ضدخوردگی در محلول های تقریبا خنثی

خوردگی فلزات در محلول های خنثی از جنبه های مختلف با محلول های اسید متفاوت است. در محلول های اشباع شده هوا ، واکنش کاتدی اصلی در محلول های خنثی، کاهش اکسیژن محلول است، در حالیکه در محلول اسیدی ایجاد هیدروژن است. سطوح فلز خورنده در محلول اسید عاری از اکسید است، در حالیکه که در محلول های خنثی سطوح فلزی با فیلم های اکسید ها ، هیدروکسیدها یا نمک ها به دلیل کاهش محلول در این گونه ها پوشانده شده است. به دلیل این اختلافات ، موادی که باعث جلوگیری از خوردگی در محلول اسید با جذب در سطوح عاری از اکسید می شود، به طور کلی از خوردگی در محلول خنثی جلوگیری نمی کنند.
مهار کننده های خوردگی معمولی برای محلول های تقریبا خنثی آنیون های ضعیف هستند. اسیدها، که مهمترین آنها در عمل، کرومات، نیتریت، بنزوات، سیلیکات ، فسفات و بورات هستند. فیلم های اکسید غیر فعال در فلزات مقاومت بالایی در برابر انتشار یون های فلزی دارند و واکنش آندی در انحلال فلز مهار می شود. این مهار کننده های خوردگی آنیونی اغلب بعنوان مهارکننده های خوردگی آندی شناخته می شوند و مهارکننده کاتدی برای جلوگیری از خوردگی آهن، روی، آلومینیوم، مس و آلیاژهای آنها در محلول های تقریباً خنثی استفاده می شوند. عملكرد آنيون هاي بازدارنده بر خوردگي فلزات در محلول تقریبا خنثي شامل توابع مهم زير است:
• کاهش میزان انحلال فیلم اکسید غیرفعال
• ترمیم فیلم اکسید با ارتقاء اصلاحات اکسید
• ترمیم فیلم اکسید با پر کردن منافذ با ترکیبات نامحلول
• جلوگیری از جذب آنیون های تهاجمی
از بین این توابع، مهمترین آنها تثبیت فیلم اکسید غیرفعال با کاهش سرعت انحلال آن است ، آنیون های مهارکننده خوردگی احتمالاً با یون فلزی اکسید (یعنی Fe3+ ، Zn2+ ، Al3+) یک مجموعه سطح را تشکیل می دهند، به گونه ای که پایداری این مجموعه نسبت به مجتمع های آنالوگ با آب، یون های هیدروکسیل یا آنیون های تهاجمی بیشتر است. تثبیت فیلم های اکسید با استفاده مجدد از اهميت نیز مهم است. به نظر نمی رسد پر شدن منافذ با تشکیل ترکیبات نامحلول یک عملکرد اساسی باشد اما در گسترش دامنه شرایطی که مهار آن به دست می آید بسیار ارزشمند است. از بین بردن جذب آنیون های تهاجمی با مشارکت در تعادل جذب رقابتی برگشت پذیر در سطح فلز ، به نظر می رسد بیشتر مربوط به رفتار جذب عمومی آنیون ها و نه به یک خاصیت خاص آنیون های مهاری است. مهار محلول های خنثی نیز می تواند به دلیل رسوب ترکیبات، روی یک سطح فلزی، که می تواند فیلم های محافظ را تشکیل داده یا تثبیت کند. مهارکننده خوردگی ممکن است توسط رسوب یا واکنش، یک فیلم سطحی از نمک نامحلول تشکیل دهد. این فیلم های نمکی که اغلب کاملاً ضخیم هستند و حتی قابل مشاهده هستند، انتشار اکسیژن محلول را به سطح فلز محدود می کنند. آنها رسانای الکترونیکی ضعیفی هستند، از این مهار کننده ها بعنوان مهارکننده های خوردگی کاتدی استفاده می شود.

