Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1.Состояние вопроса и задачи исследования : 8
1.1. Условия работы системы охлаждения ДВС 8
1.2. Коррозия. Виды коррозии, механизм протекания коррозии в системе охлаждения ДВС 17
1.3. Коррозионное поведение конструкционных материалов системы охлаждения ДВС 25
1.3.1. Коррозионное поведение латуни 25
1.3.2. Коррозионное поведение сталей 28
1.3.3. Коррозионное поведение алюминия и его сплавов {силумин) 35
1.3.4. Коррозионное поведение чугуна 37
1.3. Способы защиты сплавов системы охлаждения ДВС от коррозии ХАЛ. Ингибиторы коррозии 39
1.4. Цель и задачи исследования 43
ГЛАВА 2. Теоретическое обоснование повышения ресурса системы охлаждения двс путем введения ингибиторов 44
2.1. Влияние структуры органических соединений на их ингибирующие свойства 44
2.2. Предупреждение коррозии конструкционных материалов системы охлаждения с помощью ингибиторов 53
2.3. Требования предъявляемые к ингибиторам 57
ВЫВОДЫ. 58
ГЛАВА 3. Программы и методика экспериментальных исследованиий 60
3.1. Выбор соединений класса тиазолидинов в качестве ингибиторов коррозии сплавов системы охлаждения ДВС 60
3.1.1. Характеристика синтезированных соединений 61
3.2. Характеристика материалов и условия эксперимента 62
3.3. Характеристика водно-спиртовой среды системы охлаждения ДВС ; 64
3.4. Коррозионные испытания сплавов 67
3.5. Метод поляризационных кривых 69
3.6. Применение вращающегося дискового электрода с кольцом для изучения кинетики анодного растворения сплавов 71
3.7. Метод атомно-адсорбционной спектрофотометрии 76
3.8. Метод локального рентгеновского анализа с использованием электронного зонда 78
3.9. Обработка результатов экспериментальных измерений 80
ГЛАВА 4. Анализ полученных экспериментальных данных 81
4.1. Влияние ингибиторов на детали системы охлаждения ДВС при коррозионных испытаниях 81
4.1.1. Влияние тиазолидинов на латунь и сталь при коррозионных испытаниях 81
4.2. Влияние ингибиторов на анодное поведение а- латуней 98
4.3. Изучение влияния тиазолидинов на катодное поведение а- латуни... 107
4.4. Изучение закономерности образования пленок на поверхности а- латуни в растворах ингибиторов 121
4.5. Изучение адсорбционной способности ингибиторов 131
4.6.Влияние тиазолидинов на коррозионное поведение чугуна и алюминия 137
4.6.1. Влияние тиазолидинов на коррозионное поведение серого чугуна... 138
4.6.2. Влияние тиазолидинов на коррозионное поведение алюминия 140
ВЫВОДЫ. 143
ГЛАВА 5. Эксплуатационные испытания. производственные рекомендации. экономический эффект 145
5.1. Проведение эксплуатационных испытаний 145
5.2. Рекомендации и экономический эффект применения ингибиторов коррозии латуни 153
5.2.1. Расчет эффективности от применения нового ингибитора ББТв системе охлаэюдения ДВС 153
5.2.2. Расчет среднегодовых затрат на одну систему охлаждения (ДВС) с использованием нового ингибитора ББТ. 156
Выводы. 158
Общие выводы 159
Литература
- Коррозия. Виды коррозии, механизм протекания коррозии в системе охлаждения ДВС
- Предупреждение коррозии конструкционных материалов системы охлаждения с помощью ингибиторов
- Выбор соединений класса тиазолидинов в качестве ингибиторов коррозии сплавов системы охлаждения ДВС
- Влияние ингибиторов на детали системы охлаждения ДВС при коррозионных испытаниях
Введение к работе
Современное развитие автотракторной техники характеризуется постоянным совершенствованием конструкции ее деталей и узлов. Среди характеристик качества различных ее видов, очень важной является, несомненно, обеспечение их надежности. При этом недостаточная надежность деталей и узлов снижает эффективность использования техники и при этом возрастают расходы на эксплуатацию.
Трактор и автомобиль - это сложная система, совокупность элементов, сборочных единиц и деталей, обеспечивающих ее функции. Например, современный автомобиль состоит из 15-20 тыс. деталей, из которых 7-9 тысяч теряют свойства при работе, около 3-4 тысяч деталей имеют срок службы меньший, чем в целом автомобиль, 80-100 деталей влияют на безопасность движения, 150-300 деталей - критические по надежности и часто требуют замены, вызывают простой в ремонте, материальные и трудовые затраты при эксплуатации [1].
