Чем обработать металл от коррозии


способы защиты металлов в домашних условиях

Металлы используются практически везде. Основная проблема этих материалов в том, что они подвержены коррозии. Ржавчина постепенно разрушает структуру детали и выводит её из строя. Чтобы избежать разрушения материала, проводится антикоррозийная обработка. Обработку можно осуществить не только на производстве, но и дома.

Антикоррозийная обработка металла

Виды коррозии

За всё время работы с металлическими изделиями, люди выделили несколько видов коррозии металла:

  1. Почвенная — тип коррозии, которая поражает конструкции, находящиеся в земле. Из-за особенного состава грунта, наличия грунтовых вод, происходят химические процессы, вызывающие появление ржавчины.
  2. Атмосферная — процесс окисления, протекающий в ходе контакта водяных паров воздуха с металлической поверхностью. Чем больше вредных веществ в воздухе, тем быстрее появиться коррозия.
  3. Жидкостная — такому виду коррозии подвержены металлоконструкции, находящиеся в воде. Если в жидкости содержится соль, процесс разрушения материала будет протекать быстрее.

Выбор антикоррозийного состава зависит от того, в какой среде будет эксплуатироваться металлическая деталь.

Характерные типы поражения ржавчиной

Существует несколько типов поражения стали коррозией. Они различаются по внешнему виду и глубине поражения материала:

  1. Поверхностная коррозия. Представляет собой слой ржавчины, который может распространяться по всей поверхности изделия или находиться на отдельных его местах.
  2. Ржавчина в отдельных местах, которая начинает уходить вглубь материала.
  3. Образование глубинных трещин.
  4. Окисления одного компонента из металлического сплава.
  5. Ржавчина по всей поверхности, которая уходит вглубь материала.

Могут проявляться комбинированные типы поражения деталей ржавчиной.

Способы защиты от коррозии

Существуют разные виды антикоррозийной защиты металлоконструкций. Большинство деталей и заготовок обрабатывается с помощью промышленных растворов и оборудования. Однако, существуют и бытовые методы обработки металлических поверхностей.

Промышленные

Если говорить о промышленных средствах от ржавчины на металле, можно выделить такие виды обработки:

  1. Лакокрасочное покрытие.
  2. Термическая обработка.
  3. Защитный слой из металла. Наносится с помощью специального оборудования при высокой температуре и давлении.
  4. Добавление легирующих примесей в металл при его плавке. Этот процесс называется пассивация.
  5. Электрозащита.
  6. Использование ингибиторов. Это вещества, которые останавливают протекание химических реакций, приводящих к появлению ржавчины.

Существуют и другие методы обработки, которые используются на производстве. Выбор технологии зависит от того, в какой среде будет эксплуатироваться металлоконструкция.

Бытовые

Бытовые средства от ржавчины представляют собой лакокрасочные покрытия. Для защиты металлов используется:

  1. металлическая пудра;
  2. различные полимеры;
  3. смолы на основе силикона;
  4. ингибиторы.

Если металлическая поверхность уже повреждена, нужно использовать другие составы. Для этого подходят специальные смолы, стабилизаторы, грунты и преобразователи.

Как провести обработку своими руками?

Существуют различные способы защиты металла от коррозии, которые можно применять в домашних условиях. Для них не требуется применение дорогого оборудования и мощных химических составов.

Подготовка к обработке металла

Защитные краски

Краски, которые используются для защиты металлов, можно разделить на несколько видов:

  • эпоксидные;
  • алкидные;
  • акриловые.

У лакокрасочных материалов есть ряд преимуществ:

  • защитные составы быстро высыхают;
  • для нанесения не нужно обладать дополнительными навыками;
  • покрытие изменяет цвет металла;
  • долговечность.

Мастера в частных мастерских используют серебрянку. После нанесения она образует надёжный слой окиси алюминия. Эпоксидные смеси подходят для деталей, которые будут использоваться при высоких нагрузках.

Стандартная схема антикоррозийной обработки

Защита металлоконструкций от коррозии — это технологический процесс, который требует соблюдения этапов работы. Наносится защитный слой после финишной обработки металла. Этапы нанесения защиты:

  • обрабатываемая поверхность очищается от ржавчины, грязи, налёта;
  • после очистки заготовка обезжиривается;
  • когда обезжиривание закончено, наносится слой грунта;
  • после высыхания грунта наносится два слоя защитного состава.

При проведении работ нужно пользоваться защитными очками, респиратором и перчатками.

