Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава L ЛИТЕРА ТУРНЫЙ ОБЗОР 10
-
Коррозионная проблема 10
-
Экологические аспекты коррозионной проблемы 10
-
Ингибиторы коррозии 11
-
Разработка малокомпонентных антикоррозионных материалов на масляной основе 14
-
Растворитель - основа 17
-
Полифункциональные присадки 20
-
Влаго проницаем ость масляных пленок 22
-
Мицеллообразование, солюбилизация и образование
эмульсий в консервационных композициях 31
1.9. Электрохимические исследования защитного
действия антикоррозионных композиций на масляной основе 38
1.10. Реологические свойства 40
Глава 2, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 44
-
Характеристика объектов исследований 44
-
Методы исследований 45
Глава З, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ СОСТАВОВ НА БАЗЕ ТВК-1 И
ТРА НСФОРМА ТОРНОГО MA СЛА 53
3.1. Защитная эффективность консервационных составов
на основе ТВК-1 53
-
Электрохимические исследования поведения углеродистой стали, под тонкими пленками масляной композиции с ТВК-1 64
-
Вязкость составов 76
-
Реологические свойства масляных композиций,
содержащих ТВК-1 85
-
Влагопроницаемость масляных пленок на основе ТВК-1 90
-
Толщина пленок масляных композиций, формирующихся
на поверхности углеродистой стали 102
3.7. Водопоглощающая способность ТВК-1 109
Глава 4. ЗАЩИТНЫЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
МА СЛЯНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА БАЗЕ КОСЖК 111
4.1. Оценка защитной эффективности по данным
коррозионных испытаний 111
4.2. Кинетика парциальных электродных процессов
в 0,5 М NaCl на стальном электроде под масляными
пленками состава с КОСЖК 117
-
Загущающая способность КОСЖК в трансформаторном масле 126
-
Реологические свойства масляных композиций,
содержащих КОСЖК 132
-
Влагопроницаемость масляных композиций на базе КОСЖК 137
-
Толщины пленок масляных композиций,
формирующихся на поверхности углеродистой стали 143
4.7. Водопоглощающая способность изучаемых
композиций на основе КОСЖК и трансформаторного масла 148
4
Глава 5. СОПОСТАВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ
И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОМПОЗИЦИЙ
НА ЕАЗЕ ТВК-! и КОСЖК 15О
ВЫВОДЫ 161
ЛИТЕРАТУРА 163
Введение к работе
Одним из наиболее распространенных видов коррозии металлов является атмосферное воздействие. Атмосферная коррозия была и остается объектом многочисленных исследований, поскольку обусловливаемое ею разрушение металлоизделий в различных отраслях промышленности ежегодно ведет к частому выходу из строя оборудования и, как следствие, к многотоннажным выбросам в окружающую среду, что, в целом, ухудшает и без того сложную экологическую и экономическую ситуацию страны.
Среди многочисленных методов защиты металлоизделий от атмосферной коррозии применение неметаллических покрытий является одним из важнейших. Несмотря на то, что современная номенклатура таких консерва-ционных материалов достаточно широка, потребность в них удовлетворяется всего лишь на 12 ... 15 %, Это приводит к огромным ежегодным прямым и косвенным потерям. Наибольшие потери от коррозии металлов несут; топ-ливно-энергитический комплекс - 29 %, сельское хозяйство - 20 %, химическая и нефтехимическая промышленность - 15 %, металлообработка - 52 %, прочие отрасли - 30 %. Коррозионное поражение является причиной 33% всех отказов машин в сельскохозяйственном комплексе нашей страны, 75 - 80 % деталей сельхозмашин преждевременно теряют работоспособность [1-5].
Одним из наиболее технически простых и эффективных способов борьбы с атмосферным воздействием является использование консервационных материалов с маслорастворимыми ингибиторами коррозии. При разработке таких защитных композиций необходимо учитывать следующие требования: малокомпонентный состав (оптимально двухкомпонентные системы, состав-
6 ляющими которых являются растворитель-основа и многофункциональная антикоррозионная присадка), достаточная защитная эффективность, экономичность, экологическая безопасность, технологичность, простота расконсервации, эффект последействия. Однако многие вопросы создания таких составов далеки от своего решения. В частности, остается неясной роль растворителя - основы и, как следствие этого, его природы. Много вопросов возникает и с подбором полифункциональных присадок. Указанные вопросы ставят перед исследователями задачи, без решения которых нельзя двигаться вперед по пути создания и оптимизации свойств неметаллических антикоррозионных консервационных материалов на масляной основе, эффективно работающих в условиях атмосферной коррозии.
Цель работы: изучение коррозионно - электрохимических характеристик малокомпонентных консервационных материалов на базе ТВК-1, КОСЖК и трансформаторного масла для защиты металлических конструкций из стали СтЗ в условиях атмосферной коррозии.