خوردگی آهن

خوردگی آهن (یا فولاد) در شرایط مناسب می تواند توسط آنیون های اسیدهای ضعیف مهار شود. با این حال، آنیون های دیگر، به ویژه آنهایی که اسیدهای قوی هستند، تمایل دارند که از عمل آنیو نهای مهاری جلوگیری کرده و تجزیه فیلم اکسید محافظ را تحریک کنند. نمونه هایی از چنین آنیون های تهاجمی شامل هالیدها ، سولفات ها و نیترات است.
مهار خوردگی آهن در آب مقطر فقط زمانی اتفاق می افتد که غلظت آنیون بیش از یک مقدار بحرانی باشد. در غلظت های زیر مقدار بحرانی، آنیون های بازدارنده خوردگی ممکن است تهاجمی عمل کرده و تجزیه فیلم های اکسید را تحریک کنند. آنیون های مهارکننده خوردگی مؤثر غلظت های مهمی برای مهار خوردگی دارند. تعدادی از آنیون ها به دلیل قدرت بازدارنده آنها نسبت به فولاد طبقه بندی شده اند، که از غلظت های مهار کننده مهم آنها تمیز داده می شوند.
آنیون های مهار کننده خوردگی در جلوگیری از خوردگی آهن فقط در مقادیر pH قلیایی تر از یک مقدار مهم موثر هستند. این pH بحرانی به آنیون بستگی دارد. مهار خوردگی آهن توسط آنیون ها به حداقل درجه بحرانی قدرت اکسید کننده در محلول احتیاج دارد. این به طور معمول توسط اکسیژن محلول موجود در محلول های اشباع هوا تأمین می شود. هنگامی که آنیون های تهاجمی در محلول موجود هستند ، غلظت های مهم آنیون های مهاری مورد نیاز برای حفاظت از آهن افزایش می یابد. غلظت بحرانی آنیون مورد نیاز برای مهار خوردگی آهن ممکن است با افزایش زبری سطح افزایش یابد. به طور کلی، با افزایش دما غلظت های مهم آنیون های مورد نیاز برای محافظت از فولاد افزایش می یابد..

خوردگی روی (ZN)

تأثیر آنیون های مهارکننده خوردگی و تهاجمی بر خوردگی روی (Zn) به طور گسترده شبیه به اثرات مشاهده شده با آهن است. بنابراین با افزایش غلظت، آنیون ها تمایل به افزایش خوردگی دارند اما ممکن است مهار بالاتر از غلظت بحرانی باشد. مهار خوردگی روی تا حدی دشوارتر از آهن است. با این حال، مهار خوردگی روی در حضور آنیون هایی مانند کرومات، بورات و نیتروسینامات مشاهده می شود که این ماده همچنین مهار کننده های خوبی برای خوردگی آهن هستند. آنیون هایی مانند سولفات، کلراید و نیترات نسبت به روی تهاجمی هستند و از طریق آنیون های مهار کننده خوردگی از محافظت در آنها جلوگیری می کنند. وجود اکسیژن در محلول برای محافظت توسط آنیون های مهاری ضروری است. همانطور که در مورد آهن وجود دارد، فشار اکسیژن بیشتر از جوی یا افزایش در اکسیژن با هم زدن سریع می تواند منجر به محافظت از روی در آب مقطر شود. مهار خوردگی روی (Zn) به آسانی در محدوده pH 9 تا ۱۲ رخ می دهد، که تقریباً در ناحیه با کمترین حلالیت هیدروکسید روی مطابقت دارد.
روش هایی که آنیون های بازدارنده بر خوردگی روی تأثیر می گذارند به طور عمده مشابه موارد فوق در مورد آهن است. در مهار کرومات، جذب موضعی کروم در غلظت های کم کرومات و در حضور یون های کلرید رخ داده است. آنیون های مهار کننده نیز باعث افزایش ذرات روی می شوند (مثلاً غیرفعال کردن در محلول های آنیون مهاری، بورات نسبت به محلولهای آنیون های غیر مهارکننده، کربنات و بی کربنات بسیار آسانتر است). پتانسیل مهاری بازدارنده خوردگی ، مشابه آن با آهن، برای روی در محلول های بورات مشاهده شده است. بنابراین آنیون های مهار کننده باعث تقویت فیلم اکسید روی فلز روی (Zn) با استفاده مجدد با اکسید روی می شوند.

