Промышленные красители как ингибиторы кислотной коррозии стали

Цель. Исследование ингибирующего действия некоторых промышленных красителей при кислотной коррозии стали.

Методы. В качестве ингибиторов кислотной коррозии использовали промышленные красители разных классов: кислотный фиолетовый, активный красный 5СХ, прямой диазобордо С, катионный синий, дисперсный желтый 4С, однохромовый оливковый Ж. Величина ингибирующего действия красителя определялась весовым методом. Для определения возможности взаимодействия ионов железа (III) с красителем использовали спектрофотометрический метод.

Результаты. Все красители обладали защитным действием. Вероятно, органическая пленка красителя изолирует металл от коррозионной среды, кроме того, изменяет строение двойного электрического слоя на границе металл/раствор. Это приводит к замедлению как химической, так и электрохимической коррозии. Найдено, что красители с малым ингибирующим эффектом реагируют с ионами железа, образующимися при коррозии с образованием новых соединений, что было подтверждено методом спектрофотометрии.

Заключение. В работе впервые исследованы в качестве ингибиторов такие красители, как кислотный фиолетовый, активный красный 5СХ, прямой диазобордо С, катионный синий, дисперсный желтый 4С, однохромовый оливковый Ж и сопоставлен их ингибирующий эффект со структурой красителя. Выявлено, что красители оказывают ингибирующее действие на кислотную коррозию стали даже при добавлении их в небольших количествах. Наибольшее защитное действие имеют красители, в составе которых присутствует атом азота, соединенный с углеводородными радикалами, а наименьшее – в состав которых входит азогруппа, что подтверждается спектрами поглощения красителей и их смеси с ионами железа. Увеличение концентрации кислоты приводит к снижению защитного действия красителя. С течением времени защитный эффект изменяется неоднозначно. У красителя кислотного фиолетового он снижается на 29,5–37,8%, а у красителя прямого диазобордо С ингибирующее действие, наоборот, с течением времени увеличивается в 1,5–2 раза.

1. Синявский В. С. Новые направления в науке о коррозии // Технология легких сплавов. 2014. № 1. С. 113–117.

2. Косачев В. Б., Гулидов А. П. Коррозия металлов // Новости теплоснабжения. 2002. № 1 (17). С. 34–39.

3. Ингибиторы коррозии (обзор) / Л. А. Козлова, С. В. Сибилева, Д. В. Чесноков, А. Е. Кутырев // Авиационные материалы и технологии. 2015. № 5. С. 67–75.

4. Пат. 2296815 Российская Федерация, МПК C 23 F11/04. Способ ингибиторной защиты нефтепромысловых трубопроводов / Бикчурин И. И., Николаев Е. В., Рамазанов Р. Р. № 2006110601/02; заявл. 04.04.2006; опубл. 10.04.2007.

5. Cеменова И. В. Коррозия и защита от коррозии. М.: Физматлит, 2002. 232 с.

6. Коррозионная стойкость оборудования химических производств // Нефтеперерабатывающая промышленность: справочное руководство / А. М. Сухотин, Ю. И. Арчаков [и др.]; под ред. Ю. И. Арчакова. Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1990. 398 с.

7. Пат. 2452794 Российская Федерация, МПК B 65 D 65/42, C 23 F 11/02. Полимерное ингибированное изделие многоразового применения / Нагиев Э. Х., Трусов В. И. № 2007142916/02; заявл. 22.11.2007; опубл. 10.06.2012.

8. Пат. 2019550 Российская Федерация, МПК C 09 D 5/08, C 23 F 11/14. Способ получения ингибирующего коррозию лакокрасочного материала / Адальберт Б. № 4203177/05; заявл. 26.08.1987; опубл. 15.09.1994.

9. Получение и испытание покрытий на основе олигомеравинилового типа для защиты скважинного оборудования от коррозии / Ю. И. Дивоняк, В. М. Светлицкий, О. А. Иванкив, Ю. Б. Никозять // Техника и технология бурения. 2012. № 10. С. 28–30.

10. Thiophene derivatives as effective inhibitors for the corrosion of steel in 0.5 M H2SO4 / M. Bouklah, B. Hammouti, A. Aouniti, T. Benhadda // Progress in organic coatings. 2004. Vol. 49, no. 3. P. 225–228.

11. Решетников С. М. Ингибиторы. Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1986. 144 с.

12. The inhibitive effect of some pyridines towards the corrosion of iron in hydrochloric acid solution / A. Aouniti, B. Hammouti, S. Kertit, M. Brighli // Bulletin of electrochemistry. 1998. Vol. 14, no. 6. P. 193–198.

13. New pyrazole derivatives as effective Inhibitors for the corrosion of mild steel in HCl medium / M. Elouafi, B. Hammouti, H. Oudda, S. Kertit, R. Touzani, A. Ramdani // Anticorrosion methods and materials. 2002. Vol. 49, no. 3. P. 199–204.

14. Пат. 2487193 Российская Федерация, МПК C 23 F11/04. Ингибитор коррозии металлов в серной и соляной кислотах / Кравцов Е. Е., Вострикова Д. А., Исмаилова Ф. Г., Гибадуллин Р. Ф., Китаева Э. Б., Сычев М. А., Калиев С. Г., Огородникова Н. П., Старкова Н. Н., Кондратенко Т. С. № 2011151252/02; заявл. 14.12.2011; опубл. 10.07.2013.

15. Patent US 6056896, IPC C 09 K8/54, C 09 K8/74, C 23 F 11/04. Metal corrosion inhibitor for use in aqueous acid solutions / M. Brezinski. No. 09/087112; Publication date: 13.05.1997.

16. Авдеев Я. Г., Макарычев Ю. Б., Юрасова Е. Н. Особенности защиты низкоуглеродистой стали в растворах минеральных кислот триаминотрифенилметановыми красителями // Коррозия: материалы, защита. 2020. № 3. С. 23–31. http://doi.org/10.31044/18137016-2020-0-3-23-31.

17. Авдеев Я. Г., Юрасова Е. Н., Ваграмян Т. А. Защита низкоуглеродистой стали в растворах минеральных кислот кислотными красителями // Коррозия: материалы, защита. 2018. № 10. С. 29–37. doi: 10.31044/1813-7016-2018-0-10-29-37.

18. Цзю К. И., Бурыкина О. В. Исследование защитного действия некоторых промышленных красителей в качестве ингибиторов кислотной коррозии стали // Будущее науки – 2019: сборник научных статей 7-й Международной молодежной научной конференции. Курск: ЗАО «Университетская книга», 2019. С. 296–299.

19. Вигдорович В. И., Стрельникова К. О. Критерии оценки защитной эффективности ингибиторов коррозии // Конденсированные среды и межфазные границы. 2011. Т. 13. № 1. С. 24–28.

20. Бурыкина О. В., Иванов С. А., Кашин Д. Г. Спектрофотометрическое исследование взаимодействия ионов железа (III) с красителем диазобордо С // Научные исследования, открытия и развитие технологий в современной науке: материалы XX Международной очно-заочной научно-практической конференции. М.: Империя, 2019. С. 245– 247.