Нормы и правила СНиП

На государственных предприятиях защита от коррозии считается важнейшим моментом, который утверждается официальным документом СНиП 2.03.11 — 85. В нём указываются такие методы защиты металла:

  • покрытие лакокрасочными материалами;
  • пропитка заготовки антикоррозийным составом;
  • оклейка специальными плёнками.

В документе указывается какие методы можно использовать в определённых средах. При самостоятельной антикоррозийной обработке нужно учитывать правила и рекомендации из официального документа.

Антикоррозийная обработка применяется для защиты металлических изделий и продления их долговечности. При выборе защитного раствора нужно учитывать сферу эксплуатации детали.

 

Методы, советы и решения для остановки и предотвращения коррозии металлов Упрочнение композитов

Методы остановки и предотвращения коррозии металлов

Коррозия металла возникает, когда металл подвергается воздействию влаги и других элементов или химикатов. Хотя это, как правило, естественный процесс, он может привести к серьезному снижению функциональности и эстетики металлических изделий. Какой бы ни была причина вашего желания остановить и предотвратить коррозию металлов, вот несколько полезных способов предотвратить коррозию металлов :

  • Перейдите на неагрессивные металлы, такие как алюминий и нержавеющая сталь.
  • Следите, чтобы область вокруг металлической поверхности была сухой.
  • Используйте осушители и влагонепроницаемые продукты.
  • Убедитесь, что подземные трубопроводы проложены в слое засыпки, например, известняка.
  • Регулярно очищайте электрические компоненты.

Выполнение этих простых шагов может продлить жизнь металлу и остановить коррозию металлов в их следах. Учтите, что весь металл требует ухода. Используйте эти методы часто, чтобы предотвратить коррозию металлов .

Дополнительные способы предотвращения коррозии металла

Помимо приведенных выше предложений, существуют методы обработки металла, которые могут остановить коррозию металлов до того, как она начнется; например, покрытие из консистентной смазки или масла на металлической поверхности. Покраска - еще один метод предотвращения коррозии металла. Также рассмотрите возможность использования катодной защиты для предотвращения коррозии основных металлических деталей.

Покрытие из углеродного волокна для предотвращения коррозии металла

Покрытие из углеродного волокна - еще один превосходный метод предотвращения коррозии металлов .В этом процессе листы углеродного волокна герметизируются вокруг и часто внутри металлической трубы или на любой металлической поверхности. Это не только помогает предотвратить коррозию, но и укрепляет металл, предотвращает образование трещин и предотвращает образование утечек.

Компания HJ3 Composite Technologies, предлагающая несколько продуктов и методов для предотвращения коррозии металлов, является авторитетом в области нанесения покрытий из углеродного волокна. Если вас беспокоит состояние вашего металла, позвоните нам сегодня.

.

Металлические покрытия для защиты от коррозии

Все, что сделано из железа или стали, является главной мишенью разрушительных сил коррозии. Коррозия возникает из-за химической реакции между влагой, окружающей атмосферой и атомами, составляющими металлическое вещество. Коррозия - серьезная проблема, которая может привести к преждевременной деградации мостов, зданий, транспортных средств, бытовой техники и всего остального, что построено из металла и других материалов.

Красная и белая ржавчина: в чем разница?

Два распространенных типа коррозии металлов - это красная и белая ржавчина.Большинство людей знакомы с первым. Красная ржавчина - это образование закиси железа, того красновато-коричневого материала, который вы часто видите на кузовах старых автомобилей или уличных решетках, которые со временем подвергались воздействию элементов. Белая ржавчина на самом деле представляет собой гидроксид цинка, который принимает форму белого воскообразного порошка, который образуется, когда цинк, который часто используется для покрытия стальных изделий, вступает в реакцию с влагой и воздухом.

Гальваника для предотвращения коррозии

Гальваника - один из самых популярных методов борьбы с коррозией.Гальваника влечет за собой электроосаждение металла на поверхность изделия из стали или чугуна. Это металлическое покрытие действует как жертвенный барьер, который может замедлять и даже предотвращать образование коррозии на нижележащем материале, который называется подложкой. В то время как цинк часто является предпочтительным металлом для защиты от коррозии, цинк-никелевый сплав, такой как тот, который предлагает компания Sharretts Plating Company, имеет тенденцию давать лучшие долгосрочные результаты, чем при покрытии одним цинком. Фактически, цинк-никель - лучший выбор для защиты от коррозии в автомобильной промышленности.

