Αναστολείς διάβρωσης. Μέθοδοι αντιδιαβρωτικής προστασίας

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Κάθε χρόνο, περίπου το ένα τέταρτο του συνόλου του μετάλλου που παράγεται στον κόσμο χάνεται λόγω της ανάπτυξης και της εμφάνισης διεργασιών διάβρωσης. Το κόστος που σχετίζεται με την επισκευή και την αντικατάσταση του εξοπλισμού και των επικοινωνιών των χημικών βιομηχανιών συχνά υπερβαίνει το κόστος των υλικών που απαιτούνται για την κατασκευή τους κατά πολλές φορές. Διάβρωση ονομάζεται η αυθόρμητη καταστροφή μετάλλων και διαφόρων κραμάτων υπό την επίδραση του περιβάλλοντος. Ωστόσο, μπορείτε να προστατευθείτε από αυτές τις διαδικασίες. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι προστασίας από τη διάβρωση, καθώς και είδη έκθεσης. Στη χημική βιομηχανία, οι πιο συνηθισμένοι τύποι διάβρωσης είναι η αέρια, η ατμοσφαιρική και η ηλεκτροχημική.

Έξω από την κατάσταση

Η επιλογή μιας μεθόδου αγώνα σε αυτή την περίπτωση εξαρτάται όχι μόνο από τα χαρακτηριστικά του ίδιου του μετάλλου, αλλά και από τις συνθήκες λειτουργίας του. Οι μέθοδοι προστασίας από τη διάβρωση επιλέγονται σύμφωνα με ορισμένους παράγοντες, ωστόσο, ακόμη και εδώ συχνά προκύπτουν ορισμένες δυσκολίες. Ένα ιδιαίτερο πρόβλημα σχετίζεται με την επιλογή μιας επιλογής για ένα περιβάλλον πολλών συστατικών μεπαραμέτρους που αλλάζουν κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Αυτό είναι αρκετά κοινό στη χημική βιομηχανία. Οι μέθοδοι αντιδιαβρωτικής προστασίας που χρησιμοποιούνται στην πράξη χωρίζονται ανάλογα με τη φύση των επιπτώσεών τους στο περιβάλλον και στο μέταλλο.

περιβαλλοντικές επιπτώσεις

Ακόμη και στον Μεσαίωνα έγιναν γνωστές ειδικές ουσίες, οι οποίες εισήχθησαν σε σχετικά μικρές ποσότητες, γεγονός που επέτρεψε τη μείωση της επιθετικότητας του διαβρωτικού περιβάλλοντος. Για τους σκοπούς αυτούς, συνηθιζόταν να χρησιμοποιούνται έλαια, ρητίνες και άμυλο. Την τελευταία περίοδο, εμφανίστηκαν όλο και περισσότεροι νέοι αναστολείς διάβρωσης. Προς το παρόν, μόνο στη Ρωσία, μπορείτε να μετρήσετε δεκάδες κατασκευαστές τους. Οι αναστολείς διάβρωσης μετάλλων είναι αρκετά διαδεδομένοι λόγω του προσιτού κόστους τους. Είναι πιο αποτελεσματικά σε συστήματα όπου υπάρχει σταθερός ή χαμηλός όγκος διαβρωτικού περιβάλλοντος, όπως δεξαμενές, δεξαμενές, συστήματα ψύξης, λέβητες ατμού και άλλες χημικές εγκαταστάσεις.

Ιδιότητες

Οι αναστολείς διάβρωσης μπορεί να είναι οργανικής ή ανόργανης φύσης. Μπορούν να προστατεύσουν από την έκθεση σε υγρά μέσα ή έκθεση σε αέρια. Οι αναστολείς διάβρωσης στη βιομηχανία πετρελαίου στις περισσότερες περιπτώσεις σχετίζονται με την αναστολή των ανοδικών και καθοδικών διεργασιών ηλεκτροχημικής βλάβης, το σχηματισμό παθητικοποιητικών και προστατευτικών μεμβρανών. Μπορείτε να εξετάσετε την ουσία αυτού.

