CC BY
456
УДК 620.193
УНИВЕРСАЛИЗМ ИНГИБИТОРОВ СЕРИИ «ИНКОРГАЗ»
В СЕРОВОДОРОДНО-УГЛЕКИСЛОТНЫХ СРЕДАХ
© М.Н. Есина, Л.Е. Цыганкова, В.И. Вигдорович, В.А. Федоров, Т.Н. Плужникова, Е.В. Дубинская, Г.Г. Бердникова,
С.В. Плотникова, Д.О. Чугунов, П.В. Лебедев
Ключевые слова: коррозия; защита; ингибитор; сталь; сероводород; углекислый газ; среда ЫЛСЕ; углеводородная фаза; наводороживание; пластичность; механические свойства.
Изучены защитные свойства композиций ИНКОРГАЗ-21Т-А ИНКОРГАЗ-21Т-Б по отношению к углеродистой стали в средах ЫЛСЕ, содержащих Ы2Б и/или СО2, и в двухфазной системе «углеводородная фаза - водный раствор электролита». Исследуемые композиции эффективно замедляют проникновение водорода в сталь, что является причиной значительного сохранения ее пластичности и механических свойств.
ВВЕДЕНИЕ
Обеспечение надежности и долговечности работы оборудования и трубопроводных систем является одной из важнейших задач при разработке нефтегазовых месторождений и при дальнейшей транспортировке углеводородного сырья. Однако коррозионная агрессивность эксплуатационных сред в этой отрасли чрезвычайно высока и в значительной степени связана с присутствием в них агрессивных газов (Ы2Б, С02, 02) [1].
Ингибиторная защита является наиболее распространенным и оправданным с экономической точки зрения методом антикоррозионной защиты промыслового оборудования и трубопроводов [2]. Изменяя дозировку ингибитора или применяя ингибиторы с различными противокоррозионными свойствами, можно добиться снижения скорости коррозии до приемлемого уровня без принципиального изменения существующих технологических схем [3].
Однако практически все промышленно выпускаемые ингибиторы коррозии имеют свою оптимальную область применения. Кроме того, на российском рынке, в основном, представлены продукты зарубежных компаний. Поэтому целесообразна разработка универсальных ингибиторов, замедляющих сероводородную, углекислотную, микробиологическую коррозию и наво-дороживание конструкционных материалов [4].
Одним из перспективных путей поиска таких ингибиторов является создание композиций веществ, обладающих ингибирующими свойствами в индивидуальном состоянии, с целью взаимного усиления защитных свойств и, таким образом, повышения эффективности противокоррозионной защиты.
Цель данной работы - исследование защитной эффективности составов ИНКОРГАЗ-21Т-А (смесь третичных аминов и имидазолинов на основе ПЭПА и нафтеновых кислот в смеси органических растворителей) и ИНКОРГАЗ-21Т-Б (смесь имидазолинов на основе ПЭПА и жирных кислот С10-С18 и четвертичных аммониевых соединений) (разработчик ЗАО «АМ-ДОР») против коррозии углеродистой стали в средах,
содержащих сероводород и углекислый газ, ее наводо-роживания и потери механических свойств.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Гравиметрические коррозионные испытания проведены в среде ЫЛСЕ (ЫаС1 - 5 г/л; СЫ3С00Ы - 0,25 г/л) по методике, описанной в [5], на стали Ст3 состава (% мас.): Бе - 98,36; С - 0,2; Мп - 0,5; - 0,15; Р -
0,04; Б - 0,05; Сг - 0,3; N1 - 0,2; Си - 0,2. В исследуемые среды вводились добавки СО2 и Ы2Б раздельно и совместно. Защитный эффект ингибитора (Я) рассчитывался по формуле:
Я, % = 100[(К - КишЖ))], (1)
где К0 и Кинг - скорость коррозии в неингибированном и ингибированном растворах соответственно.
Ряд коррозионных исследований проведен в двухфазной системе углеводородная фаза (УФ) - раствор электролита в условиях перемешивания магнитной мешалкой («240 об./мин.). В качестве УФ использовали дизельное топливо.
