Коррозия металла приводит ежегодно к огромным убыткам. Разрешение этой проблемы является важной задачей. В настоящее время невозможно представить нашу жизнь без металлов. Они являются главным конструкционном материалом в производстве, и в качестве потребительских товаров. Коррозия — это физико-химическое взаимодействие между металлом и окружающей средой, которое приводит к изменению свойств металла и может привести к значительному функциональному нарушению металла, окружающей среды или технической системы, частью которой они являются. Мы говорим о коррозии только тогда, когда происходит изменение свойств металла или системы свойств, которые могут привести к нежелательному результату. Это может варьироваться от простого - косметических повреждений до полного отказа технических систем, потенциально наносящих большой экономический ущерб и даже представлять опасность для людей. Коррозионной средой называют среду, в которой происходит коррозия, то есть разрушение металла или сплава. Проводить коррозионные исследования необходимо из-за следующих факторов: 1) борьба с потерей массы металлических конструкций; 2) борьба с разрушением оборудования и металлических конструкций (разрушение которых в результате коррозионных процессов может привести к аварийным выбросам вредных веществ в окружающую среду) 3) экономические факторы - минимальные потери металла. В промышленно развитых государствах суммарные коррозионные потери находятся на уровне 3-4% от валового национального продукта.
Основной целью исследований является Создание многокомпонентных ингибиторов полимерного типа, являющихся новым классом соединений эффективной ингибиторной защиты металлов от коррозии и исследование механизма ингибирования коррозии стали.
На основе поставленной цели в научной работе сформулированы следующие задачи:
1. Изучить виды ингибиторов.
2. Проанализировать существующие исследования.
Объектом исследования являются способы защиты металла от атмосферной коррозии.
Предмет исследования – ингибиторы коррозии.
1. Основные понятия и определения
Технология —способ преобразования вещества, энергии, информации в процессе изготовления продукции, обработки и переработки материалов, сборки готовых изделий, контроля качества, управления. Технология воплощает в себе методы, приемы, режим работы, последовательность операций и процедур, она тесно связана с применяемыми средствами, оборудованием, инструментами, используемыми материалами.
Технологический процесс — совокупность технологических операций.
Операция — это основной элемент технологического процесса, представляющий собой последовательность выполнения определенных действий, направленных на достижение конечной цели. Она заключается в использовании определенного оборудования, инструментов, материалов и ресурсов для производства изделий или выполнения определенной работы.
Основная операция —часть технологического процесса, имеющая законченное действие, или ряд действий, выполненных одним работником (механизатором) или группой работников на одном рабочем месте (загон, участок, поле и т.д.), в результате которых обрабатываемый материал (семена, почва, растение и т.д.) приобретает новое положение или новые требуемые свойства.
Вспомогательная операция — комплекс работ по обеспечению выполнения основных технологических операция.
Производственный процесс —это сочетание трудовых действий в целях создания материальных благ. В процессе изготовления продукции участвуют три элемента: рабочая сила, орудия труда и предмет труда. Соединение данных трёх элементов с целью превращения исходного сырья и материала в готовый продукт характеризует процесс производства, который включает в себя основные, вспомогательные и обслуживающие процессы.
Коррозия – это самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды.
Лакокрасочные материалы – это многокомпонентные жидкие, пастообразные или порошкообразные составы, которые при нанесении тонким слоем на твердую подложку высыхают с образованием лакокрасочного покрытия с заданными свойствами.
Ингибиторы коррозии – это вещества, обладающие способностью замедлять коррозионный процесс при введении их в коррозионную среду и придавать защитную способность при введении в вещества или материалы.
2. Виды ингибиторов коррозии
В зависимости от условий эксплуатации металлических изделий ингибиторы подразделяются на ингибиторы атмосферной коррозии, ингибиторы коррозии водно-солевых систем, ингибиторы кислотной коррозии, ингибиторы сероводородной коррозии и др. Применительно к сельскохозяйственной технике наиболее перспективными являются ингибиторы атмосферной коррозии.
Сущность защиты металлов ингибиторами атмосферной коррозии заключается в химическом и физическом взаимодействии ингибиторов с влагой, кислородом и другими коррозионно-активными веществами, в результате которого образуются нейтральные в коррозионном отношении вещества, или происходит пассивация металлических поверхностей, или гидрофобизация, или то и другое вместе.
Ингибиторы атмосферной коррозии подразделяются на летучие и нелетучие. Последние делятся на контактные и ползучие.
Летучие ингибиторы защищают изделие в его объеме и требуют обязательного применения герметизирующей упаковки, которая предотвращает их улетучивание. В качестве упаковки могут быть применены различные барьерные материалы (упаковочная бумага, картон, полимерные пленки), обладающие малой влаго и газопроницаемостью. Летучие ингибиторы могут применяться в виде порошка, ингибированной бумаги, растворов ингибитора, линопонов (летучих ингибиторов на поролоне), линасилей (летучих ингибиторов на силикагеле). [1]
Контактные (водные растворы нитрата натрия и др.) ингибиторы представляют собой химические соединения, обеспечивающие защиту от коррозии только при нанесении их на металлическую поверхность. В этом случае не требуется герметизация защищаемых изделий, а применяется только оберточная или парафинированная бумага для предотвращения механического удаления ингибитора. Недостатком контактных ингибиторов является их малая летучесть и поэтому неспособность проникать в щели и зазоры и действовать на расстоянии подобно летучим ингибиторам.