Задачи работы: изучить защитную эффективность исследуемых композиций в лабораторных и натурных условиях как функцию природы полифункциональных присадок и масла (как растворителя - основы (РО)), концентрации добавки, времени экспозиции, уровня водопоглощения, структуры составов; оценить особенности протекания парциальных электродных реакций (ПЭР) под тонкими масляными пленками композиций, влияние природы замедлителей (ТВК-1, КОСЖК) в составе защитных материалов; изучить загущающую способность присадок по отношению к минеральному маслу, оценить влияние природы и концентрации добавок, роль воды в композиции, ее содержания и температуры; исследовать структуру (истинные растворы, мицеллярные системы, эмульсионные структуры) и выяснить уровень и природу водо поглощающей способности консер-вационных составов, ее зависимость от концентрации ПАВ, температуры и влияния поглощенной воды на загущение минерального масла; исследовать воздействие на влагопроницаемость консервационных составов вышеуказанных факторов. . - установить влияние ТВК-1 и КОСЖК на толщины масляных пленок, формирующейся на металлической поверхности, как функцию их концентрации, температуры нанесения, уровня водопоглощения, реологических свойств;
Научная новизна:
Впервые получены и интерпретированы систематические экспериментальные данные по защитной эффективности сухих и обводненных масляных композиций на основе ТВК-1 и КОСЖК и трансформаторного масла. Обобщены закономерности.влияния природы ПАВ, концентрации добавок и продолжительности эксперимента на защитное действие составов в условиях атмосферной коррозии углеродистой стали.
Впервые интерпретированы и обобщены экспериментально полученные закономерности влияния сухой и обводненной пленки защитного состава на кинетику ПЭР в нейтральных хлоридных растворах как функция природы добавки, Спав и структуры композиции.
Оценены толщины пленок, формирующихся на стальной поверхности, и их зависимость от концентрации присадок, кинематической вязкости составов и температуры нанесения.
4. Впервые систематически изучены и обобщены физико-химические свойства консервационных материалов на базе ТВК-1 и КОСЖК, в том числе загущающая способность, реологические свойства и водопоглощающая спо собность.
5. Впервые экспериментально изучена и интерпретирована влагопрони цаемость пленок на основе ТВК-1 и КОСЖК.
Практи ческая значимост ь:
Представленные экспериментальные данные и обобщенные закономерности могут быть использованы как научная основа создания малокомпонентных антикоррозионных консервационных материалов на масляной основе. Применение таких составов целесообразно для защиты металлоизделий и запасных частей при их хранении на открытой площадке, под навесом, и в неотапливаемом помещении в условиях атмосферной коррозии.
Положения, выносимые на защиту: 1. Экспериментальные результаты по защитной эффективности составов на базе ТВК-1, КОСЖК и минерального масла в хлоридных нейтральных солевых растворах, термовлагокамере Г - 4 и натурных условиях. Влияние уровня исходного обводнения на противокоррозионное действие составов.
2. Закономерности влияния изучаемых маслорастворимых присадок (ТВК-1, КОСЖК) как компонентов защитных пленок на кинетику катодного и анодного электродных процессов, протекающих на стальной поверхности под тонкими масляными пленками в нейтральных хлоридных растворах.
Экспериментально полученные закономерности, характеризующие загущающую способность присадок и реологические свойства составов. Особенности влияния концентрации ПАВ на эти процессы в масляных композициях и образование ими эмульсий типа «вода в масле».
Экспериментальные данные, характеризующие толщины формирующихся пленок малокомпонентных консервационных составов, содержащих ТВК-1 и КОСЖК как функцию концентрации присадок, кинематической вязкости и температуры нанесения.
Экспериментальные данные по влагопроницаемости защитных составов. Влияние на нее концентрации ПАВ, температуры и продолжительности процесса.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на VI региональной конференции «Проблемы химии и химической технологии» (Воронеж, 1998); Всероссийской конференции «Пробле-
9 мы коррозии и защиты металлов» (Тамбов, 1999); IV региональной научно-технической конференции «Вопросы региональной экологии» (Тамбов, 2000); на ежегодных научных конференциях преподавателей и научных работников Тамбовского государственного университета им. Г.Р.Державина (2002 - 2005 гг.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 статей, в том числе три в центральной печати, и 3 тезисов и материалов докладов.
Объем работы. Диссертация включает введение, пять глав, выводы и список цитированной литературы, содержащий 135 наименований отечественных и зарубежных авторов. Работа изложена на 171 странице машинописного текста, содержит 57 рисунков и 20 таблиц.
Похожие диссертации на Научные основы разработки малокомпонентных антикоррозионных составов на базе аминоамидов и высших карбоновых кислот для защиты стали от атмосферной коррозии
