Синтез азотсодержащих катионактивных соединений для ингибирования коррозии

Тип работы: Реферат
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 12 страниц
В избранное:

Казахский национальный университет имени аль-Фараби
Химический факультет

РЕФЕРАТ
Тема: Синтез азотсодержащих катионактивных соединений для ингибирования коррозии

Подготовил: Кайрат Имашев
Проверила: Жумагалиева Ш.Н

Алматы, 2011
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .3
1. Ингибиторы коррозии ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
2. Катионактивные соединения ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..11
2.1 Азотсодержащие катионактивные вещества как ингибиторы коррозии ... ... ... ... ... ... ... .12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13

ВВЕДЕНИЕ
В современном мире коррозия металлов и защита их от коррозии является одной из важнейших научно-технических и экономических проблем.
Технический прогресс во многих отраслях промышленности тормозится из-за нерешенности ряда коррозионных проблем. Это приобрело особую актуальность в промышленно развитых странах с большим металлофондом и особенно в последние годы в связи с все более широким использованием в промышленности высокопрочных материалов, особо агрессивных сред, высоких температур и давлений. В этих условиях значительно возрос удельный вес потерь, вызываемых такими опасными формами коррозии, как коррозионное растрескивание, межкристаллитная коррозия, питтинг и др.
Огромны экономические потери от коррозии металлов. Например, в США по последним данным NACE (доклад на 16-м Всемирном конгрессе по коррозии в Пекине в сентябре 2005 года) ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составили 3,1 % от ВВП (276 млрд. долларов). В Германии этод ущерб составил 2,8 % от ВВП. По оценкам специалистов различных стран эти потери в промышленно развитых странах составляют от 2 до 4 % валового национального продукта. При этом потери металла, включающие массу вышедших из строя металлических конструкций, изделий, оборудования, составляют от 10 до 20 % годового производства стали.
Различают два вида потерь: прямые и косвенные. Прямые - безвозвратные потери металла, стоимость замены оборудования и металлоконструкций, расходы на противокоррозионную защиту. Косвенные - простой оборудования, снижение мощности, снижение качества продукции, расход металла на утолщения стенок и т.п.
И наоборот, разработка и практическое использование эффективных средств противокоррозионной защиты позволяет не только уменьшить потери металла и средств, но и снизить металлоемкость конструкций и сооружений, увеличить их грузоподъемность, уменьшить расход топливо-энергетических ресурсов при строительстве и эксплуатации , увеличить эксплуатационный период и в целом уменьшить себестоимость и повысить рентабельность объектов техники. В упомянутом выше докладе NACE отмечено, что потери от коррозии и затраты на противокоррозионную защиту в США в 2002 году составили 4,2 % от ВВП, т.е. за период 2002-2005 годы имела место положительная динамика.
Так, например, снижение скорости коррозии судовых корпусных конструкций путем использования эффективных средств защиты позволило применять в российском судостроении низколегированные стали повышенной прочности марок 09Г2, 10ХСНД и др. с пределом текучести 300-400 МПа взамен обычных углеродистых сталей с пределом текучести не более 240 МПа. Это позволило снизить строительные толщины
Непредвиденные расходы возникают в результате:
прерывания очистных и окрасочных работ из-за погодных условий;
вынужденных простоев по различным технологическим обстоятельствам;
необходимости повторного выполнения очистных и окрасочных работ вследствие низкого качества их первичного выполнения.
Коррозионное разрушение нефтепромыслового оборудования опреде-
ляется физико-химическими свойствами водного и углеводородного компонентов
системы, их составом, количественным соотношением, наличием растворенных
газов (сероводорода, углекислого газа, кислорода и т.д.). При больших скоростях
движения потока, обеспечивающих интенсивное перемешивание фаз, образуется
эмульсионная система типа масло в воде или вода в масле. При их отстаивании
происходит разделение на две несмешивающиеся фазы. Во всех случаях
коррозионной средой является вода.
Наиболее распространенными и проблемными сейчас для нефтяной про-
мышленности сейчас являются: углекислотная коррозия, сероводородная кор-
розия, водородное охрупчивание и др.
Опыт борьбы с коррозией свидетельствует о том, что надежная работа
технологического оборудования может быть обеспечена путем применения инги-
биторов. При этом в сравнении с другими методами противокоррозионной
защиты технологии ингибирования агрессивных сред отличаются относительной
простотой и не требуют привлечения существенных материально-технических
затрат.
Из этого следует, что экономически целесообразно наносить долговечные покрытия, используя высококачественные лакокрасочные материалы, оборудование и современные методы подготовки поверхности и нанесения материалов, несмотря на то, что первоначальные затраты при этом увеличиваются. Относительные эксплуатационные расходы при этом будут меньше за счет менее частого перекрашивания, увеличения эксплуатационного времени и пр.
Следует также учитывать, что в общей стоимости окрашивания объекта и эксплуатационных расходов весьма большую роль играет качество краски и относительно небольшую роль - ее цена. Например, стоимость качественной окраски с предварительной дробеструйной обработкой составляет от 30 до 50 ам.долл. за 1 м[2], в том числе стоимость хорошей краски, расходуемой на 1 м[2]составляет в среднем около 4 ам. долл., т.е. около 10 % от стоимости окраски. Использование дешевой краски невысокого качества позволит снизить общие расходы на 4-6 %, но приведет к необходимости более раннего возобновления покрытия, что обойдется много дороже.
Если стоит задача получить высококачественное покрытие, то нецелесообразно экономить на подготовке поверхности под окраску, хотя качественная дробеструйная обработка стоит дорого - в среднем расходы составляют 60-70 % от общих расходов по нанесению покрытия, включая стоимость материалов.
Наконец, на чем никогда нельзя экономить - это на проведении строгого и тщательного пооперационного контроля всего процесса нанесения покрытия, начиная от контроля поступающих на предприятие материалов до приемки готового покрытия. Отсюда ясно, какое важное место в общем процессе получения лакокрасочного покрытия занимает инспектор и какие убытки может принести выполнение очистных и окрасочных работ без должного контроля.

