مثبطات التآكل. طرق الحماية من التآكل

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

كل عام ، يُفقد ما يقرب من ربع المعدن المنتج في العالم بسبب تطور وحدوث عمليات التآكل. غالبًا ما تتجاوز التكاليف المرتبطة بإصلاح واستبدال المعدات والاتصالات الخاصة بالصناعات الكيماوية تكلفة المواد المطلوبة لتصنيعها بعدة مرات. التآكل يسمى التدمير التلقائي للمعادن والسبائك المختلفة تحت تأثير البيئة. ومع ذلك ، يمكنك حماية نفسك من هذه العمليات. هناك طرق مختلفة للحماية من التآكل ، وكذلك أنواع التعرض. في الصناعة الكيميائية ، أكثر أنواع التآكل شيوعًا هي الغاز والغلاف الجوي والكهروكيميائي.

خارج الوضع

اختيار طريقة النضال في هذه الحالة لا يعتمد فقط على خصائص المعدن نفسه ، ولكن أيضًا على ظروف التشغيل. يتم اختيار طرق الحماية من التآكل وفقًا لعوامل معينة ، ومع ذلك ، غالبًا ما ينشأ عدد من الصعوبات هنا. ترتبط مشكلة معينة باختيار خيار لبيئة متعددة المكونات معالمعلمات التي تتغير أثناء العملية. هذا شائع جدًا في الصناعة الكيميائية. طرق الحماية من التآكل المستخدمة في الممارسة مقسمة حسب طبيعة تأثيرها على البيئة والمعدن.

التأثير البيئي

حتى في العصور الوسطى ، أصبحت المواد الخاصة معروفة ، والتي تم إدخالها بكميات صغيرة نسبيًا ، مما جعل من الممكن تقليل عدوانية البيئة المسببة للتآكل. لهذه الأغراض ، كان من المعتاد استخدام الزيوت والراتنجات والنشا. خلال الفترة الماضية ، ظهر المزيد والمزيد من مثبطات التآكل الجديدة. في الوقت الحالي ، فقط في روسيا ، يمكنك حساب العشرات من الشركات المصنعة لها. مثبطات تآكل المعادن منتشرة بشكل كبير بسبب تكلفتها المعقولة. تكون أكثر فاعلية في الأنظمة التي يوجد بها حجم ثابت أو منخفض من البيئة المسببة للتآكل ، مثل الخزانات والخزانات وأنظمة التبريد والمراجل البخارية والمصانع الكيميائية الأخرى.

خصائص

يمكن أن تكون مثبطات التآكل عضوية أو غير عضوية بطبيعتها. يمكن أن تحمي من التعرض للوسائط السائلة أو التعرض للغاز. ترتبط مثبطات التآكل في صناعة النفط في معظم الحالات بتثبيط العمليات الأنودية والكاثودية للتلف الكهروكيميائي ، وتشكيل أغشية تخميل ووقائية. يمكنك النظر في جوهر هذا

تعمل مثبطات تآكل الأنود على أساس تخميل المناطق الأنودية لسطح المعدن المتآكل ، والذي كان سبب ظهور اسم عوامل التخميل. على هذا النحو ، فهو تقليديتستخدم عوامل مؤكسدة من أصل غير عضوي: النترات والكرومات والموليبدات. يتم تقليلها بسهولة على أسطح الكاثود ، مما يجعلها مشابهة لمزيلات الاستقطاب ، مما يقلل من معدل الانتقال الأنوديك إلى محلول يحتوي على أيونات معدنية أكالة.

وسيطات الأنود هي أيضًا بعض المركبات التي لا تتميز بوجود خواص مؤكسدة: متعدد الفوسفات ، الفوسفات ، بنزوات الصوديوم ، السيليكات. يتجلى عملهم كمثبطات فقط في وجود الأكسجين ، الذي يلعب دور عامل التخثر. تؤدي هذه المواد إلى امتصاص الأكسجين على الأسطح المعدنية. بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تسبب تثبيط عملية الذوبان الأنوديك بسبب تكوين أغشية واقية ، والتي تتكون من منتجات بالكاد قابلة للذوبان من تفاعل المانع والأيونات المعدنية التي تمر في المحلول.