Οι αναστολείς διάβρωσης ανόδου δρουν με βάση την παθητικοποίηση των ανοδικών περιοχών της διαβρωτικής μεταλλικής επιφάνειας, γεγονός που ήταν ο λόγος για την εμφάνιση του ονόματος παθητικοποιητές. Ως εκ τούτου, είναι παραδοσιακόΧρησιμοποιούνται οξειδωτικά μέσα ανόργανης προέλευσης: νιτρικά, χρωμικά και μολυβδαινικά. Μειώνονται εύκολα σε επιφάνειες καθόδου, γεγονός που τις καθιστά όμοιες με τους αποπολωτές, μειώνοντας τον ρυθμό της ανοδικής μετάπτωσης σε διάλυμα που περιέχει διαβρωτικά μεταλλικά ιόντα.

Οι συντονιστές ανόδου είναι επίσης ορισμένες ενώσεις που δεν χαρακτηρίζονται από την παρουσία οξειδωτικών ιδιοτήτων: πολυφωσφορικά, φωσφορικά, βενζοϊκό νάτριο, πυριτικά. Η δράση τους ως αναστολείς εκδηλώνεται μόνο με την παρουσία οξυγόνου, το οποίο παίζει ρόλο παθητικοποιητή. Αυτές οι ουσίες οδηγούν στην προσρόφηση οξυγόνου σε μεταλλικές επιφάνειες. Επιπλέον, προκαλούν αναστολή της διαδικασίας της ανοδικής διάλυσης λόγω του σχηματισμού προστατευτικών μεμβρανών, οι οποίες αποτελούνται από δύσκολα διαλυτά προϊόντα της αλληλεπίδρασης του αναστολέα και μεταλλικών ιόντων που περνούν στο διάλυμα.

Λειτουργίες

Οι αναστολείς διάβρωσης ανόδου των μετάλλων ταξινομούνται συνήθως ως επικίνδυνοι, επειδή υπό ορισμένες συνθήκες μετατρέπονται από συντονιστές σε εκκινητές μιας καταστροφικής διαδικασίας. Για να αποφευχθεί αυτό, είναι απαραίτητο η πυκνότητα του ρεύματος διάβρωσης να είναι μεγαλύτερη από εκείνη στην οποία σχηματίζεται η απόλυτη παθητικοποίηση των τμημάτων της ανόδου. Η συγκέντρωση του παθητικοποιητή δεν πρέπει να πέσει κάτω από μια ορισμένη τιμή, διαφορετικά μπορεί να μην συμβεί παθητικοποίηση ή θα είναι ατελής. Η τελευταία επιλογή εγκυμονεί μεγάλο κίνδυνο, γιατί προκαλεί μείωση της επιφάνειας της ανόδου, αύξηση του βάθους και της ταχύτητας καταστροφής μετάλλωνμικρές περιοχές.

Απαιτήσεις

Αποδεικνύεται ότι μπορεί να παρασχεθεί αποτελεσματική προστασία εάν η συγκέντρωση του ανοδικού αναστολέα διατηρείται πάνω από τη μέγιστη τιμή σε όλες τις περιοχές του προϊόντος που προστατεύεται. Αυτές οι ουσίες είναι αρκετά ευαίσθητες στο επίπεδο pH του μέσου. Τα χρωμικά και τα νιτρικά χρησιμοποιούνται συχνότερα σε εναλλάκτες θερμότητας και για την παροχή προστασίας της επιφάνειας του σωλήνα.

