Вплив високомодульних силікатів на корозійно-електрохімічні властивості сталі 20 у водогінній воді

Abstract

Вирішення проблеми зменшення запасів прісної води в Україні може бути досягнуте шляхом переведення систем теплообміну промислових підприємств на замкнений цикл. Однак при цьому різко інтенсифікуються корозія, солевідкладення, корозійно-механічне руйнування та ін. Гальмування цих процесів успішно досягається шляхом застосування інгібіторних технологій. Виходячи з міркувань екологічної безпеки, найдоцільніше використовувати інгібітори з природних матеріалів або нетоксичні неорганічні інгібітори, наприклад, силікати. У роботі показано, що залежно від концентрації високомодульний силікат по-різному впливає на швидкість корозії сталі 20 та її електрохімічні характеристики у водогінній воді. Гравіметричними дослідженнями встановлено, що за низьких концентрацій до 10-3 М інгібітор незначно гальмує процес корозії: коефіцієнт гальмування γ = 1,1…1,64. Подальше підвищення вмісту силікату суттєво зменшує швидкість корозії (γ = 13,1…18,7; Z = 92…95%). Залежність ступеня захисту сталі Z від логарифму концентрації має S – подібний характер. Силікат за низьких концентрацій зміщує компромісний потенціал у бік більш від’ємних значень на 14…68 мВ, за високих – у бік менш негативних значень на 240 мВ. Однак струми корозії при концентрації силікату до 10-3 М включно є навіть дещо вищими, ніж за його відсутності, що не узгоджується із масометрично визначеними швидкостями корозії, але останні задовільно корелюють із величинами граничних дифузійних струмів. За вищих концентрацій силікат виступає як інгібітор змішаної дії, адсорбція якого на поверхні сталі задовільно описується S – подібною ізотермою Ленгмюра.

Catastrophic decrease of fresh water sets a task to its industrial users to save water. This problem can be solved by moving the cooling system to a closed cycle type. However, in this case the processes of corrosion, scaling, corrosion-mechanical fracture and other become more intensive. Retardation of these processes are successfully achieved by the use of inhibitor technologics. Owing to a special attention to the environmental state the use of inhibitors from the natural materials and environment friendly inorganic inhibitors, e.g. high-module silicate is desirable. It was established that depending on the concentration the high-module silicate influences differently corrosion rate of of steel 20 and its electrochemical properties in tap water. At low concentrations (up to 10-3M) the inhibitor insignificantly retards corrosion rate, shifting the potential to the negative side. Further increase in the silicate concentration shifts the potential to the positive side direction by 240 mV, thus retarding corrosion rate by 92...95%. The dependence of the degree of steel protection on the logarithmic concentration of the inhibitor is of the S-shaped type and its adsorption on the steel surface corresponds to the S-shaped Langmuir isotherm. Corrosion currents at silicate concentration up to 10-3M are more higher, than in it’s absence such results don’t agree with mass corrosion rates, but later are in the good correlation with limiting diffusion currents values. Silicate at more higher concentrations (>10-3M) is the inhibitor of mixed action, retarding both electrode reactions. Obtained results make it possible to use high-module silicate as a component of «green inhibitors» composition.