Введение к работе
- I Лкту_альнорть_темы. В настоящее время мировое производство стали -"'достигло почти 1,5 миллиарда тонн в год, причем низкоуглеродистые ст2лл по-прэкнему остаются основным конструкциошшм материалом. Около 70S всех стальних изделий, -".е. большинство всех стальных конструкций защищаются от коррозии лакокрасочными материалами. Объем окрасочных антикоррозионных работ,. включая периодическое перекрашивание стальных конструкций, за каждые 20 лет увеличивается в 5 раз. Постоянно возрастающий объем работ, дефицит средств для подготовки стальных конструкций под окраску механическим методом, недостаточный о^ем производства антикоррозиошшх грунтовок, содержащих дорогостоящие пассивирующие пигменты, обусловливают актуальность поисков новых антикоррозионных материалов и методов защиты прокорродировавшей стали, в частности с помощью преобразователей ржавчины (ПР).
Наиболее перспективным!! являются водно-эмульсионные (на базе каучуковых латексов) ташжнсодержащие ПР с почти нейтральным рН 5,0-6,5, отличающиеся от традиционно применяемых сильно кислых составов. Применению этих ПР препятствует отсутствие в них ингибиторов коррозии, которые бы могли обеспечить более надежную и длительную защиту стали.
Рациональный выбор ингибиторов коррозии для водно-эмульсионных ПР требует создания научных принципов ингибирования, учитывающих особенности защиты прокорродированной стали с активными очігамп коррозии, наличие на ней агрессивных анионов и одновременного протекания процесса преобразования продуктов коррозші п труднорастворкмые таннаты железа.
Отсутствие достаточно четких и обоснованных представлений о
механизме действия таннина в ПР такке являлось серьезным препятствием для ефективного ингибирования коррозии в их составах. Несмотря на многообразие путей ингибироьания коррозия металлов, оставалось неясным какие из них моі'У- елективно быть совмещены с действием ПР, особенно содэркедих в своем составе такие активные компоненти, как т&пшш.
Цель_работы. Исследование механизма действия растительных твншшов на растворение келеза и научно обоснованный подбор эффективных ингибиторов для таннинсодержащшс сред, эффективно действующих в условиях преобразования продуктов коррозии.
Нау_чная_ндвизна. Впервые изучено влияние микозного танншга (ЫГ) на коррозионно-электрохж.йгюское поведение железа в широкой области электрохимических потоздиалои. Доказано, что депассивирую-щее действие ЫГ в значительной степени обусловлено подкисленном приэлэктродного слоя, происходящий при реакции комплексообразова-ния. Пассивирующие свойства МТ реализуются лишь б условиях Оуфери-рования нейтральных или слабсцолочишс срод и при наличии на поверхности железа первичных оксидных пленок. Формирование же защитных слоев трудяорастворжяи. таїшатов - медленный процесс, а неоднозначность поведения МТ но отношению к келезу подтвердила целесообразность применения ингибиторов коррозии в ПР.
Результатами электрохимических исследований установлено, что МТ в нейтральной и слабокислой средах проявляет слабые восстановительные свойства по отношению к оксидам железа и поэтому оказывает лишь стабилизирующее действие на магнетит.
Впервые доказано, что инициирование преобразования ржавчины в слабокислых и нейтральных средах связано с выходом ионов Fe(n) ь раствор при потенциалах активного растворения железа либо с присутствием ионов Fe в продуктах коррозии. Выявлена благотворная роль
кратковременной катодной поляризации металла и присутствия в продуктах коррозии агрессивных анионов (например, С1~и SO.2-) на преобразование ржавчины ташпшами.
Впервые проанализированы возмогзшо пути ингибирования коррозии стали з таннинных растворах и продемонстрирована ео"моясность пассивации железа окислителями (хромат) и поверхностно-активными анионами (фенилундеканат натрия). Исходя из механизма преобразующего действия танюша, обоснована эффективность катодных и смешанных ингибиторов коррозии, относящихся к различным классам органических соединении.