Исследования скорости массопереноса водорода проводились при комнатной температуре по методике, разработанной Н.В. Кардаш и В.В. Батраковым [6]. Использовалась впервые предложенная Деванат-ханом [7] двухкамерная ячейка, разделенная стальной мембраной толщиной 0,3 мм, площадью 3,63 см2. В поляризационную часть ячейки вводился рабочий раствор, в диффузионную - точно фиксированный объем титрованного 0,01 н раствора перманганата калия (40 мл).
Продолжительность опытов составляла 2 ч при потенциале коррозии.
Количество продиффундировавшего через мембрану водорода пересчитывали на электрические единицы (г'Ы). Для количественной оценки действия ингибиторов использован коэффициент твердофазной диффузии:
Ун = ^ы^Ы (2)
2285
где г'0,Ы и гЫ - соответственно потоки диффузии водорода в неингибированном и ингибированном растворах (уН > 1 - торможение процесса, уН < 1 - стимулирование процесса, уН = 0 - эффект отсутствует).
Оценка влияния изгибающих напряжений (пластичности) проводилась по числу перегибов до разрушения ленточных образцов пружинной стали 65Г (рис. 1) после их выдержки в фоновом электролите без и с добавкой ингибитора в течение 24 ч [8]. Сталь 65Г, помимо железа, содержит примеси, мас. %: С - 0,65; Б - 0,23; Мп - 1,05; Сг - 0,2. Использованы образцы размером 110x8x0,5 мм, отожженные с чугунной стружкой при 800-850 °С с последующей закалкой в масле при 200 °С и отпуском с остывающей печью.
Применена машина для испытания полос на перегиб НГ-1-ЗМ.
Для количественной характеристики использовался коэффициент:
Для оценки сохраняемости механических характеристик стали в присутствии ингибитора использовали коэффициент 5, рассчитанный из соотношения:
(3)
где пинг и по - число перегибов образцов до разрушения в ингибированном и фоновом растворах соответственно.
Испытания на разрыв проводились на пропорциональных плоских образцах из стали Ст3 (рис. 2), выполненных в соответствии с ГОСТ 11150-84, на установке INSTR0N 5565 при постоянной скорости движения траверсы, равной 1 мм/мин. [9].
Данные обрабатывались программным пакетом 1ш1гоп В1иеЫ11. Строились диаграммы растяжения, показывающие зависимость напряжения в образце (а) от относительной деформации (е) в процессе его нагружения. Нагружение образца и построение диаграммы растяжения производились с помощью разрывной машины.
Рис. 1. Образец стали для испытаний на изгиб
5 = (о - о)/(оо - Ои),
(4)
Рис. 2. Пропорциональный плоский образец
где а0, а и аи - соответственно пределы прочности стали на растяжение в отсутствие воздействия жидкой фазы (исходная сталь, находящаяся на воздухе) и после суточной выдержки в неингибированной и ингибированной коррозионной среде. Коэффициент 5 показывает, во сколько раз уменьшается снижение предела прочности на растяжение в присутствии ингибитора. 5 > 1 характеризует снижение потерь механических свойств в присутствии ингибитора, 5 < 1 - стимулирование наводороживания и снижения предела прочности на растяжение.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Коррозионные испытания. В растворах NАСE без добавок углекислого газа и сероводорода защитное действие исследуемых замедлителей невелико (менее 53 %).
В углекислотной среде при 24-часовых испытаниях действие ИНКОРГАЗ-21Т-А и ИНКОРГАЗ-21Т-Б также слабо выражено, однако наблюдается рост защитного эффекта с увеличением продолжительности эксперимента до 10 суток. Значения 1 для ИНКОРГАЗ-21 Т-А составляют 54-66 %, а для ИНКОРГАЗ-21 Т-Б 63-71 % в зависимости от концентрации, что обусловлено формированием более прочных карбонатных пленок на поверхности металла в присутствии углекислого газа. При увеличении времени экспозиции электродов в коррозионной среде до 30 суток величина защитного эффекта изменяется мало и в случае композиции ИНКОРГАЗ-21 Т-А остается на уровне 62-67 %, а для ИНКОРГАЗ-21 Т-Б 58-73 %.
