Введение к работе
Актуальность темы обусловлена необходимостью снижения прямых и косвенных потерь, связанных с различными видами коррозионного разрушения металлоизделий, широкого поиска эффективных полифункциональных присадок к минеральным маслам с целью разработки и создания консерва-ционных материалов (КМ) для решения проблемы защиты металлоизделий (машин, механизмов, их деталей, а также запасных частей с их огромной номенклатурой) от атмосферной коррозии. В настоящее время, учитывая экономическую ситуацию в стране, существующая обширная номенклатура КМ на масляной основе практически сводится на нет их дефицитом. Проблема, усугубляется значительным подорожанием металлоизделий и подобной тенденцией на ближайшее обозримое будущее, что доказывается реальными инфляционными ожиданиями специалистов. Разница между стоимостью новой техники, часто не вырабатывающей из-за коррозии амортизационный срок службы, и затратами на противокоррозионные мероприятия неуклонно возрастает.
Многие годы существовала техническая политика создания КМ, которая исходила из целесообразности разработки сложных, многокомпонентных защитных композиций, число составляющих которых, в среднем, насчитывает 5-10 компонентов и включает пленкообразователи, ингибиторы коррозии, пластификаторы, модифицирующие добавки и растворитель-основу. Научная концепция разработки таких составов предусматривает необходимость выполнения каждым компонентом композиции строго определенной, отведенной ему функции. Такие КМ характеризуются низкой технологичностью в производстве и применении. Подобное положение вещей существенно осложняет научно-обоснованную оценку оптимизации состава и затрудняет его разработку. Кроме того, серьезным недостатком многокомпонентных КМ является невозможность функционального и экономического приведения их составов в соответствие с коррозионной агрессивностью среды, а также существенное сужение сырьевой базы производства противокоррозионных композиций.
В этих условиях особенно необходима разработка достаточно эффективных, но весьма дешевых методов защиты от коррозии с использованием материалов, обеспеченных надеж-
ной сырьевой базой. Одним из таких путей является снижение коррозионной, а с ней и экологической напряженности, изменение технической политики разработки и наработки консерва-ционных составов для защиты техники, оборудования, их узлов и запасных частей от атмосферной коррозии. Суть ее в tqm, чтобы многокомпонентные составы, дорогостоящие и малотехнологичные, заменить малокомпонентными. Одно из направлений - использование полифункциональных присадок к растворителю-основе (РО), которые представляют собой индивидуальные соединения или гомологические смеси и, прежде всего, отходы производства химической, нефтехимической промышленности.
Цель работы заключалась в проведении оценки целесообразности использования малокомпонентных составов на основе полифункциональных добавок гидразекс-89 и гидразекс-79 или производных полиэтиленполиамина и трансформаторного, отработанного и индустриального масел в качестве защитных материалов. Исследованные присадки представляют собой продукты, высвобождающиеся в результате конверсии (гидразексы), либо получаемые из отходов нефтеперерабатывающих производств (ТВК-1). Их применение позволяет помимо снижения коррозионных потерь металла решить ряд экологических проблем.
Задачи работы:
1. Оценить защитную эффективность консервационных
составов на основе гидразексов и аминоамидов жирных кислот
как функцию концентрации ПАВ, уровня водопоглощения,
природы коррозионной среды. Исследовать их влияние на ки
нетику парциальных электродных реакций в условиях атмо
сферной коррозии.
2. Оценить загущающую способность гидразексов и
производных ПЭПА по отношению к растворителю-основе и
определить оптимальные концентрации противокоррозионных
присадок.
-
Выяснить природу влияния уровня водопоглощения и водопроницаемости формирующихся защитных пленок на основе гидразексов и аминоамидов жирных кислот. ,
-
Исследовать реологические свойства сухих и обводненных защитных композиций; влияние мицеллярной и эмульсионной структуры на физико-химические и защитные характеристики составов.
5. Рассчитать оптимальные расходные коэффициенты составов для защиты от атмосферной коррозии сельскохозяйственной техники различного назначения в условиях ее межсезонного хранения на открытой площадке и под навесом.
Научная новизна.
-
Впервые экспериментально установлены закономерности влияния неингибированной и ингибированной гидразек-сом (далее Г89 и Г79) или аминоамидом (ТВК-1) защитной масляной пленки на кинетику парциальных электродных реакций на углеродистой стали, находящейся в объеме раствора 0,5 м NaCI или Na2S04.
-
Проведено систематическое исследование влияния природы и концентрации присадок и энгульгированной воды как собственной фазы в составе поверхностной масляной пленки на коррозию углеродистой стали в объеме растворов хлорида или сульфата натрия, в натурных условиях и в термовлаго-камере Г-4.
-
Исследованы вязкостные характеристики систем на основе гидразексов и аминоамидов жирных кислот в минеральных маслах, как функцій большого количества факторов (природа растворителя, концентрация ПАВ, температура, содержание воды). Проведено сопоставление закономерностей изменения загущающей способности.
-
Исследована связь условий образования, структуры и состава систем на основе гидразексов и аминоамидов в маслах и защитной эффективности при атмосферной коррозии стали.
-
Изучены кинетика и механизм массопереноса воды через защитные масляные пленки к корродирующей поверхности металла, покрытой пленкой консервационных материалов.
Прикладное значение. Полученные результаты могут быть использованы для создания малокомпонентных высокоэффективных консервационных составов нового поколения для защиты от атмосферной коррозии металлоизделий в машиностроении, металлургической, химической и оборонной промышленности и в сельскохозяйственном производстве различных форм собственности.
'' Положения, выносимые на защиту.
1. Данные по защитной эффективности ТВК-1, Г89 и их аналогов, вводимых в минеральные масла в качестве ингибито-
ров атмосферной коррозии углеродистой стали. Влияние природы связанного азота на защитную эффективность ТВК-1 и его аналогов.
-
Экспериментально установленные закономерности влияния неингибированной и ннгибированнои гидразексом и ТВК-1 защитной масляной пленки (сухой и обводненной) на кинетику парциальных электродных реакций на углеродистой стали.
-
Экспериментально установленные закономерности, определяющие вязкостные характеристики составов и влияние концентрации ПАВ, воды, температуры и других факторов на загущающее действие исследуемых присадок.
-
Экспериментально установленные закономерности, характеризующие влияние концентрации Ґ89 и ТВК-1, содержания воды, температуры и других факторов на структуру содержащих их композиций.
-
Экспериментально установленные закономерности кинетики и механизм массопереноса воды через защитные масляные пленки к корродирующей поверхности металла и их интерпретация.
Аппробация работы. Основные результаты работы докладывались на 7-й областной конференции «Проблемы коррозии и защиты металлов в неводных и смешанных растворителях», Тамбов, 1991; Всероссийской конференции по коррозии, Тамбов, 1999; на научных конференциях аспирантов и преподавателей ТТУ им. Г.Р. Державина в 1998-2000; 4-й региональной научно-технической конференции «Проблемы региональной экологии», Тамбов, 2000.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 4 статьях и 7 тезисах докладов.
Объем работы. Диссертация содержит 180 страниц машинописного текста, в том числе 51 рисунок и 21 таблицу; состоит из введения, 4 глав и обобщающих вьшодов. Библиография включает 155 наименований отечественных и зарубежных авторов:
