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 Доступ платный или 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