Виды и применение ингибиторов коррозии металлов

Причины возникновения

Коррозия стальных подземных труб представляет собой явление, основной причиной которого можно назвать реакции электрохимического окисления металлов от их постоянного взаимодействия с влагой. В результате таких реакций, состав металла меняется на ионном уровне, покрывается ржавчиной, распадается и просто пропадает с поверхности.

На процесс окисления может оказывать влияние характер жидкости, которая течет по подземному трубопроводу отопления или свойства среды, в которых он расположен. Именно по этой причине, выбирая подходящие средства для борьбы с ржавчиной необходимо учитывать все особенности, предшествовавшие ее возникновению. В противном случае, ремонт при помощи сварки неизбежен.

Применение ингибиторов ржавчины для закрытых систем

Процессы которые связаны с коррозией, которые приводят к разрушению материалов, конструкций можно остановить несколькими вариантами. Там где сложно технологически создать покрытие с защитным эффектом или применять электрохимический способ, используют ингибиторы.

Ингибитором, или веществом, какое при введении в агрессивную среду, может замедлить или полностью устранить коррозийное инфицирование. Очень часто применяют ингибиторы ржавчины там, где среда мало обновляется или имеет не слишком высокий объём:

• цистернах;
• системах охлаждения и теплоснабжения;
• паровых котлах;
• резервуарах с химическими веществами.

Результативность применения нейтрализующих веществ устанавливается по этим параметрам:

• показатель торможения скорости протекания ржавчины, который сравнивает показатели без ингибитора и с ним;
• защитная степень;
• кол-во вещества, которое обеспечивает самую большую защиту.

Обратить собственное внимание! На выбор нейтрализующей добавки оказывает влияние состав среды и самого защищаемого материала, физические параметры, которые определяют протекание процесса

Параметры для спецификации

Делят ингибиторы ржавчины по нескольким показателям:

• по типу среды, в которую вводятся: нейтральные, кислотные, щелочные среды;
• по механизму влияния: пассивирующие, адсорбционные;
• по типу защитного действия;
• по химическим особенностям: летучие, органические, неорганические.

Для нейтральных сред используют нитрат натрия, фосфаты, хроматы. Нитрат натрия применяется как анодный ингибитор, дающий возможность оберегать сталь в водной массе, и как защита меди, цинка. Не ядовитость фосфатов дает возможность применять их в системах охлаждения, промышленного водообеспечения. Хроматы подойдут для защиты большей части металлов.

Важно! Фосфаты и нитрат натрия вводятся в строго определённом количестве: если ошибочно высчитать их концентрацию в обстановке, они окажут обратное действие и увеличат скорость поражения металла. Кислотные нейтрализаторы ржавчины (амиды, амины, их производные) применяют в подобных вариантах:

Кислотные нейтрализаторы ржавчины (амиды, амины, их производные) применяют в подобных вариантах:

• травление поверхности металлов;
• очистка металлоизделий;
• защита труб, нефтеоборудования и газовой арматуры.

При помощи подобных ингибиторов часто увеличивают КПД источников тока, которые работают на химических процессах.

Действие ингибиторов щелочной ржавчины прекрасно в подобных вариантах:

• щелочная обработка амфотерных металлов;
• защита выпарного оборудования;
• уменьшение самопроизвольного разряда источников тока.

Действовать могут ингибиторы как анод или катод. Анодные адсорбируются в виде плёнки для защиты поверхности вещества. Это могут быть органические соединения и поверхностно-энергичные составы. Катодные также отчасти делают меньше поверхность катода и делают меньше катодный ток, однако они не высокоэффективны. Очень часто применяют смешанный вариант, который уменьшает скорость и катодного, и анодного разрушения.

Добавки к тепловым носителям

Вопросы защиты подобных систем как теплоснабжение от влияния ржавчины актуальны, так как собственно их игнорирование часто приводит в авариям. Что подобрать в качестве ингибитора ржавчины для отопительных систем, зависит от подобных факторов:

• температурных эксплуатационных показателей;
• вида оборудования для котельной;
• насосного оснащения;
• материала системы.