Наибольшую эффективность исследуемые составы обнаруживают в сероводородных средах. В присутствии сероводорода поверхность стали за счет адсорбции гидросульфид-ионов приобретает отрицательный заряд, что, очевидно, стимулирует адсорбцию компонентов ингибитора, подвергшихся протонированию. Уже при концентрации в 25 мг/л ИНКОРГАЗ-21 Т-А и ИН-КОРГАЗ-21Т-Б наблюдается значительное снижение скорости коррозии с 0,522 г/м2-ч в фоновом растворе до 0,162 г/м2-ч и 0,122 г г/м2-ч в ингибированных. С увеличением концентрации ингибиторов до 200 мг/л наблюдается рост значений Ъ до 82 и 90 %, соответственно, по результатам эксперимента в течение 24 ч. В комбинированной среде NACE защитный эффект ингибиторов после экспозиции электродов в растворе в течение месяца ниже, чем в сероводородсодержащей (табл. 1, 2).
В целом, величины защитного эффекта ИНКОР-ГАЗ-21Т-А мало изменяются с увеличением его концентрации, особенно при экспозиции в течение 10 суток. Вероятно, достаточно высокие степени заполнения поверхности ингибитором достигаются уже при концентрациях 25-50 мг/л.
Для ингибитора ИНКОРГАЗ-21 Т-Б характерна более высокая величина 1 при концентрации 200 мг/л, по данным 10- и 30-суточных испытаний. В последнем
2286
случае в сероводородсодержащей среде значение скорости коррозии составляет 0,004 г/м2-ч, а в комбинированной - 0,007 г/м2-ч, что соответствует группе «весьма стойкие» по шкале коррозионной стойкости.
При проведении коррозионных испытаний в условиях перемешивания среды скорости коррозии стали Ст3 в неингибированных растворах NЛCE как без добавок, так и насыщенных сероводородом и/или углекислым газом, значительно возрастают (табл. 3) и соответствуют категории «малостойкие» по шкале коррозионной стойкости (балл коррозионной стойкости 8), тогда как в статических условиях они классифицируются как «понижено стойкие» или «стойкие» в зависи-
мости от наличия коррозионно активной добавки и ее природы. Данный факт, вероятно, связан с удалением слоя продуктов коррозии с поверхности, в той или иной мере экранирующего металл от коррозионной среды, и снятием диффузионных ограничений при подводе коррозионно-агрессивных компонентов среды.
В среде NACE без добавок и при насыщении ее углекислым газом ингибирующий эффект обеих композиций серии «ИНКОРГАЗ», в отличие от статических условий, практически отсутствует (табл. 3). Вероятно, он в большей мере был обусловлен накопленными продуктами коррозии, образование которых в условиях перемешивания затруднено, чем действием ингибиторов.
Таблица 1
Защитный эффект ингибитора ИНКОРГАЗ-21 Т-А в среде NACE, насыщенной Ы2Б (400 мг/л) и/или СО2 (1 атм.) и балл коррозионной стойкости (БКС) стали. Продолжительность эксперимента 24/240/720 ч
Добавка Син^ мг/л К (г/м2-ч) Ъ, % БКС
- 25 0,152/0,059/0,020 33/39/26 6/6/4
50 0,130/0,067/0,019 43/32/30 6/6/4
100 0,124/0,063/0,017 45/35/37 6/6/4
200 0,114/0,065/0,017 50/33/37 6/6/4
С02 25 0,222/0,035/0,013 16/66/62 6/4/4
50 0,171/0,038/0,012 35/62/64 6/4/4
100 0,142/0,031/0,012 46/69/64 6/4/4
200 0,151/0,046/0,011 43/54/67 6/5/4
ы2б 25 0,162/0,036/0,025 69/82/81 6/4/4
50 0,166/0,041/0,019 68/80/85 6/4/4
100 0,132/0,037/0,016 75/81/88 6/4/4
200 0,094/0,033/0,012 82/83/91 6/4/4
ы2б + С02 25 0,128/0,031/0,018 74/82/77 6/4/4