Αναστολείς καθόδου

Όσον αφορά την προστατευτική δράση, αυτές οι ουσίες είναι λιγότερο αποτελεσματικές από τις ανοδικές. Η δράση τους βασίζεται στο γεγονός ότι η τοπική αλκαλοποίηση του μέσου οδηγεί στο σχηματισμό αδιάλυτων προϊόντων στις θέσεις της καθόδου, τα οποία απομονώνουν μέρος της επιφάνειας από το διάλυμα. Μια τέτοια ουσία μπορεί να είναι, για παράδειγμα, το διττανθρακικό ασβέστιο, το οποίο σε ένα αλκαλοποιημένο μέσο απελευθερώνει ανθρακικό ασβέστιο με τη μορφή ενός ιζήματος που είναι δύσκολο να διαλυθεί. Ο καθοδικός αναστολέας διάβρωσης, του οποίου η σύνθεση εξαρτάται από το περιβάλλον χρήσης, δεν οδηγεί σε αύξηση των καταστροφικών διεργασιών ακόμη και αν το περιεχόμενο είναι ανεπαρκές.

Ποικιλίες

Σε ουδέτερα μέσα, οι ανόργανες ουσίες συχνά δρουν ως καθοδικοί και ανοδικοί αναστολείς, αλλά σε έντονα όξινα διαλύματα δεν μπορούν να βοηθήσουν. Ως συντονιστές στην παραγωγή οξέων, χρησιμοποιούνται οργανικές ουσίες, στις οποίες τα μόρια περιέχουν συγκεκριμένες ή πολικές ομάδες, για παράδειγμα, αμίνες, θειουρία, αλδεΰδες, ανθρακικά άλατα και φαινόλες.

Σύμφωνα με τον μηχανισμόΑυτοί οι αναστολείς διάβρωσης διαφέρουν ως προς τον χαρακτήρα προσρόφησής τους. Μετά την προσρόφηση στις θέσεις καθόδου ή ανόδου, εμποδίζουν σε μεγάλο βαθμό την εκκένωση ιόντων υδρογόνου, καθώς και την αντίδραση ιονισμού μετάλλου. Σε μεγάλο βαθμό, η προστατευτική δράση βασίζεται στη θερμοκρασία, τη συγκέντρωση, τον τύπο του όξινου ανιόντος, καθώς και τη συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου. Τις περισσότερες φορές προστίθενται σε μικρές ποσότητες, επειδή η προστατευτική δράση ορισμένων οργανικών αναστολέων σε υψηλές συγκεντρώσεις μπορεί να είναι ακόμη και επικίνδυνη.

Για παράδειγμα, μια οργανική ένωση που ονομάζεται "Penta-522" είναι λιπαντική και υδατοδιαλυτή. Είναι σε θέση να παρέχει βαθμό προστασίας άνω του 90% σε κατανάλωση μόνο 15-25 γραμμαρίων ανά τόνο. Ο αναστολέας διάβρωσης που παράγεται με το εμπορικό σήμα "Amincor" είναι προϊόν εστεροποίησης καρβοξυλικών οξέων, το οποίο είναι μη πτητικό, δεν έχει δυσάρεστη οσμή και είναι μη τοξικό. Η δοσολογία του προσδιορίζεται μόνο αφού διαπιστωθεί πόσο διαβρωτικό είναι το πραγματικό περιβάλλον.

Επίδραση στο μέταλλο

Αυτή η ομάδα μεθόδων προστασίας περιλαμβάνει τη χρήση μιας ποικιλίας επικαλύψεων. Αυτά είναι βαφή, μέταλλο, καουτσούκ και άλλα είδη. Εφαρμόζονται με διάφορους τρόπους: ψεκασμός, γαλβανισμός, κόμμωση και άλλοι. Μπορείτε να εξετάσετε το καθένα από αυτά.

Το κόμμι είναι συνήθως κατανοητό ως προστασία από τη διάβρωση μέσω επικαλύψεων από καουτσούκ, που συχνά απαιτείται στη βιομηχανία χλωρίου. Οι ενώσεις από καουτσούκ έχουν αυξημένη χημική αντοχή και παρέχουν αξιόπιστη προστασία των δοχείων, των λουτρών, καθώς και άλλων χημικών εξοπλισμών από την έκθεση σεεπιθετικά μέσα και διάβρωση. Το κόμμι είναι κρύο, όπως και ζεστό, το οποίο πραγματοποιείται με τη μέθοδο του βουλκανισμού εποξειδικών και φθοριοπλαστικών μιγμάτων.