Ключевым наполнением систем отопления считается вода, которая просит стабилизации теплофизических параметров, уменьшения образования осадков и накипи.

Благодаря этому вещества, которые помогают выпадению осадка, не нужно применять. При меняется не одно вещество, а комплект, который понижает температуру замерзания воды, снижает отложение накипи, замедляет растворение прокладок из резины на арматуре. Комплекс добавок для отопительных систем — антифризы. Эти жидкости сглаживают отрицательные действие носителя тепла.

Важно! Антифризы у себя в составе имеют опасные вещества

Физическая безреагентная водоподготовка

Как видно из названия, эта группа устройств функционирует без расходных материалов. Часть из них использует для работы электропитание, другие обходятся и без него. В эту категорию входит много устройств, которые можно разделить на группы:

• постоянные магниты;
• электромагниты;
• электронные;
• электролитические;
• электростатические.

Все эти устройства эффективно меняют поведение воды. При использовании этих устройств уменьшается уровень отложений или увеличивается интервал между очистками системы. Некоторые из устройств способны даже удалять из системы существующие отложения.

По существу, физические ингибиторы отложений, магнитные, электролитические или электронные, работают схожим образом, меняя поведение природных солей в воде так, что они остаются в растворе, а не на стенках труб.

Постоянные магниты

Наиболее простое из устройств этого класса. Представляет собой группу постоянных магнитов, соединенных между собой. Проходящая через устройство вода обрабатывается магнитным полем. Магнитное поле заставляет воду накапливать электростатические заряды, что приводит к временным изменениям в форме кристаллов солей. Оно изменяет их форму с обычного прямоугольного параллелепипеда на иглоподобную структуру, которая более подвержена вымыванию из системы, чем прилипанию к поверхностям.

Для работы не требуется питания и расходных материалов. Устройство врезается в систему. Существуют разработки, устанавливаемые на трубу без врезок в систему.

Модели подбираются по диаметру и потоку воды. Есть ограничения по температуре воды.

Электромагнитные системы

Подобны системам с постоянными магнитами, но обладают более мощным магнитным полем и служат дольше. Обычно должны быть установлены очень близко к котлу, т.к. они обрабатывают только воду, протекающую через них. Если поток остановится, накопление воды зарядами прекратится до тех пор, пока движение воды не начнется снова.

В отличие от магнитных, эти системы могут работать на больших потоках воды и при более высоких температурах, однако они дороже магнитных и требуют тщательной очистки внешней поверхности трубы в месте установки.

Электронные системы

Электронные системы водоподготовки отличаются тем, что их работа не зависит от скорости потока воды. Высокочастотный сигнал оказывает воздействие на воду на молекулярном уровне при помощи установленного поверх трубы устройства. Воздействие на воду оказывается 24 часа в сутки в обоих направлениях, по и против потока воды, обрабатывая одновременно всю воду в системе.

Высокочастотный радиосигнал изменяет характеристики кристаллизации солей в воде, предотвращая образование новых отложений.

Некоторые устройства этой группы способны удалять старые отложения и вызывать эффект пассивирования в металлах труб, предотвращая коррозию.

Постоянные магниты Электрон. системы Электролит. системы

Электролитические системы

Небольшой электрический ток, проходя через воду, эффективно меняет молекулярную структуру образующихся кристаллов отложений, предотвращая образования жестких отложений на котлах, трубах. Эта система модифицирует физические свойства ионов, но химической реакции не происходит. В водном растворе соли кальция, магния и некоторые другие соли частично ионизированы и поэтому на них влияет электромагнитное или электростатическое поле. Увеличение степени ионизации ионов в растворе снижает образование отложений.

Электростатические системы

Кинетическая энергия движущегося потока воды создает заряд, который передается в воду. Это нарушает стабильность частиц в воде, которые находятся в состоянии равновесия, обладая равными зарядами. Нейтрализуя заряды и нарушая равновесное состояние смеси, устройство заставляет частицы выпадать в осадок, увлекая за собой вещества, которые могут образовать накипь. Устройство вызывает раннее, неконтролируемое осаждение небольших, не полностью сформировавшихся кристаллов. Таким образом предотвращается образование жестких отложений, а мягкий шлам вымывается из системы.