Электролитическое нанесение покрытия

Электролитическое покрытие - это производное гальванического покрытия, которое не требует использования электрического тока. Вместо этого осаждение происходит в результате автокаталитической химической реакции. Это позволяет более равномерно наносить покрытие и обеспечивает улучшенную способность управлять толщиной покрытия. Химический никель является наиболее распространенным методом химического нанесения покрытия, когда требуется превосходная защита от коррозии.
Ванна для химического никелирования обычно также содержит фосфор.Регулирование количества фосфора повлияет на способность никелевого покрытия предотвращать коррозию в определенных средах. Например, покрытие с низким содержанием фосфора обеспечит лучшую защиту от коррозии в щелочной среде, а покрытие с высоким содержанием фосфора лучше подходит для кислой среды.

Измерение уровня защиты от коррозии с помощью испытания солевым туманом

Испытание в солевом тумане широко считается наиболее надежным методом измерения эффективности антикоррозионного покрытия.Проще говоря, испытание в солевом тумане влечет за собой постоянное нанесение раствора соленой воды на материал с покрытием, чтобы оценить, сколько времени требуется, чтобы ржавчина появилась на поверхности.

Свяжитесь с SPC, чтобы узнать больше о преимуществах использования гальванических покрытий и химического нанесения покрытия для защиты от коррозии.

.

Последние естественные ингибиторы коррозии для низкоуглеродистой стали: обзор

Традиционно снижение коррозии осуществлялось различными методами, включая катодную защиту, контроль процесса, снижение содержания металлических примесей и применение методов обработки поверхности, а также включение подходящие сплавы. Однако использование ингибиторов коррозии оказалось самым простым и дешевым методом защиты и предотвращения коррозии в кислых средах. Эти ингибиторы замедляют скорость коррозии и, таким образом, предотвращают денежные потери из-за коррозии металла промышленных сосудов, оборудования или поверхностей.Неорганические и органические ингибиторы токсичны и дороги, поэтому в последнее время основное внимание было направлено на разработку экологически безопасных методов защиты от коррозии. Многие исследователи в последнее время сосредоточились на методах предотвращения коррозии с использованием экологически чистых ингибиторов для мягкой стали в кислотных растворах, имитирующих промышленные процессы. В этой статье представлен обзор типов коррозии, процессов коррозии и, в основном, недавние работы, сделанные по применению натуральных растительных экстрактов в качестве ингибиторов коррозии для низкоуглеродистой стали.

1. Введение

Низкоуглеродистая сталь, также известная как углеродистая сталь, в настоящее время является наиболее распространенной формой стали, поскольку ее цена относительно невысока, а свойства материала приемлемы для многих областей применения [1]. Однако проблема заключается в том, что он имеет низкую коррозионную стойкость, особенно в кислой среде [2]. В промышленных процессах, таких как кислотная очистка, травление, удаление окалины и бурение при разведке нефти и газа, широко используются кислотные растворы, и поэтому чугунные и стальные сосуды или поверхности, используемые в этих средах, склонны к коррозии [3].Использование многих неорганических ингибиторов, особенно содержащих фосфаты, хроматы и другие тяжелые металлы, в настоящее время постепенно ограничивается или запрещается различными экологическими нормативами из-за их токсичности и трудностей, с которыми сталкиваются при их утилизации, особенно в морской промышленности, где обитает водная среда. при угрозе [4]. Синтетические органические ингибиторы также широко применялись, но их использование в настоящее время омрачено их токсичностью и высокой стоимостью производства. Это побудило исследователей изучить другие области для производства экологически чистых, дешевых и биоразлагаемых ингибиторов зеленой коррозии для замены неорганических и синтетических органических ингибиторов.Сообщается, что натуральные продукты, такие как растительный экстракт, аминокислоты, белки и биополимеры, являются эффективными ингибиторами коррозии [5]. Растительные экстракты рассматриваются как богатый источник синтезированных естественным путем химических соединений, которые можно извлечь простыми процедурами с низкими затратами [6]. Эти натуральные экстракты аналогичны синтетическим органическим ингибиторам и доказали свою эффективность так же, как и их синтетические аналоги. В этом обзоре представлен обзор недавних работ по ингибирующему эффекту различных растительных экстрактов, особенно для мягкой стали в кислой среде, чтобы предоставить промышленникам жизненно важную сравнительную литературу для возможного крупномасштабного использования природных ингибиторов в их деятельности.Это будет способствовать устойчивому и экологичному производству. Сравнивали влияние температуры, концентрации и реакционной среды на эффективность ингибирования. Также выделены методы, использованные для изучения коррозии, и выведенные изотермы адсорбции.