На надежность техники в процессе эксплуатации влияют конструкционные, технологические и эксплуатационные факторы.
Одним из основных эксплуатационных факторов, влияющих на надежную работу ДВС является нормальное функционирование системы охлаждения. Основной причиной выхода из строя системы является коррозия ее элементов и деталей.
С целью предупреждения коррозии элементов и деталей в последние годы учеными разработаны и применяются охлаждающие жидкости - тосолы (Тосол AM, Тосол А- 40М и Тосол А - 65М), а также низкозамерзающие жидкости 40, 65 и 40К. Они эффективны при защите, однако некоторые детали из латуни, силумина и стали в контакте с охлаждающей жидкостью подвергаются коррозии. С целью повышения коррозионной стойкости деталей системы охлаждения в охлаждающую жидкость вводят ингибиторы тормозящие процессы коррозии:
- используются 3-компонентные присадки по 5 г. каждого компонента на
Юлитров воды:
Na3P04- 12НгО - тринатрийфосфат; .
NaN02 - нитрит натрия;
К2СГ2О7 - бихромат калия (хромпик).
- для уменьшения коррозионного воздействия на металлы в состав
антифризов вводят антикоррозионные присадки:
декстрин (сложный углевод) - в количестве 1г/л защищает алюминий, медь, припой из свинца и олова;
тринатрийфосфат NasPCV^b^O - (2,5 - 3,5г/л) - защита медных и латунных деталей, черных металлов.
- смесь, содержащая 1,5% бензоата натрия и 0,1% нитрита натрия,
коррозия уменьшается, но не приостанавливается полностью;
- также применяется присадка, имеющая следующий состав:
бура (Na2B407-10Н2О) - 2,5%;
бензотриазол C6H5N3 - 0,25%;
нитрит натрия NaN02 - 0,10%.
Для защиты систем охлаждения различных видов существуют следующие ингибиторные композиции:
бензотриазол, бура и нитрит натрия;
нитрит натрия, этиленгликоль и анилин;
нитрит натрия, бензотриазол, бура и силикат натрия.
Разработаны композиции на основе бензотриазола, сорбитола и водородных фосфатов. Применяются также комбинации фосфата триэтаноламина с натриевой солью бензотиазола и бензотриазола.
Однако, разработанные промышленностью, они не решают до конца проблему защиты. В последние годы наиболее распространена разработка ингибиторов многофункционального действия, которые комплексно защищают всю систему охлаждения в целом, Изучению этих ингибиторов посвящены
работы И.Л. Розенфельда, Д.И. Брегмана, однако до сих пор они не исследованы.
Данная работа посвящена разработке новых многофункциональных ингибиторов коррозии с целью повышения ресурса системы охлаждения ДВС и поддержания ее технической готовности, обеспечивающей снижение материальных и энергетических ресурсов..
Работа проводилась согласно научным направлениям кафедры технологии металлов и ремонта машин и кафедры химии Рязанской государственной сельскохозяйственной академии имени П.А. Костычева по разработке и освоению прогрессивных методов организации технологических процессов и оборудования, обеспечивающих повышение уровня использования, технологического обслуживания, ремонта и восстановления изношенных деталей тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин с целью повышения их долговечности.
Целью исследования является повышение долговечности систем охлаждения ДВС путем разработки и реализации в эксплуатационную практику многофункциональных ингибиторов.
Объектом исследования является разработка новых ингибиторов многофункционального действия, использующихся в замкнутых системах при повышенных температурах.
Предмет исследования - система охлаждения ДВС, процессы электрохимической коррозии, происходящие в системе охлаждения под действием агрессивных факторов (перепады температур и давления, вибрация деталей, повышенная кислотность, наличие гальванических пар металлов).
Научная новизна. Разработан, теоретически обоснован и предложен метод противокоррозионной защиты систем охлаждения с помощью ингибиторов. Показана и проанализирована связь между адсорбционной способностью и защитными свойствами ингибиторов по отношению к конструкционным материалам системы охлаждения ДВС.
7 Разработан и предложен новый ингибитор смешанного анодно-катодного действия, защищающий систему охлаждения и положительно влияющий на качество охлаждающей жидкости, способный образовывать на поверхности сплавов защитные пленки.
