Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах - Иванов Е.С.
Скачать (прямая ссылка):
При травлении углеродистых и низколегированных сталей в серной кислоте в течение многих лет металлургические, трубные, машиностроительные заводы применяли малоэффективный ингибитор ЧМ, который защищает металл при температурах не выше 60 °С менее, чем на 50%. Ингибиторы И-l-A и ПБ-5, пришедшие на смену ЧМ, также имеют ряд недостатков и не отвечают новым требованиям предъявляемым к ингибиторам. Эти ингибиторы неэффективны при высоких температурах, нестабильны в кислоте, обладают неприятным запахом, загрязняют поверхность металла в процессе травления. Возросшие требования к качеству продукции, интенсификации технологических процессов травления выдвинули задачу создания новых более эффективных ингибиторов для травления.
101
I
ТАБЛИЦА 45. СКОРОСТЬ РАСТВОРЕНИЯ СТАЛЕЙ р, Г/(М»-Ч), (ЧИСЛИТЕЛЬ) И ЗАЩИТНОЕ ДЕЙСТВИЕ z (ЗНАМЕНАТЕЛЬ) В ПРИСУТСТВИИ ИНГИБИТОРОВ И-1-В, И-2-В, И-З-В В 20 %-НОЙ H2S04 ПРИ 80 °С [162]
Ингибитор, концентрация
, г/л
ста
Сталь 45
Сталь У-10А
- Х18Н10Т Щ
и-з-в
0,75
30,1/94,7
40,8/94,5
115/94,3
1,0
14,7/97,2
19,4/97,3
53,6/97,5
11,3/97,0 1
2,0
4,4/99,5 -
5,8/99,5
15,9/99,5
3,3/99,3 1
и-2-в
0,75
240,5/57,6
613/16,7
2010*
380* 1
1,0
131,5/76,8
433/41,2
2015*
380* 1
2,0
63,3/88,7
367,5/50
1840/15
334/13,8 1
и-1-в
0,75
268/52,8
663/9,9
2015*
380,2* 1
1,0
134,5/75,3
433/41,2
2020*
383,6* 1
2,0
63,3/88,7
377/48,7
1900/5,7
328/15,2 1
без ингибитора
568
735
2020
357 1
* Нет защиты, нлн стимулирование растворения
В 60—70 годах в СССР был создан ряд ингибиторов, которые прошли ши| рокие лабораторные и промышленные испытания, некоторые внедрены или внед!| ряются в промышленность.
Ингибиторы для металлургической промышленности
Для периодического травления низкоуглеродистых сталей, 0, 3, 10, 45, 60, У8А и др. в серной кислоте широкое распространение получили ингибиторы И-1-В, и-2-В, И-З-В. В концентрации 1—2 г/л обеспечивают защиту вышеуказанных сталей в 20% H2S04 при 80 °С на 75—88 %. и-1-В и И-2-В малоэффективны по отношению к средне- и высокоуглеродистым сталям, И-З-В защищает высокоуглеродистые и легированные стали (табл. 45).
Ингибиторы И-1-В, И-2-В используются с пенообразователями, в качестве которых на металлургических предприятиях применяют КБЖ (концентрат сульфатно-спиртовой барды) в концентрации 0,3—1 г/л [162].
Степень защиты ингибиторами И-1-В, И-2-В не снижается по мере выработки травильных ванн и остается достаточно высокой при травлении в маточном растворе. В 1970—1975 г. эти ингибиторы были внедрены на некоторых металлургических заводах страны для травления листового проката, проволоки, метизов. Внедрение этих ингибиторов дает экономию серной кислоты 2,5—3,0 кг и металла 1,2—1,5 кг на тонну протравленного проката.
Промышленные испытания ингибиторов И-1-В, И-2-В, С-5, ПКУ-М, катапи-на Б ГШ, КИ-1, КПИ-3 и других показали, что их эффективность существенно
ТАБЛИЦА 46. СТЕПЕНЬ ЗАЩИТЫ г СТАЛИ БЕЗ ОКАЛИНЫ В 22 %-НОЙ H2SO, ПРИ 80 °С [164]
Концентрация ингибитора С-5, г/л
г, %» для стали
1тра-гибн -5, г/л
г, %, для стали
0
20
45
65
85
а «
0
20
45
65
85
0,6 1,2
89,5 93,6
95,6
89,0 92,1
82,5 93,6
85,5 92,2
1,9 2,5
95,7 86,7
96,3 96,7
92,0 91,6
97,1 97,8
94,0 94,4
ТАБЛИЦА 47. СТЕПЕНЬ ЗАЩИТЫ г СТАЛЕЙ С ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОКАЛИНОЙ В СЕРНОКИСЛОТНЫХ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРАХ ПРИ 80 °С В ПРИСУТСТВИИ С-5 (2,5 Г/Л), И-1-В (1 Г/Л), ЧМ+NaCl (1,5+15 Г/Л) [164]
Состав раствора HsS04 + FeS04> г/л
Ингибитор
г, %, для стали
45
65
85
220+0
С-5
97,7
98,4
96,1
И-1-В
78,5
43,0
Стимулятор
ЧМ+NaCl
94,0
96,5
82,0
15©+100
С-5
98,7
99,6
93,4 .
И-1-В
88,5
Стимулятор
Стимулятор
ЧМ+NaCl
98,9
99,0
—
70+230
С-5
98,0
98,9
97,6
И-1-В
79,0
83,5
Стимулятор
ЧМ+NaCl
93,6
97,9
85,0
зависит от содержания углерода в стали [163, 164]. Так как в практике приходится травить в одних и тех же ваннах различные стали, то желательно иметь ингибиторы, эффективные для сталей с различным содержанием углерода. Весьма эффективным для сталей с содержанием углерода 0,12—0,91 % оказался ингибитор С-5. В табл. 46 и 47 приведены его защитные свойства.
Ингибитор С-5, как следует из приведенных данных, при оптимальной концентрации 2,5 г/л обеспечивает высокую эффективность не только в чистых сернокислотных растворах, но и при выработке травильного раствора, т. е. при увеличивающемся содержании FeSC>4 н низкой кислотности. При этом высокая защита достигается без добавки в травильные растворы NaCl, которая необходима при травлении с И-1-В или ЧМ.
Ингибитор С-5 внедрен на ряде заводов СССР вместо ЧМ, И-l-B, И-2-В при травлении проката, труб, канатной проволоки. Технико-экономические показатели эффективности С-5 в сравнении с ЧМ и И-l-B приведены в табл. 48, из которой следует, что технико-экономические показатели процесса травления с ингибитором С-5 выше, чем с ЧМ или И-l-B. В среднем потери металла снижаются на 2—3 кг/т, расход серной кислоты на 3—5 кг/т протравленного металла. При этом удлиняется цикл работы ванн периодического травления на 30—40 %.
