Дипломная работа по образовательной программе 5В072000 «Химическая технология неорганических веществ»
Необходимость применения силикофосфатных ингибиторов
Download 1.62 Mb. Pdf ko'rish
|
Исаева Сабина Дипломная работа-конвертирован
|
1.4. Необходимость применения силикофосфатных ингибиторов
Вследствие невысокой цены, нетоксичности и способности предохранять ранее подвергшиеся коррозии поверхности обширное использование обнаружили полифосфаты. Примесь полифосфатов задерживает ржавчину сталей, меди, цинка, свинца, латуней. Ортофосфат считается более действенным ингибитором коррозии применимому к обширному диапазону сантехнических материалов.Хотя обычно он не считается эффективным средством для предотвращения коррозии меди, имеются многочисленные сообщения о его способности снижать скорость коррозии цинка, железа, свинца и оцинкованных трубопроводов. Обычно его применяют либо отдельно, либо в сочетании с цинком, и, как сообщается, он наиболее эффективен для ингибирования коррозии железа в диапазоне рН от 6,0 до 7,5. При более высоких значениях pH имеются некоторые свидетельства того, что присутствие цинка особенно важно для эффективного предотвращения коррозии [84, 70, 34, 35]. Фосфаты натрия результативны только лишь в наличии растворенного кислорода. Интенсивность коррозии в данной ситуации обусловливается скоплением ионов Сl-, а темп её залечивания — концентрациями фосфатов и кислорода. Минимальными защитными свойствами обладает Na 2 HPO 4 , максимальными — Na 3 PO 4 . Небольшие защитные свойства Na 2 HPO 4 определены его гидролизом, приводящим к местному подкислению электролита на границе раздела фаз. Формирование защитных пленок на поверхности стали совершается как в растворах Na 2 HPO 4 , так и Na 3 PO 4 . Роль кислорода в механизме ингибирующего воздействия фосфатов состоит в предварительном окислении поверхности стали с образованием тонкого слоя γ-Fe 2 О 3 . Использование фосфатов ограничено вероятностью осаждения СаСO 3 из воды со значительной жесткостью, по этой причине в этом случае в жесткую воду советуется вводить диспергирующие вещества. В качестве фосфата цинка, «стекловидным фосфатом цинка», «биметаллическим фосфатом цинка» он способен высвобождать или мономерные, или полимерные виды фосфатов при растворении [84]. Поскольку склонность к образованию фосфатного осадка зависит от рН, неудивительно, что рН оказывает существенное влияние на эффективность ингибиторов фосфата. Качественно это наблюдалось в ряде исследований, а исследования автора [36] показали, что когда железные трубы подвергались воздействию одинаковой концентрации биметаллического фосфата цинка при рН 7,2 и 8,2, потеря напора через трубу, связанная с образованием накипи, была выше при более высоком рН (осадки преобладают), тогда как количество содержания железа в растворе было выше при более низком pH (доминирует комплексообразование). Несмотря на довольно широкое использование 23 полифосфатов в Соединенных Штатах, в литературе, по-видимому, нет доказательств того, что полифосфаты сами по себе препятствуют коррозии любого распространенного типа сантехнического материала [70]. Полифосфаты считаются наиболее распространенными катодными ингибиторами, их разумно применять совместно с ионами металлов второй валентности, особенно Са 2+ (пропорция Са 2+ /полифосфат 0,2—0,5). Образование катионных комплексов определено введением ионов Са 2+ в цепи полифосфатов и дальнейшим формированием коллоидных частиц путем «сшивания» комплексов посредством Са 2+ . Полифосфаты предотвращают осаждение труднорастворимых солей СаСО 3 и CaSО 4 , а также делают устойчивыми содержание железа и марганца в воде. Концентрации полифосфатов, которые обеспечивают защиту от коррозии, зависят от факторов как скорость потока, состав воды и температуры. Важнейшим фактором, влияющим на эффективность применения фосфатных ингибиторов, является pH раствора или среды. При pH больше 7,0—7,5 степень защиты уменьшается. При дальнейшем увеличении pH все более значимой проблемой становится выпадение ортофосфата кальция; наиболее оптимальным считается интервал pH 6,5—7. Таким образом, полифосфаты могут уменьшить сужения труб, связанные с чрезмерным образованием накипи, и уменьшить или устранить проблемы с красной водой, растворяя частицы оксида железа. Кроме того, при некоторых обстоятельствах и особенно при температурах, превышающих примерно 50C полифосфаты могут разлагаться до ортофосфата, который может быть активным ингибитором в этих системах. Например, автор [35] сообщил, что эффективность полифосфатов значительно снижается при рН выше примерно 7,0 из-за перехода от «толстой электроосажденной защитной шкалы» к «гораздо более легкой адсорбированной шкале». Последняя шкала была не только сама по себе защитной, но и препятствовала отложению защитных чешуек карбоната кальция. Поскольку железо образует растворимые комплексы с полифосфатом, защитная чешуя, которую автор наблюдал при рН менее 7,0, была, скорее всего, оксидом или фосфатом, а не полифосфатом [84, 70, 34]. Доказательства эффективности силикатов в качестве ингибиторов коррозии неоднозначны, но последние исследования показывают, что их полезность ограничена относительно небольшим количеством материалов и условиями качества воды. Единственный случай, когда силикатное ингибирование коррозии, по-видимому, хорошо документировано, это в асбестоцементных трубах, где его эффективность может быть связана с поверхностно-катализируемым превращением в кварц [37]. В некоторых более ранних работах по ингибированию силикатов предполагалось, что они могут защищать трубы из мягкой стали путем образования непрерывной защитной шкалы из аморфного кремнезема, и что эта шкала может образоваться только после того, как другие продукты коррозии образовали «якорную» шкалу. Однако другой автор [34] утверждает, что полезные эффекты, часто приписываемые силикатам, могут быть объяснены исключительно тем фактом, что силикаты повышают pH исследуемой воды. 24 Он и его коллеги находят, что такое же снижение коррозии может быть достигнуто путем повышения рН воды с помощью других оснований, и что сам силикат не дает особых преимуществ. Хотя это может иметь место при значениях pH, превышающих 8,0, которые обычно используются в сочетании с обработкой силикатами, автор [35] утверждает, что существует небольшая поддержка для использования таких высоких значений pH, и другие авторы [34, 38] указывают, что силикаты могут на самом деле обеспечить большую защиту при рН 7,0, чем при более высоких значениях. В любом случае, исследования показали, что силикаты мало или вообще не имеют преимуществ в снижении коррозии меди, цинка, железа или свинца в условиях, в которых они обычно применяются [70]. Download 1.62 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|