Практическая ценность работы состоит в том, что разработанный новый ингибитор в концентрации 50 мг/л снижает коррозионные потери для латуни в 3,5 раза, для чугуна и стали в 10 раз. На защиту выносится:
1.Научно обоснованная методика оценки работоспособности систем охлаждения ДВС введением в охлаждающую жидкость ингибиторов коррозии. 2.Теоретическое обоснование и практическая реализация влияния комплексных ингибиторов коррозии на элементы системы охлаждения ДВС. 3.Оценка влияния разработанного ингибитора .коррозии на повышение
долговечности систем охлаждения ДВС. 4.0боснование экономической эффективности разработанного ингибитора коррозии на систему охлаждения ДВС в производственных условиях. Разработанный ингибитор коррозии систем охлаждения ДВС прошел испытания на АООТ «Рязанский опытный ремонтный завод» и АООТ «Реткино» Рязанской области. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на научно-практических конференциях Рязанской РСХА (1998, 2003), Рязанского военного автомобильного института (1999-2006г.) По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, получен патент на изобретение.
Коррозия. Виды коррозии, механизм протекания коррозии в системе охлаждения ДВС
События последних десятилетий отчетливо показывают, как важно знание и понимание влияния окружающей среды на свойства материалов, включая и коррозионное поведение металлов и сплавов. Коррозия представляет собой разрушение металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с коррозионной средой, при котором происходит окисление атомов металла и восстановление частиц коррозионной среды. Структура и состав металла очень часто определяют коррозионное поведение, поэтому необходимо изучение металлургии, поскольку химия и металлургия составляют фундамент при изучении коррозии [17]. Значение коррозионных исследований определяется тремя аспектами. Первый -экономический - имеет целью уменьшение материальных потерь в результате коррозии резервуаров, трубопроводов, судов, мостов, проводов и т.д. Второй аспект - повышение надежности оборудования, которое в результате коррозии может разрушаться. Третьим аспектом является сохранность металлического фонда. Главным фактором является экономический фактор. Затраты на возмещение коррозионных потерь в сельскохозяйственной, военной, коммунальной технике исчисляется миллионами рублей в год. Коррозионные потери различают прямые и косвенные. Под прямыми понимают стоимость замены разрушенных машин и конструкций или их частей (глушители, трубопроводы, металлические покрытия), затраты на перекраску, стоимость нанесения покрытий. Гораздо труднее поддаются подсчету косвенные потери, это: - простои; - потеря готовой продукции; - потеря мощности.
Допуски на коррозию - этот фактор является обычным при проектировании котлов, реакторов, резервуаров, насосов, морских конструкций. Когда скорости коррозии неизвестны, а методы борьбы с ней неясны, задача оптимального проектирования усложняется. Надежные данные о скорости коррозии позволяют более точно оценить срок эксплуатации оборудования и упрощают его проектирование. Косвенные потери составляют существенную часть коррозионных потерь, а их подсчет представляет собой трудную задачу даже в рамках одной отрасли промышленности. В ряде случаев коррозионные потери вообще не могут измеряться денежными единицами. К ним относятся аварии, связанные с взрывами, разрушением химического оборудования или вызванные коррозией катастрофы самолетов, поездов, автомобилей.
Ход процесса коррозии и его механизм в значительной степени зависит от коррозионной среды. Существует два основного вида коррозии: - химическая - характеризуется разрушением металла, вследствие его реакции со средой - неэлектролитом (нефть, продукты ее переработки, органические соединения) или с горячими и сухими газами (СОг). В основе объяснения механизма протекания химической коррозии лежит теория образования пленок [19]; - электрохимическая - разрушение металлических конструкций под действием растворов электролитов.
Согласно [20] коррозия металлов в средах, имеющих ионную проводимость, протекает через анодное окисление металла. Ме-ne Меп+ (1.2) и катодное восстановление окислителя (Ох) Ox + ne- Red. (1.3) Окислителями при коррозии служат молекулы кислорода 02, хлора С12, ионы ЬҐ", NOj. Наиболее часто при коррозии наблюдается ионизация (восстановление) кислорода в нейтральной или щелочной среде: 02 + 2Н20 +4е-» 40Н ; (1.4) в кислой среде 02+4ЬҐ + 4е- 2Н20; (1.5) и выделение водорода ПҐ + 2е- П2, (1.6)
Процессы электрохимической коррозии подобны процессам в гальваническом элементе, однако основным отличием является отсутствие внешней цепи. Электроны в процессе коррозии не выходят из корродирующего металла, а двигаются внутри металла, энергия реакции окисления передается в виде теплоты. Разность потенциалов металла и окислителя определяют возможность коррозии. Скорость коррозии выражается через потери металла в единицу времени и зависит от скорости самой медленной (лимитирующей) стадии процесса.