50 0,139/0,032/0,016 72/82/79 6/4/4
100 0,101/0,029/0,015 79/84/81 6/4/4
200 0,096/0,032/0,011 80/82/86 6/4/4
Таблица 2
Защитный эффект ингибитора ИНКОРГАЗ-21 Т-Б в среде NACE, насыщенной Ы2Б (400 мг/л) и/или СО2 (1 атм.) и балл коррозионной стойкости. Продолжительность эксперимента 24/240/720 ч
Добавка ^ин^ мг/л К (г/м2-ч) Я, % БКС
- 25 0,163/0,086/0,024 28/12/11 6/5/4
50 0,151/0,0850,024 33/12/11 6/5/4
100 0,136/0,086/0,013 40/12/15 6/5/4
200 0,106/0,073/0,012 53/25/26 6/5/4
СО2 25 0,149/0,060/0,014 44/63/58 6/5/4
50 0,149/0,058/0,013 44/64/62 6/5/4
100 0,154/0,063/0,012 42/61/64 6/5/4
200 0,144/0,048/0,009 45/71/73 6/5/4
ы2б 25 0,122/0,046/0,023 77/82/82 6/5/4
50 0,09/0,044/0,020 83/83/85 6/4/4
100 0,067/0,016/0,015 87/94/88 5/4/4
200 0,054/0,015/0,004 90/94/97 5/4/2
ы2б + СО2 25 0,112/0,037/0,017 77/81/78 6/4/4
50 0,134/0,046/0,016 73/77/79 6/5/4
100 0,180 /0,030/0,014 63/85/82 6/4/4
200 0,160/0,025/0,007 67/88/91^И 6/4/3
2287
Таблица 3
Скорость коррозии стали Ст3 и 1 ингибиторов (200 мг/л) в среде ЫЛСЕ, насыщенной сероводородом (400 мг/л) и/или углекислым газом (1 атм.), без перемешивания (БП), при перемешивании (П) и в присутствии углеводородной фазы (ДТ). Продолжительность эксперимента - 6 ч
Добавка Условия ІТ 2/м г/ ь? ИНКОРГАЗ-21 Т-А ИНКОРГАЗ-21 Т-Б
К, г/м2-ч г, % К, г/м2-ч г, %
- БП 0,250 0,160 36 0,175 30
П 1,847 1,808 2 1,822 1
П + ДТ 1,861 1,504 19 1,337 28
СО2 БП 0,281 0,171 39 0,182 35
П 1,409 1,366 3 1,381 1
П + ДТ 1,389 1,204 13 1,256 10
Н2Б БП 0,560 0,157 72 0,123 78
П 2,128 0,588 72 0,357 83
П + ДТ 1,259 0,071 94 0,061 95
Н2Б + СО2 БП 0,520 0,156 70 0,177 66
П 1,683 0,401 76 0,349 79
П + ДТ 1,110 0,101 91 0,082 93
В сероводородсодержащей и комбинированной среде ЫЛСЕ, несмотря на значительное увеличение скорости коррозии по отношению к статическим условиям, защитная эффективность ингибиторов сохраняется (для ИНКОРГАЗ-21Т-А) или даже возрастает (для ИНКОРГАЗ-21Т-Б), что, видимо, связано со снятием диффузионных ограничений при подводе ингибитора, а также с тем, что образующаяся защитная пленка прочно сцеплена с поверхностью металла и не может быть удалена вследствие перемешивания.
В двухфазной неингибированной системе скорости коррозии несколько ниже, что можно объяснить ингибирующим действием самой углеводородной фазы, которая, оседая на поверхности стали, повышает ее гидрофобность и уменьшает смачивание металла коррозионной средой.
В ингибированной двухфазной системе, содержащей сероводород как отдельно, так и в комбинации с углекислым газом, наблюдается значительный рост величины 1. В среде ЫЛСЕ он составляет 94-91 % для ИНКОРГАЗ-21Т-А и 95-93 % для ИНКОРГАЗ-21Т-Б соответственно.
Видимо, углеводороды встраиваются в защитную пленку, образованную адсорбированными на поверхности частицами ингибиторов, взаимодействуют с их гидрофобными концами и повышают, таким образом, ее экранирующие свойства. Значения скоростей коррозии для стали под такими пленками как в ЫЛСЕ, так и в М1, ниже, чем наблюдаемые в статических условиях, что свидетельствует о высокой эффективности иссле-
дуемых добавок серии «ИНКОРГАЗ» в двухфазной системе дизельное топливо/электролит, имитирующей реальную коррозионную среду нефтяных месторождений.
