สารยับยั้งการกัดกร่อน. วิธีการป้องกันการกัดกร่อน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

ในแต่ละปี ประมาณหนึ่งในสี่ของโลหะทั้งหมดที่ผลิตในโลกจะสูญหายไปเนื่องจากการพัฒนาและการเกิดกระบวนการกัดกร่อน ค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับการซ่อมแซมและเปลี่ยนอุปกรณ์และการสื่อสารของอุตสาหกรรมเคมีมักจะเกินต้นทุนของวัสดุที่จำเป็นสำหรับการผลิตหลายครั้ง การกัดกร่อนเรียกว่าการทำลายโดยธรรมชาติของโลหะและโลหะผสมต่างๆ ภายใต้อิทธิพลของสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม คุณสามารถป้องกันตัวเองจากกระบวนการเหล่านี้ได้ มีหลายวิธีในการป้องกันการกัดกร่อน เช่นเดียวกับประเภทของการสัมผัส ในอุตสาหกรรมเคมี ประเภทการกัดกร่อนที่พบบ่อยที่สุดคือก๊าซ บรรยากาศ และเคมีไฟฟ้า

นอกสถานการณ์

ทางเลือกของวิธีการต่อสู้ในกรณีนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะของโลหะเท่านั้น แต่ยังขึ้นกับสภาพการใช้งานด้วย วิธีการป้องกันการกัดกร่อนถูกเลือกตามปัจจัยบางประการ อย่างไรก็ตาม ปัญหาหลายอย่างมักเกิดขึ้นที่นี่ ปัญหาเฉพาะเกี่ยวข้องกับตัวเลือกของตัวเลือกสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีหลายองค์ประกอบด้วยพารามิเตอร์ที่เปลี่ยนแปลงระหว่างกระบวนการ นี่เป็นเรื่องธรรมดาในอุตสาหกรรมเคมี วิธีการป้องกันการกัดกร่อนที่ใช้ในทางปฏิบัติจะแบ่งตามลักษณะของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและโลหะ

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

แม้ในยุคกลาง สารพิเศษกลายเป็นที่รู้จัก ซึ่งถูกนำมาใช้ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย ซึ่งทำให้สามารถลดความรุนแรงของสภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนได้ สำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้ เป็นเรื่องปกติที่จะใช้น้ำมัน เรซิน และแป้ง ตลอดระยะเวลาที่ผ่านมา มีสารยับยั้งการกัดกร่อนชนิดใหม่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ในขณะนี้ เฉพาะในรัสเซียเท่านั้น คุณสามารถนับผู้ผลิตได้หลายสิบราย สารยับยั้งการกัดกร่อนของโลหะค่อนข้างแพร่หลายเนื่องจากมีราคาที่ไม่แพง มีประสิทธิภาพสูงสุดในระบบที่มีสภาพแวดล้อมกัดกร่อนในปริมาณคงที่หรือต่ำ เช่น ถัง แท็งก์ ระบบทำความเย็น หม้อไอน้ำ และโรงงานเคมีอื่นๆ

คุณสมบัติ

สารยับยั้งการกัดกร่อนอาจเป็นสารอินทรีย์หรืออนินทรีย์ก็ได้ พวกเขาสามารถป้องกันการสัมผัสกับของเหลวหรือการสัมผัสก๊าซ สารยับยั้งการกัดกร่อนในอุตสาหกรรมน้ำมันโดยส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการยับยั้งกระบวนการขั้วบวกและขั้วลบของความเสียหายทางไฟฟ้าเคมี การก่อตัวของฟิล์มทู่และฟิล์มป้องกัน คุณสามารถพิจารณาแก่นแท้ของสิ่งนี้

สารยับยั้งการสึกกร่อนของแอโนดทำงานบนพื้นฐานของการทู่ของพื้นที่ขั้วบวกของพื้นผิวโลหะที่สึกกร่อน ซึ่งเป็นสาเหตุของการปรากฏของตัวสะท้อนแสงชื่อ มันจึงเป็นแบบดั้งเดิมใช้สารออกซิไดซ์ที่มีแหล่งกำเนิดอนินทรีย์: ไนเตรตโครเมตและโมลิบเดต บนพื้นผิวแคโทดจะลดลงได้ง่าย ซึ่งทำให้คล้ายกับขั้วลบ ซึ่งช่วยลดอัตราการเปลี่ยนขั้วบวกให้เป็นสารละลายที่มีไอออนโลหะที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

