Ингибиторная защита низкоуглеродистой стали в потоке раствора серной кислоты, содержащего сульфат железа(III)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучена коррозия низкоуглеродистой стали в потоке растворов H2SO4, содержащих Fe2(SO4)3, включая среды, с добавками ингибиторов коррозии – катамина АБ (смесь четвертичных аммониевых солей) и ИФХАН-92 (3-замещенное производное 1, 2, 4-триазола). В обсуждаемой среде на стали реализуются парциальные реакции анодной ионизации железа, катодного восстановления H+ и катионов Fe(III). Две первых реакции характеризуются кинетическим контролем, а последняя диффузионным. Ускоряющее действие Fe2(SO4)3 на коррозию стали в растворе H2SO4, преимущественно обусловлено восстановлением Fe(III). Напротив, в ингибированной кислоте ускоряющее действие катионов Fe(III) сказывается на всех парциальных реакциях стали. Данные по коррозии низкоуглеродистой стали в потоке исследуемых сред, полученные по массопотере металлических образцов, находятся в удовлетворительном соответствии с результатами исследования парциальных электродных реакций. Отмечено ускоряющее действие Fe2(SO4)3 на коррозию стали в потоке растворов H2SO4, в том числе в присутствии ингибиторов. В этих средах коррозия стали определяется конвективным фактором, что характерно для процессов с диффузионным контролем. Ингибитор ИФХАН-92, в отличии от катамина АБ, обеспечивает существенное замедление коррозии стали в потоке раствора H2SO4, содержащего Fe2(SO4)3. Причиной более высоких ингибиторных эффектов ИФХАН-92 при защите стали в рассматриваемых средах, в сравнении с катамином АБ, является более существенное замедление им парциальных электродных реакций металла.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Я. Г. Авдеев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: avdeevavdeev@mail.ru
Россия, 119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4

А. В. Панова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: avdeevavdeev@mail.ru
Россия, 119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4

Т. Э. Андреева

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина Российской академии наук

Email: avdeevavdeev@mail.ru
Россия, 119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31, корп. 4