Лимитирующими стадиями могут быть реакции анодного окисления металла или реакции катодного восстановления окислителя или те и другие одновременно. Установлено, что некоторые металлы (железо, хром) в растворах кислот (НС1) могут с высокими скоростями корродировать по химическому механизму [21].
Предупреждение коррозии конструкционных материалов системы охлаждения с помощью ингибиторов
Как отмечалось ранее эффективным способом защиты металлов и сплавов системы охлаждения от коррозии является применение ингибиторов.
Защита системы охлаждения ДВС автотракторной техники, автомобилей сопряжена с определенными трудностями: наличие разнородных металлов и сплавов (латунь, чугун, алюминий, сталь), много застойных мест, высокие температуры, кавитация. Поэтому подбор ингибиторов для таких условий сильно затруднен и защита требует учета электрохимического поведения отдельных металлов в системе. В таких условиях требуется применить универсальные ингибиторы или их смеси.
Для алюминия и его сплавов в системе охлаждения опасно наличие солей меди. Их осаждение на поверхности алюминиевого сплава вызывает сильную коррозию. Добавки 0,5 - 1 % хромата калия прекращают ее. Так как щелочные среды опасны для алюминия то выделение хроматов снижает коррозию и там очень эффективной добавкой является смесь буры с с меркаптобензотриазолом. Она устраняет вредное влияние следов меди, вызывающих коррозию алюминиевых сплавов. Для их защиты полезно также введение силикатов натрия, бихроматов, фосфатов натрия. Для алюминия находящегося в контакте с латунью эффективными являются бензоат и полифосфат натрия. Малоуглеродистая сталь, чугун, латунь и силумин защищаются смесью, состоящей из 1,5 % бензоата натрия и 0,1 % нитрата натрия, однако наиболее эффективно действие этой добавки на чугун и сталь. Коррозию алюминия и медных сплавов подавляют бензотриазол, бензотиазол, полифосфаты. Для стали и чугуна в системах охлаждения хорошим ингибитором является нитрит натрия, однако коррозия припоя усиливается [82].
Для латунных изделий хорошим ингибитором является меркаптобензотриазол. Растворимое масло МВТ с нитратом натрия в течение определенного времени защищает модель системы охлаждения.
Сталь, контактирующая с другими металлами в агрессивных условиях, подвергается коррозии. По отношению к другим металлам в гальванических парах она часто является анодом. Одним из путей ингибирования считается уменьшение скорости анодной реакции ионизации металла, к ингибиторам такого типа относят нитрит натрия NaN02.
Исследования показывают, что пассивация стали в нейтральных средах в присутствии нитрит-ионов происходит вследствие влияния их на кинетику анодных процессов. Однако при изменении рН среды, в частности в кислых электролитах происходит образование нового катодного деполяризатора и коррозия усиливается. Плотность катодного тока увеличивается, но она недостаточна, чтобы перевести сталь в пассивное состояние. В охладительных системах при случайном подкислении среды коррозия стали усиливается. Нитрит натрия проявляет свое действие при рН 6. На ингибирующее действие нитрита натрия оказывает влияние концентрация, а наличие ионов СГ, SOf снижает его защитное действие. В кислых средах нитрит натрия, как соль слабой кислоты подвергается распаду, он оказывает вредное воздействие на медные сплавы, вызывает коррозию цинка. Ингибиторами, сильно тормозящими анодную реакцию, являются хроматы, но в отличие от нитрита натрия они способны тормозить также и катодную реакцию.
Сталь, находящуюся в контакте с другими металлами, можно защитить гексаметафосфатом, если подвести ингибитор к поверхности металла: 25-50 мг/л полифосфата достаточно для того, чтобы прекратить коррозию стали в контакте с латунью и медью. Ингибиторы на основе фосфатов изучались в [83-85].
Среди органических соединений эффективными ингибиторами оказались серосодержащие соединения - производные тиокарбамида [86]. Установлено, что у тиокарбамида и его производных, содержащих в функциональных группах N и S защитный эффект намного лучше, чем у веществ, содержащих только N (пиридин и его производные) [87].