Данные торможения твердофазной диффузии водорода. В табл. 4 приведены данные о влиянии ингибиторов на ток диффузии водорода, генерируемого в процессе коррозии, через стальную мембрану в среде ЫЛСЕ. Анализ полученных результатов показывает, что во всех рассмотренных средах ток диффузии водорода снижается при введении ингибиторов серии «ИНКОРГАЗ». Указанный эффект усиливается с ростом концентрации замедлителя, причем в сероводородсодержащей среде при содержании ингибиторов 200 мг/л токи диффузии водорода ниже, чем в неинги-бированной среде ЫЛСЕ и составляют 0,116 А/м2 и
0,138 А/м2 для ИНКОРГАЗ-21 Т-А и ИНКОРГАЗ-21 Т-Б соответственно, тогда как в среде ЫЛСЕ без каких-либо добавок - 0,153 А/м2.
Для сравнения эффективности ингибиторов в средах с различными добавками можно использовать величины коэффициентов торможения диффузии водорода, приведенные в табл. 5. Оба рассматриваемых состава наиболее эффективны в комбинированной среде, т. к. коэффициенты торможения в этом случае наибольшие и составляют 3,5 и 2,9 для 200 мг/л ИНКОР-ГАЗ-21Т-А и ИНКОРГАЗ-21 Т-Б, соответственно. При наличии СО2 действие ингибиторов выражено менее явно. В целом, во всех рассмотренных случаях более эффективен ингибитор ИНКОРГАЗ-21Т-А.
Таблица 4
Токи диффузии водорода через стальную мембрану ін (А/м2) в среде ЫЛСЕ без добавок и насыщенной Н2Б (400 мг/л) и/или СО2 (1 атм.). Концентрация ингибитора 100/200 мг/л (т = 2 ч)
Ингибитор гн, А/м2
- СО2 Н2Б Н2Б + СО2
ИНКОРГАЗ-21 Т-А 0,132/0,132 0,207/0,166 0,138/0,116 0,138/0,116
ИНКОРГАЗ-21 Т-Б 0,138/0,132 0,207/0,187 0,159/0,138 0,159/0,138
2288
Таблица 5
Коэффициент торможения диффузии водорода ун через стальную мембрану ингибиторами (100/200 мг/л) в среде ЫЛСЕ без добавок и насыщенной Н2Б (400 мг/л) и/или СО2 (1 атм.). (т = 2 ч)
7 н
Ингибитор - СО2 Н2Б СО2 + Н2Б
ИНКОРГАЗ-21 Т-А 1,2/1,2 1,3/1,6 2,8/3,4 2,9/3,5
ИНКОРГАЗ-21 Т-Б 1,1/1,2 1,3/1,4 2,5/2,8 2,5/2,9
Влияние ингибиторов на сохранение механических свойств стали. Поскольку составы марки «ИН-КОРГАЗ» достаточно эффективно замедляют процесс диффузии водорода в металл в сероводородных и комбинированных средах, представляет интерес изучение их влияния на сохранение механических характеристик стали, таких как устойчивость к изгибающим и растягивающим напряжениям, которая ухудшается в процессе наводороживания.
В средах ЫЛСЕ образцы пружинной стали 65Г, применяемой для изучения пластичных свойств стали, после суточной экспозиции разрушаются уже после 1-2 изгибов. Исследуемые композиции способствуют сохранению пластичных свойств стали по сравнению с неингибированными растворами (табл. 6). В среде ЫЛСЕ, насыщенной сероводородом до 400 мг/л, введение составов ИНКОРГАЗ-21 Т-А и ИНКОРГАЗ-21 Т-Б в концентрации 200 мг/л позволяет достичь значений коэффициента повышения пластичности в 19 и 20 соответственно. При одновременном присутствии Н2Б и СО2 в системе величина коэффициента р возрастает до 33 и 27, что, видимо, связано с более эффективным торможением процесса наводороживания металла, отмеченным для исследуемых составов в комбинированной среде ЫЛСЕ.