Список литературы

  1. Батраков В.В., Батраков В.П., Пивоварова Л.И., Соболь В.В. Коррозия конструкционных материалов. Газы и неорганические кислоты. Справочное издание. В двух книгах. Кн. 2. Неорганические кислоты. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Интермет Инжиниринг, 2000. 320 с.
  2. Verma C., Quraishi M.A., Ebenso E.E. // Int. J. Corros. Scale Inhib. 2020. V. 9. № 4. P. 1261–1276. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2020-9-4-5
  3. Глущенко В.Н., Силин М.А. Нефтепромысловая химия: Изд. в 5-ти томах. – Т. 4. Кислотная обработка скважин / Под ред. И.Т. Мищенко. М.: Интерконтакт Наука, 2010. 703 c.
  4. Finšgar M., Jackson J. // Corros. Sci. 2014. V. 86. P. 17–41. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2014.04.044
  5. Авдеев Я.Г., Панова А.В., Андреева Т.Э. // Журн. физ. химии. 2023. Т. 97. № 5. C. 730. https://doi.org/10.31857/S0044453723050059 [Avdeev Ya.G., Panova A.V., Andreeva T.E. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2023. V. 97. P. 1018. https://doi.org/10.1134/S0036024423050059]
  6. Кузнецов Ю.И., Андреев Н.Н., Маршаков А.И. // Журн. физ. химии. 2020. Т. 94. № 3. C. 381. https://doi.org/10.31857/S0044453720030152. [Kuznetsov Yu.I., Andreev N.N., Marshakov A.I. // Ibid. 2020. V. 94. № 3. P. 505. https://doi.org/10.1134/S0036024420030152]
  7. Richardson J.A., Abdullahi A.A. / In: Reference Module in Materials Science and Materials Engineering. Elsevier, 2017. 24 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.10517-X
  8. Ouarga A., Zirari T., Fashu S. et al. // J. Mater. Res. Technol. 2023. V. 26. P. 5105. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.08.198
  9. Авдеев Я.Г., Ненашева Т.А., Лучкин А.Ю. и др. // Хим. физика. 2024. Т. 43. № 1. P. 24. https://doi.org/10.31857/S0207401X24010033 [Avdeev Ya.G., Nenasheva T.A., Luchkin A.Yu., Marshakov A.I., Kuznetsov Yu.I. // Russ. J. Phys. Chem. B. 2024. V. 18, P. 111. https://doi.org/10.1134/S1990793124010044]
  10. Кеше Г. Коррозия металлов. Физико-химические принципы и актуальные проблемы. / Пер. с нем. под. ред. акад. Я.М. Колотыркина. М.: Металлургия, 1984. С. 76.
  11. Плетнев М.А., Решетников С.М. // Защита металлов. 2004. Т. 40. № 5. С. 513. [Pletnev M.A., Reshetnikov S.M. // Prot. Met. 2004. V. 40. P. 460. https://doi.org/10.1023/B:PROM.0000043064.20548.e0]
  12. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия. М.: Высш. школа, 1965. С. 348.
  13. Bockris J.O’M., Drazic D., Despic A.R. // Electrochim. Acta. 1961. V. 4. № 2–4. P. 325. https://doi.org/10.1016/0013-4686(61)80026-1
  14. Florianovich G.M., Sokolova L.A., Kolotyrkin Ya.M. // Electrochim. Acta. 1967. V. 12. № 7. P. 879. https://doi.org/10.1016/0013-4686(67)80124-5
  15. Решетников С.М. Ингибиторы кислотной коррозии металлов. Л.: Химия, 1986. 144 с.
  16. Плесков Ю.В., Филиновский В.Ю. Вращающийся дисковый электрод. М: Наука, 1972. 344 с.
  17. Du C., Tan Q., Yin G., Zhang J. / In Rotating Electrode Methods and Oxygen Reduction Electrocatalysts. Eds. W. Xing, G. Yin, J. Zhang, Elsevier B.V. All rights reserved. 2014. P. 171. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63278-4.00005-7
  18. Jia Z., Yin G., Zhang J. / In Rotating Electrode Methods and Oxygen Reduction Electrocatalysts. Eds. W. Xing, G. Yin, J. Zhang, Elsevier B.V. All rights reserved. 2014. P. 199–229. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63278-4.00006-9
  19. Краткий справочник физико-химических величин. / Под ред. К.П. Мищенко и А.А. Равделя. Л.: Химия, 1967. С. 103.
  20. Антропов Л.И., Погребова И.С. / Коррозия и защита от коррозии. Т. 2. (Итоги науки и техники). М.: ВИНИТИ, 1973. С. 27.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Поляризационные кривые стального диска Ст3 в 2 M H2SO4 (а), ингибированной 10 мМ катамина АБ (б) и 10 мМ ИФХАН-92 (в), в присутствии Fe(III) (моль/л): 1 – 0, 2 – 0.02, 3 – 0.05, 4 – 0.10, 5 – 0.20, n = 460 об./мин.

Скачать (168KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости плотности катодного тока от частоты вращения стального диска Ст3 в 2 M H2SO4 (а), ингибированной 10 мМ катамина АБ (б) и 10 мМ ИФХАН-92 (в), в присутствии Fe(III) (моль/л): 1 – 0, 2 – 0.02, 3 – 0.05, 4 – 0.10, 5 – 0.20, Е = –0.30 В, t = 25°C.

Скачать (136KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости скорости коррозии стали Ст3 в 2 M H2SO4, содержащей Fe(III), от частоты вращения пропеллерной мешалки в коррозионной среде, a – без ингибитора, б – 10 мМ катамина АБ, в – 10 мМ ИФХАН-92. Продолжительность опытов – 2 ч, t = 20±2°C.

Скачать (142KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025