Preview

Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Особенности коррозии цинкового покрытия в нейтральных средах в присутствии ингибиторов на основе бензотриазола, циклогексиламина и морфолина

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-3-55-67

Полный текст:

Аннотация

Исследовано влияние отечественных азотсодержащих ингибиторов коррозии типа ВНХ-Л на закономерности коррозии цинкового покрытия на стали в нейтральных средах. Целью работы являлось изучение структуры поверхности корродирующего цинкового покрытия, а также влияния условий, моделирующих деградацию ингибиторов при реальной эксплуатации, на их защитные свойства. Для имитации деформационно-термических условий эксплуатации ингибиторов использовалась механоактивация в шаровой планетарной мельнице. Коррозия цинкового покрытия на стали проводилась в сульфатно-хлоридной среде, моделирующей атмосферную коррозию, и боратном буферном растворе. Концентрация ингибиторов в коррозионных средах составляла 0,2 мас.%. Морфология корродируемой поверхности цинкового покрытия изучена на растровом электронном микроскопе «Philips SEM-515» (при ускоряющем напряжении 10 кВ) с рентгеновским микрозондом. Исследования скорости коррозии цинкового покрытия на Ст 08 проведены методом косвенного измерения коррозионного сопротивления с помощью коррозиметра МОНИКОР-1. В качестве коррозионных сред ис- пользованы боратный буферный раствор (Na2B4O7 + Н3ВО3, рН = 6,6) и раствор, имитирующий атмосферную коррозию (NaCl + Na2SO4, рН = 6,0). Скорость коррозии образцов в коррозионных средах без ингибиторов принята за 1. Время экспозиции каждого образца в коррозионных средах составляло 3 ч. Химический состав продуктов коррозии изучался методом зеркального отражения в ИК-диапазоне. ИК-спектры поверхности металлических пластин снимались на ИК Фурье-спектрометре ФСМ-1202 в диапазоне длин волн 450–4000 см–1 с разрешением 2 см–1 и накоплением 100 сканов. Для получения спектров отражения использовалась приставка зеркального отражения с углом падения 10°. Скорость коррозии цинкового покрытия в сульфатно-хлоридной и боратной средах в присутствии ингибиторов на основе бензотриазола и циклогексиламина практически не уменьшается по сравнению со скоростью коррозии в этих же средах без ингибиторов. При добавлении в коррозионную среду как исходных, так и механоактивированных ингибиторов на основе морфолина и бензотриазола скорость коррозии железа, по сравнению со скоростью коррозии в этих же средах без ингибиторов, снижается. В присутствии исходных и механоактивированных ингибиторов обеих групп наблюдается питтинговая коррозия цинкового покрытия в изученных коррозионных средах. При этом в условиях коррозии глубина питтингов меньше толщины цинкового покрытия.

Об авторах

О. М. Канунникова
Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН.
Россия

Докт. физ.-мат. наук, доцент, вед. науч. сотр. Научного центра металлургической физики и материаловедения.

426034, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34.



В. В. Аксенова
Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН.
Россия

м



Б. Е. Пушкарев
Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН.
Россия

Канд. физ.-мат. наук, науч. сотр. Научного центра металлургической физики и материаловедения.

426034, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34.



В. И. Ладьянов
Удмуртский федеральный исследовательский центр УрО РАН.
Россия

Докт. физ.-мат. наук, руководитель Научного центра металлургической физики и материаловедения.

426034, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34.



Список литературы

1. Leygraf C., Graedel T. Atmospheric corrosion. 2-nd ed. New Haven, USA: John Wiley and Sons. Inc., 2016.

2. Sastri V.S., Ghali E., Elboujdaini M. Practical solutions. Corrosion prevention and protection. England: John Willey and Sons. Ltd., 2012. P. 461—551.

3. Thomas S., Birbilis N., Venkatraman M.S., Cole I.S. Corrosion of zinc as a function of pH. Corrosion. 2012. Vol. 68. No. 1. P. 015009-1-015009-9.

4. Desai M.N., Rana S.S., Gandhi M.H. Corrosion inhibitors for zinc. AntiCorros. Methods Mater. 1973. Vol. 20. Iss. 12. P. 3—6. http://doi.org/10.1108/eb006939.

5. Aramaki K. Effects of organic inhibitors on corrosion of zinc in an aerated 0.5 M NaCl solution. Corros. Sci. 2001. Vol. 43. Iss. 10. P. 1985—2000.

6. Wang K., Pickering H.W., Weil K.G. Corrosion inhibition of zinc by benzotriazole with electrochemical quartz crystal microbalance. J. Electrochem. Sci. 2003. Vol. 150. No. 41. P. 176—180.