При оценке эффективности влияния ингибирующих составов марки «ИНКОРГАЗ» на сохранение прочностных характеристик стали Ст3 в исследуемых агрессивных средах было использовано два плава указанной стали близкого химического состава, но с разным пределом прочности на растяжение. В первом случае он составлял 620 МПа, во втором 705,2 МПа.
Следует отметить, что в неингибированных сероводородсодержащих растворах как в среде ЫЛСЕ, так и в высокоминерализованной хлоридной среде (50 г/л ЫаС1), на поверхности образцов после испытаний наблюдаются пузыри, представляющие собой области, где создается повышенное давление проникшего в сталь водорода, под влиянием которого происходит
разрушение структуры металла. Наблюдается расслоение образцов в местах излома и неровный скол, что не характерно для стали, не подвергавшейся воздействию коррозионной среды, и свидетельствует о значительном стимулировании наводороживания в присутствии Н2Б. При введении в раствор ингибиторов образование пузырей не происходит, скол ровный под углом 45°, расслоения в местах излома не отмечено.
В неингибированной среде в результате суточного воздействия для менее прочной стали Да составила 73,9 МПа (или почти 11,9 % первоначальной а0), для более прочной - 23,5 МПа (3,3 % начального значения ее Да0). Таким образом, вторая сталь существенно слабее подвержена наводороживанию в среде ЫЛСЕ (табл. 7).
В присутствии ингибитора ИНКОРГАЗ-21 Т-А величина Да снизилась до 61,9 МПа (0,01а0), соответственно, коэффициент 5, определенный по формуле (4), равен 1,2. Практически та же величина положительного эффекта наблюдается и в присутствии ИНКОРГАЗ-21 Т-Б.
Для более прочной стали картина качественно остается той же. В присутствии составов ИНКОРГАЗ-21Т-А и ИНКОРГАЗ-21 Т-Б снижение а0 составило 15,3 и 21,6 МПа, а значение 5 - 1,5 и 1,1, соответственно.
Таким образом, применение указанных ингибиторов в условиях повышенного содержания сероводорода
Таблица 6
Влияние ингибиторов на коэффициент повышения пластичности пружинной стали 65Г (Р) по данным суточных испытаний в средах КЛСЕ
в
Ингибитор Н2Б Н2Б (400 мг/л) +
(400 мг/л) + СО2 (1 атм.)
ИНКОРГАЗ-21 Т-А 19 33
ИНКОРГАЗ-21 Т-Б 20 27
Таблица 7
Влияние природы ингибитора (100 мг/л) в среде ЫЛСЕ, содержащей 400 мг/л Н2Б, на предел прочности на растяжение стали Ст3
Ингибитор а0, МПа а, МПа Да, МПа 5
- 620,0 546,1 73,9
ИНКОРГАЗ-21 Т-А 620,0 558,1 61,9 1,2
ИНКОРГАЗ-21 Т-А 620,0 558,0 62,0 1,2
- 705,2 681,7 23,5 -
ИНКОРГАЗ-21 Т-А 705,2 689,9 15,3 1,5
ИНКОРГАЗ-21 Т-Б 705,2 683,6 21,6 1,1
2289
и при совместном присутствии в среде сероводорода и углекислого газа способствует сохранению пластичности стали и сохраняемости механических свойств на растяжение в сероводородсодержащих средах.
ВЫВОДЫ
1. Исследуемые композиции ИНКОРГАЗ-21 Т-А и ИНКОРГАЗ-21 Т-Б проявляют высокую защитную эффективность по отношению к углеродистой стали в средах ЫЛСЕ, содержащих Н2Б и/или СО2. В двухфазной системе высокая эффективность добавок «ИНКОРГАЗ» (более 94 %) связана с повышением гидрофобных свойств защитных пленок за счет встраивания в них молекул углеводородов.
2. Исследуемые композиции эффективно замедляют проникновение водорода в сталь в присутствии сероводорода и/или углекислого газа. Это является причиной значительного сохранения пластичности (в 20-30 раз) металла по сравнению с неингибированны-ми растворами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вагапов Р.К. Об ингибиторной защите оборудования добывающих нефтяных скважин // Коррозия: материалы, защита. 2007. № 10. С. 9-13.
2. Вагапов Р.К. Выбор ингибиторов для антикоррозионной защиты стального оборудования на нефтепромыслах // Коррозия: материалы, защита. 2007. № 1. С. 9-13.