2. Типы коррозии

Коррозия определяется как ухудшение состояния вещества или его свойств из-за взаимодействия между веществом и окружающей средой [7]. Склонность металла к коррозии зависит от зернистой структуры металла, его состава, образованного во время легирования, или температуры деформации отдельной металлической поверхности, развивающейся во время изготовления.Предотвращение коррозии более практично, чем попытки полностью ее устранить. Учитывая, что окружающая среда играет важную роль в коррозии, механизмы коррозии могут быть столь же разнообразными, как и среды, которым подвергается вещество, и, следовательно, могут быть сложными для понимания. Факторы, вызывающие коррозию, включают химическую активность металла, наличие примесей, присутствие воздуха, влаги, таких газов, как диоксид серы и диоксид углерода, а также присутствие электролитов. Предотвращение коррозии и замедление коррозии направлены на устранение этих факторов [8].

Различные типы коррозии, которые зависят от окружающей среды, окружающей материал, типа материала или химической реакции, кратко описаны в таблице 1 [9].


Тип коррозии Описание

Равномерная коррозия Износ всей поверхности металла и делает поверхность тонкой.
Гальваническая коррозия Возникает в электролите с металлами, имеющими разные значения электрических потенциалов.
Точечная коррозия Возникает из-за случайных воздействий на определенные части поверхности металла с образованием ямок. Яма выполняет роль анода, а неповрежденная часть металла - катода.
Коррозионное растрескивание под напряжением Сложная форма коррозии, которая возникает из-за напряжения и коррозионной среды.
Коррозионная усталость Сочетание циклического напряжения и коррозии.
Межкристаллитная коррозия Коррозия возникает на границах зерен металла или вблизи них.
Щелевая коррозия Коррозия камеры концентрирования из-за захвата коррозионной жидкости между зазорами металла.
Нитевидная коррозия Коррозия концентрационной ячейки на металлических поверхностях, покрытых тонкой органической пленкой.
Эрозионная коррозия Коррозия, вызванная потоком, которая возникает из-за движения коррозионных жидкостей по металлической поверхности.
Фреттинг-коррозия Форма эрозии-коррозии, которая проявляет комбинированный эффект коррозии и истирания металла.

3. Процессы предотвращения коррозии

Защита материалов, особенно стальных конструкций, от коррозии в основном достигается двумя способами: катодной защитой и использованием ингибиторов коррозии. Катодная защита металлической конструкции может быть выполнена либо методом подаваемого тока, либо с использованием расходуемого анода. Катодная защита достигается за счет того, что металл работает как катод в электрохимической ячейке.Жертвенные аноды - это высокоактивные металлы с более отрицательным электрохимическим потенциалом, чем другие металлы, для защиты которых они используются. Таким образом расходуемые аноды расходуются вместо металла, который они защищают. Надежная катодная защита достигается на этапе, когда потенциал холостого хода катодных узлов поляризуется в потенциал той же цепи анодных узлов и, таким образом, делает всю цепь катодной по своей природе для предотвращения коррозии [8].

Среди этих методов ингибирование коррозии является наиболее экономичным, практичным и удобным методом контроля коррозии металлов в водной среде [10].Ингибиторы коррозии контролируют растворение металла, а также расход кислоты. Ингибиторы адсорбируются на поверхности металла, образуя защитный барьер, и взаимодействуют с анодными и / или катодными реакционными участками для уменьшения окисления или / или уменьшения реакций коррозии [11]. Большинство хорошо известных ингибиторов представляют собой органические соединения, содержащие электроотрицательные функциональные группы и π -электронов в сопряженных двойных или тройных связях и, следовательно, демонстрируют хорошие ингибирующие свойства, доставляя электроны через π -орбитали [12].Существует также специфическое взаимодействие между функциональными группами, содержащими гетероатомы, такие как азот, сера, кислород, имеющий свободную неподеленную пару электронов, и поверхностью металла, которые играют важную роль в ингибировании. Когда обе эти особенности сочетаются, можно наблюдать усиленное торможение [13].