Исследовано влияние пиразола и его производных на кислотную коррозию стали [88].
Эффективными среди серосодержащих соединений также являются производные тиамочевины [89]. Среди веществ с тройной связью (производных ацителена) лучшим оказался пропаргиловый спирт.Также хорошо зарекомендовали себя смеси из гранулированного 2-меркаптобензимидазола с непредельными углеводородами (пропаргиловым спиртом) при действии на углеродистые стали. В кислых средах хорошее защитное действие показали соединения, содержащие двухвалентную серу в виде групп - NH - CS - NH - . Влияние ингибиторов аминного типа и некоторых азолов на коррозию стали изучались в [90,91,92].
Выбор соединений класса тиазолидинов в качестве ингибиторов коррозии сплавов системы охлаждения ДВС
Для решения задачи, поставленной в первой главе, предусматривается проведение ряда соответствующих экспериментов. В данной главе приведены методики экспериментальных исследований по изучению ингибиторов коррозии основных сплавов системы охлаждения.
Как было отмечено в предыдущей главе соединения ряда азолов, в частности, бензотриазол (БТА) C6H5N3 является эффективным ингибитором коррозии латуни и препятствует обесцинкованию благодаря способности образовывать комплексные соединения с ионами меди в виде поверхностной пленки только в нейтральных средах.
По данным [52] следует, что обесцинкование а - латуней уменьшается при легировании их S, As, Se, Sb. Можно предположить, что введение одного из данных элементов в органические соединения, сходные по структуре с БТА будет способствовать улучшению свойств ингибитора.
Ингибирующие свойства многих соединений определяется электронной плотностью на атоме - реакционном центре. С ее увеличением связь металла с ингибитором усиливается. Для гетероциклических соединений это имеет особое значение, поскольку электронная плотность реакционного центра сильно меняется от введения различных заместителей. Основанием для поиска, синтеза и выбора соединений служили теоретические соображения и существующие представления о механизмах действия. В литературе в основном описываются ингибиторы для латуней, проявляющие себя в нейтральных средах, поэтому важен поиск ингибиторов, которые тормозят общую коррозию латуней и предупреждают их обесцинкование в кислых средах. Поскольку латунь в процессе эксплуатации часто находится в контакте со сталью, важно, чтобы ингибитор положительно влиял на сталь и алюминий, чугун.
Для изучения были выбраны соединения, содержащие тиазолидиновый цикл и обладающие биологической активностью. Ранее проведенные исследования по синтезу циклических производных тиомочевины [95] показали перспективность данного направления. Синтезированные соединения - это продукты аминометимерования производных тиазолидиндиона-2,4 [96,97].
Белый кристаллический порошок, водные растворы имеют слабокислую реакцию среды. Хорошо растворим в воде, этиловом спирте, бензине, этиленгликоле. Т плавления ТЗД = 124-125 С. 5-(n - бромбензилиден) - тиазолидиндион - 2,4 (ББТ) Порошок желтого цвета, водные растворы имеют слабокислую реакцию среды. Хорошо растворим в холодной и горячей воде, спирте, этиленгликоле и бензине. ТплавленияНАБТ = 110— 112 С. о. _ \у NH—С о - [N - (п - нитрофенил)] аминометилен 5 - (п - бромбензилиден) - тиазолидиндион - 2,4 (НАБТ) Порошок лимонно-желтого цвета, реакция среды водных растворов слабокислая: растворим в горячей воде, хуже в холодной и этиловом спирте. В бензине и этиленгликоле растворим. Т плавления ББТ =130-132 С. Все соединения согласно [98] относятся к третьей категории токсичности.
Характеристика материалов и условия эксперимента
Основными материалами для проведения экспериментальных исследований были выбраны а - латунь (Л 68), содержание в сплаве 32 атомных % Zn, Сталь 20 , алюминий АЛ-20, чугун СЧ-22. Латунь Л 68 по сравнению с другими марками имеет большую пластичность, поэтому находит широкое применение в промышленности.
Данные материалы выбраны при проведении эксперимента с учетом следующих факторов:
1 Система охлаждения современных ДВС является сложным коррозионным объектом;
2 Указанные марки сплавов используются в системе охлаждения ДВС в различных деталях и узлах (корпус водяного насоса, головка блока цилиндра, сливные краны, блок цилиндра) паяные трубки радиатора;
3 Металлы находятся в постоянном контакте друг с другом в условиях эксплуатации и образуют постоянно работающие гальванические элементы.