خوردگی آلومینیوم

هنگامی که آلومینیوم در آب غوطه ور می شود، فیلم اکسید شده هوا از ϒ-آلومینا در ابتدا ضخیم می شود (با سرعتی بیشتر از هوا) و سپس یک لایه بیرونی از آلومینای هیدراته کریستالی تشکیل می شود، که در نهایت تمایل به خنثی کردن واکنش دارد. در محلول های اشباع نشده تقریبا خنثی، خوردگی آلومینیوم به طور کلی توسط آنیون ها که برای آهن مهار کننده هستند مهار می شود. مهار همچنین در محلولهای حاوی یونهای سولفات یا نیترات ، که نسبت به آهن تهاجمی هستند رخ می دهد. آنیون های تهاجمی برای آلومینیوم شامل یون های هالید، F، Cl ، Br، I هستند که باعث خوردگی حفره ای می شوند و آنیون هایی که مجتمع های محلول با آلومینیوم را تشکیل می دهند (به عنوان مثال ، سیترات و تارتارات) که باعث حمله عمومی می شوند. اثرات رقابتی، شبیه به چیزی که بر روی آهن مشاهده می شود، در عمل مخلوط آنیون های مهاری و یون های کلرید بر روی آلومینیوم مشاهده می شود.
در محلول های تقریباً خنثی و تخریب شده، فیلم اکسید روی آنودایز شده آلومینیوم در محلول های آب مقطر و کلرید، و همچنین در محلول های آنیون های مهاری، پایدار و محافظت می شود. بنابراین مهار خوردگی آلومینیوم توسط آنیون ها با آهن یا روی متفاوت است زیرا وجود اکسیژن در محلول برای تثبیت فیلم اکسید لازم نیست. در مهار خوردگی توسط یون های کرومات، تعامل آنها با فیلم اکسید بر روی آلومینیوم نشان داده شده است که منجر به تشکیل یک لایه بیرونی فیلم می شود که به دلیل مقاومت الکترونیکی بالا و میزان انحلال پایین، محافظت بیشتری دارد. همچنین برای جلوگیری از جذب و نفوذ یون های کلرید به فیلم اکسید آلومینیوم، یون های کرومات نیز یافت شد.

روش های کاربرد بازدارنده های خوردگی

انتخاب یک بازدارنده خوردگی از اهمیت ویژه ای برخوردار است، اما استفاده صحیح از یک مهار کننده خوردگی از اهمیت بیشتری برخوردار است. اگر یک بازدارنده خوردگی نتواند به نواحی خورنده وارد شود، نمی تواند مؤثر باشد. حداکثر محافظت در برابر خوردگی را می توان با تزریق مداوم مهار کننده خوردگی از طریق یک رشته لوله دوگانه، یک لوله مویین، یک دریچه بغل جانبی یا حتی لوله های سوراخ دار حاصل کرد. هر یک از این روش ها یک ماده باقیمانده بازدارنده برای محافظت در برابر خوردگی را تأمین می کنند. میزان استفاده یا غلظت بازدارنده خوردگی بر اساس میزان مایعات تولید شده به بهترین وجه بستگی دارد و بسته به شدت شرایط می تواند از حدود ۵۰ ppm تا بیش از ۱۰۰۰ ppm باشد.