الميزات

عادة ما تصنف مثبطات تآكل الأنود للمعادن على أنها خطرة ، لأنها في ظل ظروف معينة تتحول من وسيط إلى مبادرين لعملية تدميرية. لتجنب ذلك ، من الضروري أن تكون كثافة تيار التآكل أعلى من تلك التي يتشكل فيها التخميل المطلق لمقاطع الأنود. يجب ألا يقل تركيز المخرّب عن قيمة معينة ، وإلا فقد لا يحدث التخميل ، أو سيكون غير مكتمل. الخيار الأخير محفوف بخطر كبير ، لأنه يسبب انخفاضًا في سطح الأنود ، وزيادة في عمق وسرعة تدمير المعدن بواسطةمساحات صغيرة.

المتطلبات

اتضح أنه يمكن توفير حماية فعالة إذا تم الحفاظ على تركيز مثبط الانوديك أعلى من القيمة القصوى في جميع مناطق المنتج المحمي. هذه المواد حساسة جدًا لمستوى الأس الهيدروجيني للوسط. يتم استخدام الكرومات والنترات بشكل شائع في المبادلات الحرارية ولتوفير حماية لسطح الأنابيب.

مثبطات الكاثود

من حيث التأثير الوقائي ، فهذه المواد أقل فعالية من تلك التي تحتوي على انوديك. يعتمد عملهم على حقيقة أن القلوية المحلية للوسط تؤدي إلى تكوين منتجات غير قابلة للذوبان في مواقع الكاثود ، والتي تعزل جزءًا من السطح عن المحلول. يمكن أن تكون هذه المادة ، على سبيل المثال ، بيكربونات الكالسيوم ، التي تطلق في وسط قلوي كربونات الكالسيوم في شكل راسب يصعب إذابته. لا يؤدي مثبط التآكل الكاثودي ، الذي يعتمد تركيبه على بيئة الاستخدام ، إلى زيادة العمليات التدميرية حتى لو كان المحتوى غير كاف.

أصناف

في الوسائط المحايدة ، غالبًا ما تعمل المواد غير العضوية كمثبطات كاثودية وأنوديك ، لكن في المحاليل الحمضية القوية لا يمكنها المساعدة. كوسيطات في إنتاج الأحماض ، يتم استخدام المواد العضوية ، حيث تحتوي الجزيئات على مجموعات محددة أو قطبية ، على سبيل المثال ، الأمينات ، الثيوريا ، الألدهيدات ، أملاح الكربونات والفينولات.

حسب الآليةتختلف مثبطات التآكل هذه في طبيعة امتصاصها. بعد الامتزاز على مواقع الكاثود أو الأنود ، فإنها تعيق بشكل كبير تصريف أيونات الهيدروجين ، وكذلك تفاعل تأين المعدن. إلى حد كبير ، يعتمد التأثير الوقائي على درجة الحرارة والتركيز ونوع أنيون الحمض وكذلك تركيز أيونات الهيدروجين. غالبًا ما يتم إضافتها بكميات صغيرة ، لأن التأثير الوقائي لعدد من المثبطات العضوية بتركيزات عالية يمكن أن يكون خطيرًا.

على سبيل المثال ، مركب عضوي يسمى "Penta-522" قابل للذوبان في الزيت والماء. إنه قادر على توفير درجة حماية تزيد عن 90٪ باستهلاك 15-25 جرامًا للطن فقط. مثبط التآكل المنتج تحت العلامة التجارية "Amincor" هو نتاج أسترة الأحماض الكربوكسيلية ، وهي غير متطايرة ، وليس لها رائحة كريهة وغير سامة. يتم تحديد جرعته فقط بعد تحديد مدى تآكل البيئة الحقيقية.