При рассмотрении вопроса, связанного с защитой системы охлаждения очень важным является моделирование, как самой системы, так и процессов, протекающей в ней и в результате выявление эффективности использования тех или иных ингибиторов коррозии.
Электроды для электрохимических измерений делали в виде лопаток, которые армированы в пластмассу на основе эпоксидной смолы А - 6. Они изготавливались из латуни, стали и алюминия, чугуна указанных выше марок. Их рабочая поверхность шлифовалась наждачной бумагой различной зернистости и затем обезжиривалась этиловым спиртом. Раствором для исследования был выбран 0,1н NaCl + 0,01н НС1. По сравнению с морской и природной водой, где обычно эксплуатируются латуни, данный раствор имеет более высокую концентрацию ионов водорода и хлора. Но в нем предупреждается образование оксидов меди и соли СиСЬ , а это значительно упрощает интерпритацию полученных результатов, а увеличение хлорид -ионов не изменяет механизма анодного растворения латуней [99,100].
Влияние ингибиторов на детали системы охлаждения ДВС при коррозионных испытаниях
В системах охлаждения различных видов техники, в частности сельскохозяйственной, постоянно создаются агрессивные условия (температура эксплуатации, побочные продукты коррозии, аэрация и т.д.). Особенно опасным для многих сплавов является низкое значение рН (рН 5) и высокое (рН 9). Использование ингибиторов представляет интерес, так как это перспективное направление в защите металлов и сплавов, кроме того, в литературе мало представлены кислотные ингибиторы, особенно латуней. Здесь очень большое значение имеет строение ингибитора, так как электронная плотность атома реакционного центра является определяющим фактором и может очень сильно меняться при введении различных заместителей. Для испытаний были выбраны соединения класса тиазолидинов, так как в отличие от БТА, основного ингибитора латуней, они имеют в своем составе серу и ряд заместителей.
Изучив их действие, после предварительных коррозионных испытаний в дальнейшем использовали три соединения этого класса: ТЗД (тиазолидиндион-2,4), НАБТ-(3-[ Цп-нитрофенил)] аминометилен 5-(п бромбензилиден)-тиазолидидион-2,4) и ББТ-5(п-бромбензилиден) тиазолидиндион-2,4). Их структура и свойства приведены в главе 3. В качестве ингибитора сравнения использовали БТА.
Были проведены коррозионные испытания для каждого из исследуемых ингибиторов с целью определения его оптимальной концентрации, условий применения и для выявления связи между строением и защитными свойствами. Так как латунь подвергается специфическому разрушению и обесцинкованию, то определяем также и коэффициент обесцинкования Zzn. Результаты представлены в таблице 4.1.
Как видно из таблицы 4.1. при коррозионных испытаниях в хлоридных средах (25 С) общая скорость коррозии латуни в присутствии БТА понижается при рН=7,5. В контроле она равна 2.4г/дм -сут, при добавлении БТА в концентрации 50мг/л - 1,6г/дм -сут. Уменьшается обесцинкование латуни, для контроля ZZn равен 3,1, в присутствии БТА ZZn равен 1,7.
В кислых средах (рН=2) БТА - стимулятор коррозии, Zzn возрастает с 1,7 до 5,8, скорость коррозии увеличивается до 5,8 г/дм2,сут, а К.З = 300%. При изучении влияния БТА на сталь в результате коррозионных испытаний получено, что БТА проявляет более слабые защитные свойства в нейтральных средах по сравнению с действием на латунь, его К.З в нейтральной среде 80%, в кислой среде - 45%.
Следовательно, БТА в нейтральной среде является ингибитором коррозии, уменьшает общую скорость . коррозии, но в кислых средах он стимулирует процесс коррозии латуней и не защищает сталь. В кислой среде БТА даже опасен для латуней, т.к. резко увеличивает обесцинкование.
Из таблицы 4.1 видно, что скорость коррозии латуни при использовании ТЗД уменьшилась , если в присутствии БТА она равна 5,8 г/дм -сут., то при введении даже 10мг/л ТЗД в раствор уменьшает скорость до 4,5 и далее до 2,2 г/дм2-сут., при увеличении концентрации ТЗД до 100мг/л.