Ползучие ингибиторы также из-за малой летучести и ограниченности радиуса действия обеспечивают защиту от коррозии при непосредственном контакте с металлом.
В отличие от контактных ингибиторов, они обладают свойством растекаться по поверхности и заполнять щели, зазоры, карманы.
По принципу защитной способности к различным металлам ингибиторы подразделяются:
а) на ингибиторы для защиты черных металлов;
б) ингибиторы для преимущественной защиты цветных металлов;
в) универсальные ингибиторы, защищающие как черные, так и цветные металлы.
Ингибиторы коррозии также делят на водорастворимые, водо-маслорастворимые и маслорастворимые.
Водорастворимые ингибиторы (нитрит натрия, хроматы и бихроматы, фосфаты, НДА, Г-2, ХЦА, уротропин, КЦА, бензотриазол и его производные и др.) используют прежде всего для ингибирования смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), пластичных смазок, тонкопленочных покрытий, охлаждающих тормозных и гидравлических жидкостей.
Водомаслорастворимые ингибиторы коррозии (И-1-А, И-1-В, БА-6, ПБ-5, ИКБ-2, КПИ-1, катапин АиК и др.) применяют в основном для систем «нефть – вода» или «нефтепродукт – вода». Некоторые из ингибиторов этой группы применяют в композициях с другими присадками в смазочных материалах.
Маслорастворимые ингибиторы (НГ-108, АКОР-1 АКОР-2,ИНГА-2, Прана, КП, МСДА и др.) применяют в качестве присадок к топливам, маслам, смазкам, продуктам для получения ингибированных тонкопленочных покрытий, в качестве защитных составов для внутренней консервации и т. д. Способность маслерастворимых ингибиторов коррозии вытеснять воду с поверхности металла используют при разработке грунтов и лакокрасочных покрытий для нанесения на влажные стальные поверхности.
3. Современные актуальные научные исследования в области применения ингибиторов коррозии
В исследовании «Результаты исследования и лабораторных испытаний многокомпонентных ингибиторов коррозии стали полимерного типа на основе фосфорсодержащих соединений и полиэлектролитов» М. А. Хашимова, Н. А. Егорова, А. А. Мукольянц проведены исследования по определению совместного действия ингибиторов и поиску их наиболее эффективных композиций. Результаты получены для смеси ингибиторов, относящихся к одной реакционной серии, при их постоянной суммарной концентрации. Так, в экспериментах по защите стали от коррозии смесями полифосфатов и полимеров при их определенных соотношениях наблюдается синергизм действия ингибиторов.
В исследовании «Повышение долговечности сельскохозяйственной техники нанесением и восстановлением лакокрасочных покрытий с применением грунта «преобразователь ржавчины»» М.С. Медведев, рассматриваются основные способы окраски машин, виды ржавчины и способы ее удаления. Одним из перспективных методов увеличения долговечности машин является нанесение лакокрасочных покрытий на основе грунта «преобразователь ржавчины». В результате исследования автор пришел к выводу, что лакокрасочные материалы, содержащие «преобразователи ржавчины», позволяют объединить процесс удаления ржавчины и нанесения грунта. К тому же адгезия получаемых покрытий к металлу выше.
Медведев М.С. в статье «Современные способы защиты металла от коррозии» рассматривает антикоррозионные лакокрасочные покрытия на основе цинка. В рамках работы были рассмотрены разные металлы, наносимые на обрабатываемую поверхность. В результате сравнения автор пришел к выводу, что наиболее приемлемым способом защиты от коррозии является нанесение других металлов, а именно цинка. Цинк обладает отличной антикоррозийной защитой, относительно недорогой и может обеспечить защиту основного металла.
Галанцев В. А., Ершов И. В., Игнатенков В. Г., Карасев Ю. А. в статье «Влияние модификаторов ржавчины на защитную способность лакокрасочных покрытий» рассмотрены методы борьбы с коррозией с помощью модификаторов ржавчины для увеличения срока службы лакокрасочных покрытий. Авторами было установлено, что лучшими свойствами обладают модификаторы, в составе которых имеются амонизированные гуминовые кислоты торфа. Такие гуммированные кислоты обладают способностью к пленкообразованию и содержат в своем составе азот. В связи с этим представляет интерес использования в качестве ингибиторов коррозии гуминовых кислот торфа, модифицированных аммиаком. В результате работы установлено, что модификаторы ржавчины позволяют в 6-8 раз увеличить срок службы лакокрасочных покрытий.
Заключение
В данной работе были поставлены цели и задачи исследования.
Проведен анализ существующих методов и средств диагностирования двигателя, выявлены их недостатки.
Проанализированные современные актуальные исследования по данной тематике.
Проведенный анализ современных исследований на данную тематику показывает, что дополнение в лакокрасочные материалы специальных составов и нанесение на обрабатываемую поверхность другого металла приводит к увеличению срока службы лакокрасочных покрытий, улучшению адгезии к металлу. Исходя из этого следует вывод, что за счет дополнений в лакокрасочные материалы можно создать лакокрасочного покрытия со свойствами, которые будут препятствовать образованию коррозии.