التأثير على المعدن

تتضمن مجموعة طرق الحماية هذه استخدام مجموعة متنوعة من الطلاءات. هذه هي أعمال الطلاء والمعادن والمطاط وأنواع أخرى. يتم تطبيقها بطرق مختلفة: الرش والجلفنة والصمغ وغيرها. يمكنك النظر في كل منهم.

يُفهم الصمغ عمومًا على أنه الحماية من التآكل من خلال الطلاءات المطاطية ، والتي غالبًا ما تكون مطلوبة في صناعة الكلور. زادت المركبات المطاطية من المقاومة الكيميائية وتوفر حماية موثوقة للحاويات ، والحمامات ، وكذلك المعدات الكيميائية الأخرى من التعرض لهاالوسائط العدوانية والتآكل. الصمغ بارد وساخن ويتم ذلك بطريقة الفلكنة لخلائط الايبوكسي والبلاستيك الفلوري.

من المهم ليس فقط الاختيار الصحيح ، ولكن أيضًا تطبيق مانع التآكل. عادة ما يعطي المصنعون تعليمات واضحة إلى حد ما حول هذا الموضوع. في الوقت الحالي ، بالإضافة إلى الترسيب الكلفاني ، أصبحت طريقة الترسيب عالي السرعة منتشرة على نطاق واسع. بمساعدتها ، يتم حل مجموعة واسعة من المهام. يمكن تطبيق مواد المسحوق للحصول على طلاءات ذات خصائص مختلفة.

حماية المعدات

القضايا المتعلقة بحماية المعدات الكيميائية محددة تمامًا ، وبالتالي تتطلب دراسة متأنية للغاية. يتطلب اختيار المادة للحصول على طلاء عالي الجودة تحليل حالة السطح ، وتكوين البيئة ، وظروف التشغيل ، ودرجة العدوانية ، وظروف درجة الحرارة ، وما إلى ذلك. في بعض الأحيان ، في "البيئات المنخفضة" ، هناك معلمة حرجة تجعل من الصعب اختيار نوع التغطية ، على سبيل المثال ، تبخير خزان البروبان مرة كل بضعة أشهر. هذا هو السبب في أن كل بيئة عدوانية تتطلب اختيار مثل هذا الفيلم السابق ومكونات الطلاء التي تتميز بمقاومة الكاشف.

رأي الأقلية

يقول المتخصصون أنه من المستحيل مقارنة طرق الرش الحراري بالغاز مع بعضها البعض ، والأكثر من ذلك أن نقول إن أحدهما أفضل من الآخر. كل واحد منهم له مزايا وعيوب معينة ، والنتيجةتتميز الطلاءات بخصائص مختلفة ، مما يدل على قدرتها على حل بعض مهامها. يتم اختيار التركيبة المثلى التي يجب من خلالها وصف مثبطات التآكل ، وكذلك طريقة تطبيقها ، اعتمادًا على الحالة المحددة.

في مؤسسات الصناعة الكيميائية ، تُستخدم هذه الطريقة في أغلب الأحيان في عملية الإصلاح الحالية. حتى في حالة استخدام مثبطات التآكل الحمضي ، يجب أولاً تحضير السطح المعدني بشكل صحيح. هذه هي الطريقة الوحيدة لضمان تغطية عالية الجودة. يمكن استخدام السفع قبل التطبيق المباشر لمادة الطلاء لضمان سطح خشن بدرجة كافية.

كل عام تظهر المزيد والمزيد من التطورات الجديدة في السوق ، وهناك خيار كبير. ومع ذلك ، يجب على الكيميائيين تحديد ما سيكون أكثر ربحية - لتنفيذ الحماية في الوقت المناسب للمعدات أو استبدال كامل لجميع الهياكل.