4. Синтетические органические ингибиторы коррозии

Синтетические соединения, содержащие кратные связи и гетероатомы, являются эффективными ингибиторами, но в то же время время обработки, стоимость и их токсичность заставили исследователей искать альтернативы [6].Об ингибирующем эффекте некоторых из этих синтетических органических соединений на коррозию мягкой стали недавно сообщили несколько авторов [1, 5, 10, 12–20]. Однако большинство соединений, составляющих эти ингибиторы, дороги и токсичны для человека и окружающей среды. Токсичность этих органических ингибиторов проложила путь для изучения использования нетоксичных ингибиторов натуральных продуктов, которые являются экологически чистыми и биоразлагаемыми.

5. Некоторые активные ингредиенты в ингибиторах зеленой коррозии для мягкой стали

Растительные экстракты потенциально могут заменить синтетические органические и неорганические ингибиторы, учитывая их успешную историю в литературе.Механизм действия зеленых ингибиторов зависит от структуры активного ингредиента, и поэтому многие исследователи на сегодняшний день выдвинули множество теорий, объясняющих это явление [12]. Одно из предположений состоит в том, что активные соединения образуют ионы ония в кислых растворах, адсорбируются на катодных участках поверхности металла и препятствуют катодной реакции [21]. Активные компоненты природных ингибиторов варьируются от одного вида растений к другому, но их структуры тесно связаны с их органическими аналогами.Например, чеснок содержит аллилпропилдисульфид, семена горчицы содержат алкалоид берберин, который имеет длинную цепочку ароматических колец и атом N в кольце, а в некоторых местах морковь содержит пирролидин, а семена клещевины содержат алкалоид рицинин. Эвкалиптовое масло содержит мономтрен-1,8-цинеол. Экстракт лавсонии содержит 2-гидрокси-1,4-нафтохиноновую смолу и танин, кумарин, галловую кислоту и стерины. Экссудат камеди содержит гексуроновую кислоту, нейтральные остатки сахара, летучие монотерпены, канаровую и родственные тритерпеновые кислоты, а также восстанавливающие и невосстанавливающие сахара. Семена гарцинии колы содержат первичные и вторичные амины, ненасыщенные жирные кислоты и биофлавоноиды. Экстракт чашечки содержит аскорбиновую кислоту, аминокислоты, флавоноиды, пигменты и каротин [21].

Адсорбция естественных ингибиторов коррозии на металлических поверхностях зависит от ряда факторов, включая природу металла, среду для испытаний, химическую структуру ингибитора, природу заместителей, присутствующих в ингибиторе, присутствие добавок, температуру раствора и концентрацию раствора [ 22].Недавние исследования различных авторов по ингибированию мягкой стали растительными экстрактами показаны в таблице 2.

yllanthus H 2 SO 4 9 0016 Aniba rosaeodora Увеличение Гравиметрический анализ 4 , и электрохимический удар спектроскопия Ленгмюра Ленгмюра Ленгмюра

Растительный экстракт Раствор материала Влияние температуры на% эффективности ингибирования Эффект концентрации на% эффективности ингибирования Методы Изотерма адсорбции Ссылка