В нейтральной среде ZZn латуни уменьшается с 1,8 до 1,7 (50-100 мг/л). Увеличивается и К.З: при концентрации 50 и 100мг/л. он равен 93%, что меньше чем для БТА (К.3.= 98%).
Уменьшается и ZZn. рН=2: для БТА он равен 5,8 то добавление ТЗД снижает его до значений 1,9-2,0. Увеличивается и К.З., для БТА К.З. равен -300% , для ТЗД он изменяется от 62% до 79% (рН = 2, Т = 25 С).
Влияние ТЗД в растворе на сталь также положительно, в концентрации 50-100мг/л. увеличивает К.З. Для БТА К.З. = 80%, то для ТЗД он составляет 94-95%, рН=7,5. В кислых средах К.З. увеличивается особенно заметно: для БТА К.З. равен 45%, для ТЗД в тех же условиях он увеличивается от 55% до 84% при концентрации 10-100мг/л (рН=2).
Таким образом, влияние ТЗД, на скорость коррозии латуни и стали очевидно, он более эффективно проявил себя в нейтральной среде, в кислой же среде его действие оказалось слабее чем в нейтральной, однако возможно его использование в качестве ингибитора для латуни и стали, т.к. он более эффективен чем БТА.
Соединение НАБТ ведет себя аналогично ТЗД. Из таблицы 4.1 видно, что скорость коррозии в нейтральных средах по сравнению с БТА даже немного уменьшилась, если для БТА она равна 1,6 г/дм -сут, для НАБТ она 1,4ч 1,25 г/дм2-сут., при концентрациях от 10 до 100мг/л. По сравнению с ТЗД скорость коррозии при использовании НАБТ в этих же средах почти не изменяется, она равна также 1,6 г/дм2-сут.
Обесцинкование латуней при использовании НАБТ уменьшается с увеличением концентрации. Так, при концентрации НАБТ 10мг/л ZZn. равен 1,2 , а при концентрации 50-100мг/л ZZn, равен 1,1 при рН=7,5. К.З. увеличивается от 90% при концентрации 10мг/л до 94% при концентрации 50-100мг/л. Следовательно, НАБТ более эффективен, чем ТЗД.
В кислых средах (рН=2) НАБТ проявляет себя особенно хорошо. При концентрации 50-100мг/л ZZn = 1,2, а К.З =92% (у ТЗД ZZn = 2,0, К.З. = 79%, а у БТА К.З. равен -300%).
При изучении влияния НАБТ на сталь выяснено, что он эффективен. К.З. для БТА в нейтральных средах 80%, у НАБТ - 96% при концентрации 50-100мг/л, что совпадает с К.З. дляТЗД.
Особенно эффективно действие НАБТ на стальные пластины в кислых средах (рН=2). Если для БТА К.З. равен 45%, то для НАБТ он равен 89% (у ТЗД при тех же концентрациях К.З. равен 84%).
Изучив влияние НАБТ на коррозионное поведение латуней, отмечается, что НАБТ является хорошим ингибитором в хлоридных средах, и особенно в кислой среде. Так как при концентрации 100мг/л скорость коррозии и обесцинкование латуни такие же, как при концентрации 50 мг/л, то концентрацию ингибитора 50мг/л можно считать оптимальной и рекомендовать к применению.
Соединение ББТ и в концентрации 10 ч 100 мг/л проявляет хороший защитный эффект для латуни (таблица 4.1). Скорость коррозии уменьшается в нейтральных средах от 1,6 до 1,2 г/дм -сут. При увеличении концентрации от 10мг/л до 100мг/л уменьшается ZZn от 1,2 до 1,0, у ТЗД и ББТ он соответственно равен 1,7 и 1,1. К.З. увеличивается от 91% при концентрации ББТ 10мг/л до 95% при концентрации 50-100мг/л, при рН=7,5.
А в кислых средах (рН=2) ББТ действует особенно эффективно. При концентрации 10мг/л для латуни ZZn = 1,8» а К.З. равен 80%, при концентрации 50-100мг/л его ZZn становится 1,1 и растет К.З., он равен 96% (у ТЗД и НАБТ -79% и 90%) соответственно). Скорость коррозии латуни при этом -1,1 г/дм2-сут. При изучении влияния ББТ на сталь выяснено, что он особенно эффективен в кислых и в нейтральных средах. При концентрации 50-100мг/л К.З. для стали - 97%, в кислых же средах - 89-90%.