โมเดอเรเตอร์แอโนดยังเป็นสารประกอบบางชนิดที่ไม่มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์: โพลีฟอสเฟต ฟอสเฟต โซเดียมเบนโซเอต ซิลิเกต การกระทำของพวกเขาในฐานะสารยับยั้งจะปรากฏเฉพาะในที่ที่มีออกซิเจนซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวทำให้สงบ สารเหล่านี้นำไปสู่การดูดซับออกซิเจนบนพื้นผิวโลหะ นอกจากนี้ยังทำให้เกิดการยับยั้งกระบวนการละลายขั้วบวกอันเนื่องมาจากการก่อตัวของฟิล์มป้องกัน ซึ่งประกอบด้วยผลิตภัณฑ์ที่ละลายได้ยากจากปฏิกิริยาของตัวยับยั้งและไอออนของโลหะที่ไหลเข้าสู่สารละลาย

คุณสมบัติ

สารยับยั้งการกัดกร่อนของแอโนดของโลหะมักจะจัดว่าเป็นอันตราย เพราะภายใต้เงื่อนไขบางประการ สารดังกล่าวจะเปลี่ยนจากผู้กลั่นกรองเป็นผู้ริเริ่มกระบวนการทำลายล้าง เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ จำเป็นที่ความหนาแน่นของกระแสการกัดกร่อนจะสูงกว่าที่เกิดการทู่ของส่วนแอโนดแบบสัมบูรณ์ ความเข้มข้นของพาสซิเวเตอร์ไม่ควรต่ำกว่าค่าที่กำหนด มิฉะนั้น ฟิล์มอาจไม่เกิดขึ้น หรือจะไม่สมบูรณ์ ตัวเลือกหลังเต็มไปด้วยอันตรายเพราะมันทำให้พื้นผิวขั้วบวกลดลง เพิ่มความลึกและความเร็วของการทำลายโลหะโดยพื้นที่เล็กๆ

ข้อกำหนด

ปรากฎว่าสามารถให้การป้องกันที่มีประสิทธิภาพได้หากความเข้มข้นของสารยับยั้ง anodic ยังคงสูงกว่าค่าสูงสุดในทุกพื้นที่ของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการป้องกัน สารเหล่านี้ค่อนข้างไวต่อระดับ pH ของตัวกลาง โครเมตและไนเตรตมักใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและเพื่อป้องกันพื้นผิวท่อ

สารยับยั้งแคโทด

ในแง่ของการป้องกัน สารเหล่านี้มีประสิทธิภาพน้อยกว่าสารขั้วบวก การกระทำของพวกเขาขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าการทำให้เป็นด่างในท้องถิ่นของตัวกลางนำไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์ที่ไม่ละลายน้ำที่ไซต์แคโทดซึ่งแยกส่วนหนึ่งของพื้นผิวออกจากสารละลาย สารดังกล่าวอาจเป็นเช่น แคลเซียมไบคาร์บอเนต ซึ่งในตัวกลางที่เป็นด่างจะปล่อยแคลเซียมคาร์บอเนตออกมาในรูปของตะกอนที่ละลายได้ยาก สารยับยั้งการกัดกร่อนของแคโทดิกซึ่งมีองค์ประกอบขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมในการใช้งาน ไม่ทำให้กระบวนการทำลายล้างเพิ่มขึ้นแม้ว่าเนื้อหาจะไม่เพียงพอ

พันธุ์

ในสื่อที่เป็นกลาง สารอนินทรีย์มักทำหน้าที่เป็นสารยับยั้ง cathodic และ anodic แต่ในสารละลายที่เป็นกรดอย่างแรง สารเหล่านี้ไม่สามารถช่วยได้ ในฐานะผู้กลั่นกรองในการผลิตกรด สารอินทรีย์ถูกนำมาใช้ ซึ่งโมเลกุลประกอบด้วยกลุ่มจำเพาะหรือกลุ่มขั้ว เช่น เอมีน ไธโอยูเรีย อัลดีไฮด์ เกลือคาร์บอเนต และฟีนอล