Меласса HCl Выполнено при постоянной температуре Повышение Потенциодинамическая поляризация, динамическая электрохимическая импедансная спектроскопия и газовая спектроскопия - [29]
Pterolobium hexapetalum и Celosia argentea Промышленная вода Уменьшение Увеличение Спектроскопия потери веса и электрохимического импеданса Ленгмюра [25]
Pentaclethra macrophylla Bentham HCl Уменьшение Увеличение Спектроскопия потери веса и электрохимического импеданса Ленгмюра и Темкина [30]
Уменьшение Увеличение Потеря массы, газометрические методы и спектроскопия электрохимического импеданса - [31]
Antigonon leptopus H SO 2 4 Увеличение, затем уменьшение Увеличение Потеря веса - [32]
Nypa fruticans Wurmb H 2 SO 4 Увеличение Увеличение веса убыток - [33]
HCl Выполнено при постоянной температуре Повышение Потенциодинамическая поляризация и спектроскопия электрохимического импеданса Ленгмюра [34]
Caesalpinia 9019 2 SO 9 Увеличивайте, затем уменьшайте Уменьшайте Потеря веса, потенциодинамическая поляризация и спектроскопия электрохимического импеданса - [26]
Adenopus breviflorus HCl Уменьшение веса Уменьшение веса Ленгмюра [35]
Anacardium occidentale H 2 SO 4 Выполнено при постоянной температуре Увеличить Гравиметрический анализ Ленгмюра [36] Amaranthus cordatus H 2 SO 4 Выполнено при постоянной температуре Увеличение Потеря веса - [37]
Rotula aquatica H20 2 SO 4 Уменьшение Увеличение Потеря массы, газометрические методы и спектроскопия электрохимического импеданса - [38]
Polyalthia longifolia H 2 SO 4 900 Увеличение Увеличение Потеря веса Ленгмюра, Темкина и Фрейндлиха [27]
Кокосовая койра H 2 SO 4 Уменьшение Увеличение Потеря веса, газометрические методы , спектроскопия электрохимического импеданса и потенциодинамическая поляризация Темкин и Freundlich [39]
Juniperus H 2 SO 4 Уменьшение Увеличение Потеря веса, газометрические методы, спектроскопия электрохимического импеданса и потенциодинамическая поляризация Temkin [40]
Cucurbita maxima HCl Увеличение Увеличение Потеря веса Ленгмюра и Темкина [28]
Hyptis SOUaveolens H20 4 Уменьшение Увеличение Потеря массы, потенциодинамическая поляризация и спектроскопия электрохимического импеданса Ленгмюра [41]
Aloe barbadensis HNO 316 - [23]
С.Папайя HCl Выполнено при постоянной температуре Уменьшение Снижение веса - [42] ⁢
Citrus aurantifolia H 2 SO 4 Уменьшение Увеличение Потеря веса Ленгмюра и Фрейндлиха [43]
Terminalia chebula HCl Выполнено при постоянной температуре Увеличение Гравиметрический анализ, потенциодинамическая поляризация и электрохимический импеданс [44]
Hibiscus sabdariffa H 2 SO 4 и HCl Выполнено при постоянной температуре Увеличение Потеря веса Ленгмюра
[45]
Корневища куркумы и имбиря HCl Нет тенденции Увеличение Потеря веса и потенциодинамическая поляризация Ленгмюра [46]
Арбузная корка H 2 SO 4 и HCl Выполнено при постоянной температуре Увеличение потенциодинамическая поляризация и спектроскопия электрохимического импеданса Temkin [47]
Piper nigrum H 2 SO 4 Уменьшить Увеличить Потеря веса и гравиметрический анализ [48]
Африканский Perquetina H 2 SO 4 Уменьшение Увеличение Потеря веса и гравиметрический, газометрический и термометрический анализ Ленгмюра [49]
Musa paradisiaca 9002 1 HCl Выполнено при постоянной температуре Увеличение Потеря веса, спектроскопия электрохимического импеданса и поляризация Тафеля Ленгмюра [50]
Nicotiana tabacum H 2 SO Уменьшение Увеличение Потеря веса Ленгмюра [51]
Пектин HCl Увеличение Увеличение Увеличение Спектроскопия потери веса, потенциодинамическая поляризация и электрохимический импеданс. 3]
Hunteria umbellata H 2 SO 4 и HCl Уменьшение Увеличение Потеря веса Langmuir [2]
Vernonia H 2 SO 4 De складка Увеличение Потеря веса, газометрия и термометрические измерения Ленгмюра [52]
Ним Соленая вода Выполнено при постоянной температуре Увеличение Потеря веса - [ 24]
Африканское хлебное дерево H 2 SO 4 Увеличение Увеличение Потеря веса Freundlich [53]
Ligularia fischeri Уменьшение HCl Увеличение Потеря веса, потенциодинамическая поляризация, Тафелевская поляризация и спектроскопия электрохимического импеданса Ленгмюра [54]
Phyllanthus amarus HCl Уменьшение поляризации 16 Уменьшение поляризации 16 Уменьшение поляризации Ленгмюра [55]
Elaeis guineensis HCl Уменьшение Увеличение Потеря веса, потенциодинамическая поляризация и электрохимическая импедансная спектроскопия Алоэ вера HCl Уменьшение Увеличение Потеря веса и электрохимический импеданс Ленгмюра [57]

Это можно увидеть из обзорной литературы В таблице указано, что в течение примерно двух лет проводились активные исследования по применению растительных экстрактов в качестве ингибиторов зеленой коррозии для мягкой стали.Таким образом, анализ резюме обзора, приведенного выше в таблице 2, представлен ниже.

6.1. Коррозионные среды

Исследование в основном проводилось в серной и соляной кислотах, а в некоторых случаях и в обеих средах, и таким образом охватывало достоверное представление реальных промышленных сценариев, в которых используется сталь, подверженная воздействию этих кислот. Интересно отметить, что азотнокислая [23] и солевая [24] среды также были исследованы, хотя и в единичных случаях. Исследования, проведенные в среде промышленных сточных вод [25], показывают, что применение ингибиторов зеленой коррозии в реальных сточных водах начинает проявляться, и это может привести к широкомасштабному внедрению.