خوردگی اتمسفری و گازی

بازدارنده های خوردگی فاز بخار (VCI)، ابزاری بسیار اقتصادی و قدرتمند در مبارزه با آسیب خوردگی اتمسفری یا گازی هستند که به فلزات و آلیاژها وارد شده است. مهار خوردگی فرار بر اساس تهویه محیط با مقدار کمی از مواد بازدارنده برای دستیابی به یک اثر محافظتی است. یک ترکیب ضد خوردگی VCI علاوه بر بی ثبات بودن، لازم است تا اثرات الکتروشیمیایی مانند تغییر پتانسیل در قسمت پراکنده لایه دوتایی را کنترل کند که مهاجرت اجزای واکنش الکترود را کنترل می کند. اولین شرط برای کارآیی خوب یک مهار کننده فاز بخار ، وجود آن در توانایی دستیابی به سطح فلزی که باید محافظت شود، است. مورد دوم میزان انتقال مولکول نباید خیلی آهسته باشد تا بتواند از حمله اولیه سطح فلز توسط محیط تهاجمی قبل از عمل مهار کننده خوردگی جلوگیری کند. این دو شرط تا حدودی به فشار بخار مهارکننده خوردگی، بخشی از آن به فاصله بین منبع (های) بازدارنده خوردگی و سطوح فلزی و بخشی از آن به دسترسی سطوح مرتبط است.
فشار بخار یک ترکیب شیمیایی به ساختار شبکه های بلوری و ویژگی پیوندهای اتمی در مولکول بستگی دارد. از این نظر، اجزای آلی مولکول به طور کلی از تغییرات ساختار بازدارنده خوردگی تبعیت می کنند. یک مهار کننده خوردگی بی خطر و مناسب باید فشار بخار خیلی زیادی نداشته باشد. تنها ترکیباتی که دارای فشار بخار قابل توجهی در شرایط جوی هستند و می توانند به عنوان لایه الکترولیتی مهارکننده های خوردگی با تغییر الکتروشیمیایی سینتیک واکنش های الکترود عمل کنند باید به عنوان VCI طبقه بندی شوند. آمین های خنثی کننده دارای فشار بخار قابل ملاحظه ای هستند و برای فلزات آهنی مهار کننده های مؤثر هستند ، اما مکانیسم آنها بر اساس تنظیم مقدار pH الکترولیت است، بنابراین شرایطی ایجاد می شود که برای شکل گیری زنگ زدگی مناسب نیست. از این رو، آن ها لزوماً نباید به عنوان مهارکننده های خوردگی فرار طبقه بندی شوند.
ترکیبات فرار به سرعت به غلظت بخار محافظ می رسند، اما در مورد محوطه هایی که از جنس هوای آزاد نیستند، مصرف آن مهارکننده بیش از حد است و دوره محافظت مؤثر کوتاه است. مهار کننده های فشار بخار پائین به سرعت مصرف نمی شوند و می توانند محفاظت با ماندگاری بیشتری ایجاد کنند. با این حال، زمان بیشتری برای رسیدن به یک غلظت بخار موثر، مورد نیاز است، یک غلظت مهار کننده موثر است ممکن است هرگز به دست نیاید. بنابراین ، ترکیب شیمیایی مورد استفاده بعنوان یک مهارکننده خوردگی فرار نباید فشار بخار خیلی زیاد یا خیلی پایین داشته باشد ، اما مقداری فشار بخار بهینه لازم است.

فروش مواد شیمیایی ضدخوردگی

شرکت دکتر کمیکال تامین کننده مواد شیمیایی ضدخوردگی مورد نیاز صنعت می باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه خرید مواد شیمیایی و قیمت با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید.

مهارکننده جذب شده ممکن است یک فیلم سطحی تشکیل دهد که به عنوان یک مانع فیزیکی برای محدود کردن انتشار یون ها یا مولکول ها از داخل یا از سطح فلز عمل می کند و بنابراین سرعت واکنش های خوردگی را عقب می اندازد. این اثر به ویژه هنگامی رخ می دهد که گونه های مهار کننده خوردگی مولکول های بزرگی هستند (به عنوان مثال پروتئین هایی مانند ژلاتین یا آگار آگار ، پلی ساکاریدها ، مانند دکسترین یا ترکیباتی که زنجیره های طولانی هیدروکربن دارند). فیلم های سطحی از این نوع مهارکننده های خوردگی باعث مقاومت پلاریزاسیون و همچنین قطبش غلظت می شوند که واکنش های آندی و کاتدی را تحت تأثیر قرار می دهد.

مقالات مرتبط