ЇЇЕкї;?іеская_ценность. Разработаны эффективные метода преобразования ржавчины при применении слабокислых ПР, содержащих тэн-нины (инициирование преобразования продуктов коррозии использова-нием агрессивных анионов, содержащихся в продуктах коррозии или кратковременной электрохимической; поляризацией стали).
Разработаны водно-эмульсионные IP, не содержащие минеральных кислот, которые внедрены в Польше и применяются для антикоррозионной запиты стальных конструкция и изделии различного типа. Экономический эффект от производства и их применения (КОМПЛЕКСОВ) за период с 1986 по 1989 годы составил около 200 млн.злотых/год (около 100 тыс.рублей/год).
Созданы новые водно-эмульсионкые составы - грунтовки (РЕНО-КОР), содержащие ингибиторы коррозии, для зашиты прокорродировзЕ--иеи стальной поверхности. Введение ингибитора позволило увеличить срок полной защиты ими стали в условиях агрессивной промышленной атмосферы в 2-3 раза.
Предложена новая технология защиты прокорродировавшей поверхности стали, полошітельно зарекомендовавшая себя в жестких условиях морской агмосфэры (на верхней палубе корабля в рейсе Гданьск -
Кобэ (Япония) - Гданьск). Она заключается в применении комбинированного покрытия, состоящего из слоя ПР и верхнего воскового инги-бировашюго состава.
Пдложениях_Е1шосише_на_за1длту.
таннин стимулирует растворение железа в средах близких к нейтральным из-за подкислекия приэлектродного слоя, ьызванного депротокизацией таннина при его комллексообразованмі с Ре(Ш;
пассивирующее действие таншша аффективно лишь в нейтральных и слабощелочных растворах при наличии буферных свойств среды к наличии на поверхности железа (стали) первичных оксидных пленок:
в средах с р№*7,0 таннин проявляет слабые восстановительные свойства по отношению к оксидам железа; их преобразование имеет автокаталитический характер и протекает через стадии: растворение - комплексообразование - окисление - осаждение;
инициирование преобразования таншшом продуктов коррозии возможно путем кратковременной электрохимической поляризации, а также за счет агрессивных анионов, содержащихся в продатстах коррозии;
активирование растворения хелеза (стали) таннидом может быть подавлено добавкой окислителей (хроматы) или поверхностно-активных анионов (фешыундеканаг натрия);
- эффективное повышение антикоррозионных свойств водно-
эмульсионных составов при сохранении их способности преобразовы
вать ржавчину в труднорастворимые таннаты достигается введением в
них органических ингибиторов катодного или смешанного типа.
Апробация_работц. Материалы диссертации докладывались на симпозиуме по антикоррозионной защите в строительстве (г.Ченстохова, Польша, 1985 г.); на семинаре ШП по вопросам защитных покрытий (г.Варшава, Польша, 1985 г.); на симпозиуме по защите сельскохо-
зяйствеїшсй техники (г.Гданьск, Польша, 1986 г.): на ХХШ заседании Совета Уполномоченных по проблеме СЭВ "Зашита металлов от коррозии" (Пгранка, Польша, май 1987 г.); на 17-ой конференции по защите от коррозии в энергетике (17-ое мероприятие Вроцлавского политехнического института, Польша, 1987 г.); на конференции г? зашито от коррозии конструкция и оборудопания (г.Албэна, Болгария, 1989 г.); на IX Европейском конгрессе по коррозии (г.Утрехт, Голландия, октябрь 1989 г.); на Ш конференции по защите от коррозии "КОГРОЗИЯ-ЭО" (Шклярска ПоремОа - Вроцлав, Польша, 1990 г.): на vn Европейском симпозиуме по ингибиторам коррозии (г.Феррара, Италия, сентябрь 1990 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 статей, получено 5 патентов Польши, а также авторское свидетельство СССР.
Структура_и_объем_работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и выводов, библиографии, включащей 196 источников и іфиложения. Работа изложена на 165 стр., содержит 37 рис., II таблиц.
