaleca się stosowanie benzotriazolu w celu ochrony zarówno już oczyszczonych przedmiotów, jak i przedmiotów, w których zdecydowano o pozostawieniu powłoki antykorozyjnej lub patyny bez zmian. Benzotriazol spowalnia również ciemnienie przedmiotów z brązu, miedzi i srebra.

Po oczyszczeniu z brudu i tłuszczu przedmioty umieszcza się w 3% roztworze benzotriazolu. W takim przypadku musisz utrzymać temperaturę co najmniej 20 stopni.Aby przetwarzać duże obiekty, roztwór należy podgrzać do 50 stopni. Następnie metal suszy się i wyciera wilgotną bawełnianą szmatką.

Uwaga! Benzotriazol jest czynnikiem rakotwórczym. Dlatego należy unikać bezpośredniego kontaktu ze skórą. Podczas pracy używaj rękawic ochronnych, fartucha i okularów.

Inhibitory Captax obejmują siarkę. W wyniku obróbki Captax produktów miedzianych i brązowych znacznie zwiększa się odporność metali na korozję. Najlepsze wyniki można osiągnąć przy zanurzeniu na pół godziny, jeśli temperatura roztworu wynosi 70-80 stopni. W niektórych przypadkach captax daje większy efekt w porównaniu z benzotriazolem.

Wśród inhibitorów pochodzenia nieorganicznego należy zauważyć chromiany. Pasywacja chromianami jest jedną z najtańszych metod ochrony miedzi, jej stopów i srebra przed ciemnieniem. Pasywacja odbywa się za pomocą prądu katodowego lub bez niego. Składniki elektrolitu i obróbka powierzchni podczas chromatografii mogą się znacznie różnić, co nie wpływa na właściwości ochronne powstałych filmów. Metale przechowuje się przez kilka minut w roztworze kwasu chromowego (1 gram na litr). Powstający film ma wysoką odporność na wilgoć, a także na działanie roztworów soli i siarkowodoru.

Produkty srebrne są pasywowane poprzez zastosowanie prądu katodowego. W tym przypadku elektrolit zawiera do 40 gramów dichromianu sodu, 20 gramów wodorotlenku sodu i 40 gramów węglanu potasu. Ilości te są rozdzielane na litr płynu. Gęstość prądu wynosi 0,1 ampera na centymetr kwadratowy, a czas ekspozycji wynosi 60 sekund. Utrzymywana jest temperatura pokojowa roztworu.

Nawet zwykłe zanurzanie srebra w bezwodniku chromowym lub dichromianu sodu umożliwia skuteczną pasywację. Należy jednak uważać, aby w roztworach nie występowały żadne obce kwasy. Dobre wyniki można uzyskać po podwójnym przetworzeniu: najpierw metodą katodową, a następnie przez zanurzenie bezwodnika chromu lub dichromianu sodu w roztworze.

Uwaga! Dwuchromian sodu i bezwodnik chromu są niebezpieczne dla skóry i układu oddechowego. Dlatego musisz pracować z tymi substancjami w gumowych rękawiczkach, respiratorze oraz w pomieszczeniu z dobrą wentylacją.

Ochrona przed płukaniem

Mycie wodą, szczególnie w przypadku żelazka lub stali, może prowadzić do procesów korozji w obszarze czyszczonej powierzchni. Jednocześnie twardość wody ma duży wpływ na agresywność korozji. Im bardziej miękka woda, tym większy jest jej wpływ na rozwój procesów korozyjnych.

Aktywność korozyjna jest powodowana nie tylko przez sole, ale także przez poziom zawartych w niej siarczanów i chlorków. Ich poziom w wodzie naturalnego pochodzenia może wynosić od 50 do 5000 miligramów na litr.

Stosuje się następującą klasyfikację agresywności wodnej:

• lekko agresywne środowisko - stężenie siarczanów i chlorków wynosi mniej niż 50 miligramów na litr;
• średnio agresywne środowisko - stężenie siarczanów i chlorków od 50 do 150 miligramów na litr;
• bardzo agresywne środowisko - stężenie siarczanów i chlorków przekracza 150 miligramów na litr.

Według GOST dozwolone jest stosowanie wody o zawartości soli w następujących stężeniach:

• siarczany - do 500 miligramów na litr;
• chlorki - do 350 miligramów na litr.

Aby zmniejszyć utlenianie podczas prania, stosuje się środki redukujące, na przykład hydrazynę. Reduktory wiążą tlen w wodzie. W wyniku kontaktu hydrazyny i tlenu pojawia się azot, który łatwo usuwa się z ośrodka wodnego i nie wiąże się z ryzykiem korozji.

Dopuszczalny poziom inhibitora wynosi 1 gram na litr. Tlen jest w większości usuwany z wody poprzez gotowanie.

Ochrona przed korozją

Inhibitory są powszechnie stosowane do ochrony metali przed procesami korozyjnymi w środowisku kwaśnym. Wśród nich są katapina, urotropina, PB-5, PB-8.

Podczas zabiegu, po usunięciu korozji przez kwasy, adsorpcja inhibitorów na czyszczonej powierzchni. W ten sposób unika się lub minimalizuje rozpuszczanie metalu. Ten czynnik ma szczególne znaczenie przy czyszczeniu metalowych przedmiotów o wartości artystycznej, ponieważ warstwa korozyjna na ich powierzchniach jest zwykle niejednorodna zarówno pod względem grubości, jak i składników.

Jeśli powierzchnia czystego metalu zostanie odsłonięta, będzie działać jak anoda, a tlenki staną się katodą. W związku z tym podczas oczyszczania znaczna część kwasu trafia do wytrawiania metalu, ale nie do rozpuszczania produktów korozyjnych. Zastosowanie inhibitorów w kwaśnym środowisku pozwala uniknąć trawienia czystego metalu i zapobiec uwodornieniu stali lub żeliwa. W rezultacie unika się kruchości wodorowej metali żelaznych.