6.2. Эффект увеличения концентрации ингибитора и температуры эффективности ингибирования

Эффект повышения концентрации ингибитора привел к увеличению эффективности ингибирования для всех исследований, за исключением экстракта из Caesalpinia pulcherrima [26], где эффективность ингибирования увеличивается с уменьшением концентрации ингибитора. Это обнадеживает, потому что это означает, что зеленые ингибиторы можно использовать в низких концентрациях, что делает их дешевле и экологичнее.В большинстве случаев эффективность ингибирования снижалась с повышением температуры, что доказывает эффективность процесса при комнатной температуре или низких температурах. В некоторых немногих случаях [3, 23, 27, 28] эффективность ингибирования была высокой при высокой температуре, и это может быть преимуществом, когда мягкая сталь используется в высокотемпературных применениях.

6.3. Методы, используемые для изучения эффективности ингибирования, типа ингибитора и процесса адсорбции

Во всех случаях для измерения эффективности ингибирования использовали метод потери веса.Другой популярный метод - гравиметрический анализ. Потенциодинамическая поляризация и спектроскопия электрохимического импеданса в основном использовались для определения типа ингибитора и процесса адсорбции. В некоторых случаях в дополнение к вышеперечисленным также использовались тафелевская поляризация, газометрические и термометрические методы. Адсорбция растительных экстрактов и кислотных ионов на поверхности мягкой стали в большинстве исследований проводилась по модели изотермы Ленгмюра.

7. Заключение

Из приведенного выше обсуждения совершенно очевидно, что натуральные растительные экстракты являются эффективными ингибиторами зеленой коррозии против низкоуглеродистой стали.Методы потери веса, электрохимического импеданса и потенциодинамической поляризации в основном использовались для подтверждения ингибирования коррозии в средах с серной или соляной кислотой. Большой потенциал все еще не реализован, особенно компьютерное моделирование основных компонентов экстракта для мягкой стали. Это поможет установить детальные механизмы ингибирования коррозии. Работа по изучению реальных промышленных стоков или реальных жизненных ситуаций ограничена. Необходимы дальнейшие работы по изучению этих растительных материалов в других агрессивных средах, таких как диоксид углерода, диоксид серы и сероводород.Дальнейшие исследования также должны быть сосредоточены на экстракции и выяснении структуры активных экстрактов растений, чтобы установить структуру этих соединений, чтобы помочь понять процесс ингибирования коррозии. Также необходимо провести масштабные эксперименты для промышленного применения, чтобы коммерциализировать эти натуральные экстракты, чтобы эффективно заменить обычные химические вещества, используемые в настоящее время для борьбы с коррозией.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов относительно публикации этой статьи.

.

Самовосстанавливающиеся оксиды металлов могут защитить от коррозии

Предоставлено: Массачусетский технологический институт.

Исследователи обнаружили, что твердое оксидное защитное покрытие для металлов может при нанесении достаточно тонкими слоями деформироваться, как если бы оно было жидкостью, заполняя любые трещины и зазоры по мере их образования.

Тонкий слой покрытия должен быть особенно полезен для предотвращения утечки крошечных молекул, которые могут проникать через большинство материалов, таких как газообразный водород, который может использоваться для питания автомобилей на топливных элементах, или радиоактивный тритий (тяжелая форма водорода), который образуется внутри активных зон атомных электростанций.

Большинство металлов, за исключением золота, склонны к окислению при воздействии воздуха и воды. Эта реакция, которая приводит к образованию ржавчины на железе, потускнению серебра и побелению меди или латуни, может со временем ослабить металл и привести к трещинам или разрушению конструкции. Но есть три известных элемента, которые образуют оксид, который на самом деле может служить защитным барьером для предотвращения дальнейшего окисления: оксид алюминия, оксид хрома и диоксид кремния.

Джу Ли, профессор ядерной инженерии и науки в Массачусетском технологическом институте и старший автор статьи, описывающей новое открытие, говорит, что «мы пытались понять, почему оксид алюминия и диоксид кремния являются особыми оксидами, обеспечивающими отличную коррозионную стойкость."Статья опубликована в журнале Nano Letters .