7. Экимик В.В., Бережная А.Г., Святая М.К. Ингибирование стадий растворения цинка некоторыми акридинами. Защита металлов. 2001. No. 6. С. 589—591. Akimik V.V., Berezhnaya G.A., Svyataya M.K. Inhibition of stages of solution of the zinc some acridinae. Zashchita metallov. 2001. No. 6. P. 589—591 (In Russ.).

8. Ličina S., Ostojić J., Gutić S., Cacan M. Influence of chloride ions on various corrosion resistance of zinc coating. Bull. Chem. Technol. Bosnia Herzeg. 2015. No. 44. P. 33—38.

9. Mani N., Iyer Venkatakrishna S., Bahadur Lai. Influence of anions on the inhibition of corrosion of zinc in acidic solutions by N-heterocylics. Bull. Electrochem. 2003. Vol. 19. No. 21. P. 53—60.

10. Mani N., Iyer Venkatakrishna S., Bahadur Lai. Pyridine and its derivatives as inhibitors for the corrosion of zinc in acidic solutions. J. Electrochem. Soc. India. 2003. Vol. 52. No. 1. P. 23—28.

11. Fattah A.A.A., Mabrouk E.M., Elgalil R.M.A., Ghoneim M.M. N-heterocyclic compounds as corrosion inhibitors for Zn in HCl acid solutions. Bull. Soc. Chim. Fr. 1991. Vol. 1. P. 48—53.

12. Wippermann K., Schaltze J.W., Kessel R., Penninger T. The inhibition of zinc corrosion by bisaminotriazole and other triazole derivatives. Corros. Sci. 1991. Vol. 32. P. 205—223.

13. Muller B., Imblo G. Heterocycles as corrosion inhibitors for zinc pigments in aqueous alkaline media. Corros. Sci. 1996. Vol. 38. P. 293—300.

14. Ломовский О.И., Болдырев В.В. Механохимия в решении экологических задач: Аналитический обзор. Сер. Экология. Новосибирск: ГПНТБ СО РАН, 2006. Вып. 79. Lomovskii O.I., Boldyrev V.V. Mechanochemistry in solving environmental problems: Analytical review. Ser. Ecology. Novosibirsk: GPNTB SB RAS, 2006. Iss. 79 (In Russ.).

15. Cleramunt R.M., Lopez C., Sanz D., Elguero J. Mechano heterocyclic chemistry: grinding and ball milling. Adv. Hetr. Chem. 2014. Vol. 112. P. 117—143.

16. Шахтшнейдер Т.П. Влияние механических воздействий на физико-химические свойства лекарственных веществ: Дис. … докт. хим. наук. Новосибирск: ИХТТМ СО РАН, 2013. Shakhtshneider T.P. The influence of mechanical treatment on the physico-chemical properties of medicinal substances: Dissertation of Dr. Sci. (Chem.). Novosibirsk: SSCM SB RAS, 2013 (In Russ.).

17. Алексеев В.В. Оптическая изомерия и фармакологическая активность лекарственных препаратов. Со- рос. образ. журн. 1998. No. 1. C. 49—55. Alekseev V.V. Optical isomerism and pharmacological activity of medicinal preparations. Sorosovskii obrazovatel’nyi zhurnal. 1998. No. 1. P. 49-55 (In Russ.).

18. Kanunnikova O.M., Aksenova V.V., Karban O.V., Muhgalin V.V., Senkovski B.V., Ladjanov V.I. Mechanical activation effect on structure, physicochemical, and biological properties of potassium orotate/magnesium orotates. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2017. Vol. 283. P. 012004.

19. Решетников С.М. Ингибиторы кислотной коррозии металлов. Л.: Химия, 1986. Reshetnikov S.M. Acid inhibitors of metals corrosion. Leningrad: Khimiya, 1986 (In Russ.).

20. Плетнев М.А., Решетников С.М., Тернавцева И.В., Шабанова И.Н, Понамарева И.Л., Добышева Л.В. Особенности ингибирующего действия четвертичных солей аммония, фосфония и арсония при коррозии железа в серной кислоте. Защита металлов. 1990. Т. 26. No. 1. С. 144—147. Pletnev M.A., Reshetnikov S.M., Ternavtseva I.V., Shabanova I.N., Ponamareva I.L., Dobysheva L.V. Features of inhibitory action of quaternary ammonium salts, phosphonium and arsonia during corrosion of iron in sulfuric acid. Zashchita metallov. 1990. Vol. 26. No. 1. P. 144—147 (In Russ.).

21. Решетников С.М., Плетнев М.А., Макарова Л.Л. Особенности влияния четвертичных солей аммония на анодное растворение железа в соляной кислоте. В сб. Тез. 9-го Всесоюз. симп. «Двойной слой и адсорбция на твердых электродах». Тарту: Изд-во Тартуского гос. ун-та, 1991. С. 152—154. Reshetnikov S.M., Pletnev M.A., Makarova L.L. Features of the influence of quaternary ammonium salts on the anodic dissolution of iron in hydrochloric acid. In: Theses 9-th All-Union. simp. «Double layer and adsorption on solid electrodes». Tartu: Publ. house of Tartu State University, 1991. P. 152—154 (In Russ.).