3. Вагапов Р. К Ингибиторная защита от коррозии нефтепромыслового оборудования и трубопроводов // Коррозия: материалы, защита. 2007. № 1. С. 17-23.
4. Вигдорович В.И., Стрельникова К.О. Критерии оценки защитной эффективности ингибиторов коррозии // Конденсированные среды и межфазные границы. 2011. Т. 13. № 1. С. 24-28.
5. Цыганкова Л.Е., Кузнецова Е.Г., Кузнецов Ю.И. Ингибирование коррозии и наводороживания углеродистой стали в Н^- и СО2-содержащей среде // Коррозия: материалы, защита. 2008. № 2.
6. Кардаш Н.В., Батраков В.В. Методика определения водорода, диффундирующего через мембрану // Защита металлов. 1995. Т. 31. № 4. С. 441-444.
7. Devanathan M.Z., Stachurski L. The adsorption and diffusion of electrolytic hydrogen in palladium // Proc. Roy. Soc. 1962. V. 270 A. № 1340. Р. 90-102.
8. Цыганкова Л.Е., Кузнецова Е.Г. Влияние ингибиторов на диффузию водорода в сталь и сохранение ею пластичных свойств в агрессивном растворе // Коррозия: материалы, защита. 2008. № 8. С. 21-24.
9. Цыганкова Л.Е., Федоров В.А., Фоменков О.А., Плужникова Т.Н., Есина М.Н. Ингибирование коррозии стали и диффузии водорода в металл в сероводородно-углекислотных средах // Практика противокоррозионной защиты. 2009. № 3 (53). С. 66-71.
БЛАГОДАРНОСТИ:
Выражаем искреннюю благодарность к.х.н. Л.В. Фроловой за помощь в проведении исследований.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России», проект № 14.132.21.1467 от 29.09.2012.
Поступила в редакцию 15 мая 2013 г.
Esina M.N., Tsygankova L.E., Vigdorovich V.I., Feodo-rov V.A., Plushnikova T.N., Dubinskaya E.V., Berdnikova G.G., Plotnikova S.V., Chugunov D.O., Lebedev P.V. UNIVERSALISM OF INCORGAS SERIES INHIBITORS IN HYDROSULFIDE-CARBON DIOXIDE MEDIA
Protective properties of INCORGAS-21T-A and INCORGAS-21T-B compositions with respect to carbon steel are studied in NACE media containing H2S and/or СО2 and in two phase system of “hydrocarbon phase-aqueous electrolyte solution”. The compositions under study retard hydrogen entry into steel and preserve its plasticity and mechanical properties.
Key words: inhibitor; universalism; corrosion; protection; hydrocarbon phase; hydrogen; penetration; plasticity; mechanical properties.
УДК 541.13:546.72
ПАССИВНОСТЬ ЖЕЛЕЗА В СЛАБОЩЕЛОЧНЫХ БОРАТНЫХ СРЕДАХ И ЕЕ ЛОКАЛЬНОЕ НАРУШЕНИЕ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ХЛОРИД-ИОНОВ
© С.А. Калужина, Н.Г. Нафикова
Ключевые слова: железо; пассивность; локальная активация; питтинг.
С использованием комплекса физических и электрохимических методов рассмотрен процесс пассивации и локальной активации железа в слабощелочном боратном буферном растворе в присутствии С1- -ионов. Показано, что процесс пассивации контролируется твердофазной диффузией ионов Ре3+ через пассивную пленку, а локальная активация поверхности металла под действием С1- -ионов протекает по адсорбционному механизму с лимитирующей стадией образования адсорбированного хлоридного комплекса с железом.
ВВЕДЕНИЕ
Железо является одним из основных компонентов конструкционных материалов, используемых в различных промышленных средах [1-3]. Надежность такого оборудования зависит от природы присутствующего на металле пассивирующего слоя и его
устойчивости к воздействию такого фактора, как агрессивные ионы, вызывающие локальное разрушение [4]. Установление особенностей формирования пассивного слоя на железе в слабощелочных средах, определение его состава и закономерностей локального разрушения явилось целью настоящего исследования.
2290