Команда, возглавляемая аспирантом Массачусетского технологического института Ян Яном, использовала узкоспециализированные инструменты для детального наблюдения за поверхностью металлов, покрытых этими «особыми» оксидами, чтобы увидеть, что происходит, когда они подвергаются воздействию кислородной среды и подвергаются стрессу. В то время как большинство просвечивающих электронных микроскопов (ПЭМ) требуют, чтобы образцы исследовались в высоком вакууме, команда использовала модифицированную версию, называемую ПЭМ окружающей среды (E-TEM), которая позволяет исследовать образец в присутствии представляющих интерес газов или жидкостей.Устройство использовалось для изучения процесса, который может привести к типу разрушения, известному как коррозионное растрескивание под напряжением.

Металлы, находящиеся под давлением внутри корпуса реактора и в среде перегретого пара, могут быстро коррозировать, если не защищены. Даже при наличии твердого защитного слоя могут образовываться трещины, которые позволяют кислороду проникать к оголенной поверхности металла, где он затем может проникать в границы раздела между металлическими зернами, составляющими объемный металлический материал, вызывая дальнейшую коррозию, которая может проникать глубже и приводить к структурному разрушению.«Мы хотим, чтобы оксид был жидким и устойчивым к растрескиванию», - говорит Ян.

Исследователи обнаружили, что твердое оксидное защитное покрытие для металлов может при нанесении достаточно тонкими слоями деформироваться, как если бы оно было жидкостью, заполняя любые трещины и зазоры по мере их образования. Предоставлено: Кристин Данилофф / Массачусетский технологический институт.

Оказывается, старый резервный материал покрытия, оксид алюминия, может обладать именно жидким течением даже при комнатной температуре, если его сделать достаточно тонким слоем, примерно от 2 до 3 нанометров (миллиардных долей метра). толстый.

«Традиционно люди думают, что оксид металла будет хрупким и подверженным растрескиванию», - говорит Ян, объясняя, что никто не продемонстрировал обратного, потому что очень трудно наблюдать поведение материала в реальных условиях. Именно здесь в игру вступила специализированная установка E-TEM в Брукхейвенской национальной лаборатории, которая является одним из 10 таких устройств в мире.«Никто никогда не наблюдал, как он деформируется при комнатной температуре», - говорит Ян.

«Впервые мы наблюдаем это при почти атомарном разрешении», - говорит Ли. Этот подход продемонстрировал, что слой оксида алюминия, обычно настолько хрупкий, что может разрушиться при напряжении, когда он сделан очень тонким, почти так же деформируется, как сравнительно тонкий слой металлического алюминия - слой намного тоньше алюминиевой фольги. Когда оксид алюминия наносится на поверхность объемного куска алюминия, жидкий поток «сохраняет алюминий покрытым» своим защитным слоем, сообщает Ли.

Исследователи продемонстрировали внутри E-TEM, что алюминий с его оксидным покрытием можно растянуть более чем вдвое, не вызывая появления трещин, говорит Ли. По его словам, оксид «образует очень однородный конформный слой, который защищает поверхность без границ зерен и трещин», даже под действием растяжения. Технически материал представляет собой своего рода стекло, но оно движется как жидкость и полностью покрывает поверхность, если оно достаточно тонкое.

«Люди не могут представить, что оксид металла может быть пластичным», - говорит Ян, имея в виду способность металла деформироваться, например, вытягиваться в тонкую проволоку.Например, сапфир представляет собой форму точно такого же материала, оксида алюминия, но его объемная кристаллическая форма делает его очень прочным, но хрупким материалом.

Самовосстанавливающееся покрытие может иметь множество потенциальных применений, говорит Ли, отмечая преимущество его гладкой, непрерывной поверхности без трещин или границ зерен, которые могут проникнуть в материал.


Открытие жидких металлов открывает новую волну в химии и электронике
Дополнительная информация: Ян Ян и др.Жидкоподобный самовосстанавливающийся оксид алюминия во время деформации при комнатной температуре, Nano Letters (2018). DOI: 10.1021 / acs.nanolett.8b00068 Предоставлено Массачусетский Технологический Институт

Этот рассказ переиздан с разрешения MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), популярный сайт, на котором освещаются новости об исследованиях, инновациях и обучении MIT.

Ссылка : Самовосстанавливающиеся оксиды металлов могут защитить от коррозии (2018, 4 апреля) получено 29 октября 2020 с https: // физ.org / news / 2018-04-самовосстановление-оксиды металлов-коррозия.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Смотрите также