22. Плетнев М.А., Широбоков И.Б., Бутолина О.В., Решетников С.М. Влияние тетраалкиламмониевых солей на электропроводность кислых бромидных растворов. Электрохимия. 1993. Т. 29. С. 1137—1145. Pletnev M.A., Shirobokov I.B., Butolina O.V., Reshetnikov S.M. Influence of tetralkylammonium salts on the electrical conductivity of acidic solutions. Elektrokhimiya. 1993. Vol. 29. P. 1137—1145 (In Russ.).

23. Широбоков И.Б., Корепанова Т.А., Плетнев М.А., Решетников С.М. Влияние неорганических и органических катионов на электропроводность кислых бромидных растворов. Защита металлов. 1994. Т. 30. No. 6. С. 620—623. Shirobokov I.B., Korepanova T.A., Pletnev M.A., Reshetnikov S.M. Influence of inorganic and organic cations on the conductivity of acidic bromidic solutions. Zashchita metallov. 1994. Vol. 30. No. 6. P. 620—623 (In Russ.).

24. Плетнев М.А., Широбоков И.Б., Овечкина О.Е., Решетни ков С.М. Влияние солей тетраалкиламмония на катодное выделение водорода в концентрированных кислых бромидных растворах. Защита металлов. 1995. Т. 31. No. 4. С. 351—355. Pletnev M.A., Shirobokov I.B., Ovechkina O.E., Reshetnikov S.M. The effect of tetraalkylammonium on the cathode of hydrogen in concentrated acid solutions. Zashchita metallov. 1995. Vol. 31. No. 4. P. 351—355. (In Russ.).

25. Наканиси K. Инфракрасные спектры и строение органических соединений: Практ. рук-во. Пер. с ан- гл. Н.Б. Куплетской и Л.М. Эпштейн. Под ред. А.А. Мальцева. М.: Мир, 1965. Nakanisi K. Infrared absorption spectroscopy. Tokyo: Holden Day, 1962. Moscow: Mir, 1965 (In Russ.).

26. Накамото K. ИК-спектры и КР-спектры неорганических и координационных соединений. Пер. с ан- гл. М.: Мир, 1991. Nakamoto K. Infrared and Raman spectra of inorganic and coordination compounds. 4-th ed. John Wiley and Sons. Inc., 1986.

27. Dana W. Mayo, Foil A. Miller, Robert W. Hannah. Course notes on the interpretation of infrared and Raman spectra. New Jersey: John Willey and Sons, 2003.

28. Prosek T., Nazarov A., Thierry U., Serak J. Corrosion mechanism of model zinc-magnesium alloys in atmospheric conditions. Corros. Sci. 2008. Vol. 50. P. 2216—2231.

29. Persson D., Thierry D., LeBozec N., Prosek T. In situ infrared reflection spectroscopy studies of the initial atmospheric corrosion of Zn—Al—Mg coated steel. Corros. Sci. 2013. Vol. 72. P. 54—63.

30. Jayasree R.S., Pillai V.P. Mahadevan, Nayar V.U., Odnevall I., Keresztury G. Raman and infrared analysis of corrosion products on zinc NaZn4Cl(OH)6SO4•6H2O and Zn4Cl2(OH)4SO4•5H2O. Mater. Chem. Phys. 2006. Vol. 99. P. 474—478.

31. Diler E., Rioual S., Lescop B., Thierry D., Rouvellou B. Chemistry of corrosion products of Zn and MgZn pure phases under atmospheric conditions. Corros. Sci. 2012. Vol. 65. P. 178—186.

32. Hosseinpour S., Johnson M. Vibrational spectroscopy in studies of atmospheric corrosion. Materials. 2017. Vol. 10. P. 413. http://doi:10.3390/ma10040413.


Для цитирования:


Канунникова О.М., Аксенова В.В., Пушкарев Б.Е., Ладьянов В.И. Особенности коррозии цинкового покрытия в нейтральных средах в присутствии ингибиторов на основе бензотриазола, циклогексиламина и морфолина. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2019;(3):55-67. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-3-55-67

For citation:


Kanunnikova O.M., Aksenova V.V., Pushkarev B.E., Ladyanov V.I. Peculiarities of zinc coating corrosion in neutral environments with inhibitors based on benzotriazole, cyclohexylamine and morpholine. Izvestiya Vuzov Tsvetnaya Metallurgiya (Proceedings of Higher Schools Nonferrous Metallurgy. 2019;(3):55-67. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2019-3-55-67

Просмотров: 81


ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)