1. Ингибиторы коррозии
Согласно стандарту ISO 8044-1986 ингибиторами коррозии (ИК) называют химические соединения, которые, присутствуя в коррозионной системе в достаточной концентрации, уменьшают скорость
коррозии без значительного изменения концентрации любого коррозионного реагента. Ингибиторами коррозии могут быть и композиции химических соединений. Содержание ингибиторов в коррозионной среде должно быть небольшим.
Эффективность ингибиторов коррозии оценивается степенью защиты Z (в %) и коэффициентом торможения Υ (ингибиторный эффект) и определяется по формулам:

где К1 и K2 [г(м[2]::ч)] -- скорость растворения металла в среде без ингибитора и с ингибитором соответственно; i1 и i2 [Асм[2]] -- плотность тока коррозии металла в среде без ингибитора и с ингибитором коррозии соответственно. При полной защите коэффициент Z равен 100 %.
Коэффициент торможения показывает во сколько раз уменьшается скорость коррозии в результате действия ингибитора:

Z и Υ связаны между собой:

Ингибиторы коррозии подразделяются:
:: по механизму своего действия -- на катодные, анодные и смешанные;
:: по химической природе -- на неорганические, органические и летучие;
:: по сфере своего влияния -- в кислой, щелочной и нейтральной среде.
Действие ингибиторов коррозии обусловлено изменением состояния поверхности металла вследствие адсорбции ингибитора или образования с катионами металла труднорастворимых соединений. Защитные слои, создаваемые ингибиторами коррозии, всегда тоньше наносимых покрытий. Ингибиторы коррозии могут действовать двумя путями: уменьшать площадь активной поверхности или изменять энергию активации коррозионного процесса.
Катодные и анодные ингибиторы замедляют соответствующие электродные реакции, смешенные ингибиторы изменяют скорость обеих реакций. Адсорбция и формирование на металле защитных слоев обусловлены зарядом частиц ингибитора и способностью образовывать с поверхностью химические связи.
Катодные ингибиторы коррозии замедляют катодные реакции или активное растворение металла. Для предотвращения локальной коррозии более эффективны анионные ингибиторы. Часто для лучшейзащиты металлов от коррозии используют композиции ингибиторов с различными добавками.
При этом может наблюдаться:
:: аддитивное действие, когда ингибирующий эффект отдельных составляющих смеси суммируется;
:: антагонизм, когда присутствие одного из компонентов ослабляет ингибирующее действие другого компонента;
:: синергизм, когда компоненты композиции усиливают ингибирующее действие друг друга.
Неорганические ингибиторы коррозии. Способностью замедлять коррозию металлов в агрессивных средах обладают многие неорганические вещества. Ингибирующее действие этих соединений обуславливается присутствием в них катионов (Са[2+], Zn[2+], Ni[2+] , As[3+], Bi[3+], [Sb3+]) или анионов (CrO[2-]4, Cr20[2-]7, NO[-]2, SiO[2-]3, PO[3-]4).
Экранирующие катодные ингибиторы коррозии -- это соединения, которые образуют на микрокатодах нерастворимые соединения, отлагающиеся в виде изолирующего защитного слоя. Для железа в водной среде такими соединениями могут быть ZnSO4, ZnCl2, а чаще Са(НС03)2.
Бикарбонат кальция Са(НС03)2 -- самый дешевый катодный экранирующий ингибитор, применяемый для защиты от коррозии стали в системах водоснабжения. Бикарбонат кальция в подщелоченной среде образует нерастворимые соединения СаСОз, осаждающиеся на поверхности, изолируя ее от электролита.
Анодные неорганические ингибиторы коррозии образуют на поверхности металла тонкие (~ 0,01 мкм) пленки, которые тормозят переход металла в раствор. К группе анодных замедлителей коррозии относятся химические соединения ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.