Είναι σημαντικό όχι μόνο να επιλέξετε σωστά, αλλά και να εφαρμόσετε έναν αναστολέα διάβρωσης. Οι κατασκευαστές συνήθως δίνουν αρκετά σαφείς οδηγίες σχετικά με αυτό. Αυτή τη στιγμή, εκτός από τη γαλβανική εναπόθεση, η μέθοδος της εναπόθεσης υψηλής ταχύτητας έχει γίνει αρκετά διαδεδομένη. Με τη βοήθειά του, επιλύεται ένα αρκετά ευρύ φάσμα εργασιών. Τα υλικά σε σκόνη μπορούν να εφαρμοστούν για τη λήψη επικαλύψεων με διάφορες ιδιότητες.

Προστατευτικός εξοπλισμός

Τα θέματα που σχετίζονται με την προστασία του χημικού εξοπλισμού είναι αρκετά συγκεκριμένα, και ως εκ τούτου απαιτούν πολύ προσεκτική μελέτη. Η επιλογή του υλικού για την απόκτηση υψηλής ποιότητας επίστρωσης απαιτεί ανάλυση της κατάστασης της επιφάνειας, της σύνθεσης του περιβάλλοντος, των συνθηκών λειτουργίας, του βαθμού επιθετικότητας, των συνθηκών θερμοκρασίας κ.λπ. Μερικές φορές, σε «χαμηλά περιβάλλοντα», υπάρχει μια κρίσιμη παράμετρος που καθιστά δύσκολη την επιλογή του τύπου κάλυψης, για παράδειγμα, το άτμισμα ακόμη και μία φορά κάθε λίγους μήνες μιας δεξαμενής προπανίου. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κάθε επιθετικό περιβάλλον απαιτεί την επιλογή ενός τέτοιου σχηματιστή μεμβράνης και τέτοιων στοιχείων επικάλυψης που χαρακτηρίζονται από αντοχή στο αντιδραστήριο.

Γνώμη της μειοψηφίας

Οι ειδικοί λένε ότι είναι αδύνατο να συγκρίνουμε τις μεθόδους αεριοθερμικού ψεκασμού μεταξύ τους, και ακόμη περισσότερο να πούμε ότι η μία από αυτές είναι καλύτερη από την άλλη. Κάθε ένα από αυτά έχει ορισμένα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, και το αποτέλεσμαΟι επικαλύψεις έχουν διαφορετικές ιδιότητες, γεγονός που υποδηλώνει την ικανότητά τους να επιλύουν ορισμένες από τις εργασίες τους. Η βέλτιστη σύνθεση με την οποία πρέπει να χαρακτηρίζονται οι αναστολείς διάβρωσης, καθώς και η μέθοδος εφαρμογής τους, επιλέγονται ανάλογα με τη συγκεκριμένη περίπτωση.

Στις επιχειρήσεις της χημικής βιομηχανίας, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται συχνότερα στη διαδικασία των τρεχουσών επισκευών. Ακόμη και αν χρησιμοποιούνται όξινα αναστολείς διάβρωσης, η μεταλλική επιφάνεια πρέπει πρώτα να προετοιμαστεί κατάλληλα. Αυτός είναι ο μόνος τρόπος για να εγγυηθείς κάλυψη υψηλής ποιότητας. Η αμμοβολή μπορεί να χρησιμοποιηθεί πριν από την άμεση εφαρμογή του υλικού βαφής για να διασφαλιστεί μια αρκετά τραχιά επιφάνεια.

Κάθε χρόνο όλο και περισσότερες νέες εξελίξεις εμφανίζονται στην αγορά και υπάρχουν πολλές επιλογές. Ωστόσο, οι χημικοί θα πρέπει να αποφασίσουν τι θα είναι πιο κερδοφόρο - να πραγματοποιήσουν έγκαιρη προστασία του εξοπλισμού ή πλήρη αντικατάσταση όλων των δομών.