ตามกลไกลสารยับยั้งการกัดกร่อนเหล่านี้มีลักษณะการดูดซับต่างกัน หลังจากการดูดซับบนแคโทดหรือแอโนดไซต์ พวกมันขัดขวางการปล่อยไฮโดรเจนไอออนอย่างมาก เช่นเดียวกับปฏิกิริยาไอออนไนซ์ของโลหะ โดยมากแล้ว ผลในการป้องกันจะขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ ความเข้มข้น ชนิดของไอออนที่เป็นกรด และความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออน ส่วนใหญ่มักจะเติมในปริมาณน้อย เนื่องจากผลการป้องกันของสารยับยั้งอินทรีย์จำนวนหนึ่งที่มีความเข้มข้นสูงอาจเป็นอันตรายได้

ตัวอย่างเช่น สารประกอบอินทรีย์ที่เรียกว่า "Penta-522" คือน้ำมันและน้ำที่ละลายได้ สามารถให้ระดับการปกป้องมากกว่า 90% ที่การบริโภคเพียง 15-25 กรัมต่อตัน สารยับยั้งการกัดกร่อนที่ผลิตขึ้นภายใต้เครื่องหมายการค้า "Amincor" เป็นผลิตภัณฑ์ที่มีเอสเทอริฟิเคชันของกรดคาร์บอกซิลิก ซึ่งไม่ระเหยง่าย ไม่มีกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ และไม่เป็นพิษ ปริมาณจะถูกกำหนดหลังจากกำหนดว่าสภาพแวดล้อมที่แท้จริงกัดกร่อนเพียงใด

กระทบโลหะ

วิธีการป้องกันกลุ่มนี้เกี่ยวข้องกับการใช้สารเคลือบที่หลากหลาย ได้แก่ งานสี โลหะ ยาง และประเภทอื่นๆ นำไปใช้ในรูปแบบต่างๆ: ฉีดพ่น ชุบสังกะสี เคลือบกาวและอื่น ๆ ลองพิจารณากันดูนะครับ

หมากฝรั่งเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นการป้องกันการกัดกร่อนผ่านการเคลือบยาง ซึ่งมักมีความจำเป็นในอุตสาหกรรมคลอรีน สารประกอบยางได้เพิ่มความทนทานต่อสารเคมีและให้การป้องกันที่เชื่อถือได้สำหรับภาชนะ อ่างอาบน้ำ รวมถึงอุปกรณ์เคมีอื่นๆ จากการสัมผัสสารที่มีฤทธิ์รุนแรงและการกัดกร่อน หมากฝรั่งเย็นและร้อนซึ่งดำเนินการโดยวิธีการวัลคาไนซ์ของส่วนผสมอีพ็อกซี่และฟลูออโรเรซิ่น

ไม่เพียงแต่การเลือกอย่างถูกต้อง แต่ยังต้องใช้สารยับยั้งการกัดกร่อนด้วย ผู้ผลิตมักจะให้คำแนะนำที่ชัดเจนเกี่ยวกับเรื่องนี้ ในขณะนี้นอกเหนือจากการสะสมกัลวานิกวิธีการสะสมความเร็วสูงได้กลายเป็นที่แพร่หลายมาก ด้วยความช่วยเหลือของมัน งานค่อนข้างหลากหลายจะได้รับการแก้ไข วัสดุผงสามารถนำมาใช้เพื่อให้ได้สารเคลือบที่มีคุณสมบัติต่างๆ

อุปกรณ์ป้องกัน

ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการปกป้องอุปกรณ์เคมีนั้นค่อนข้างเฉพาะ ดังนั้นจึงต้องมีการศึกษาอย่างระมัดระวัง การเลือกใช้วัสดุเพื่อให้ได้สารเคลือบคุณภาพสูงจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์สถานะของพื้นผิว องค์ประกอบของสิ่งแวดล้อม สภาพการทำงาน ระดับความก้าวร้าว สภาวะอุณหภูมิ และอื่นๆ บางครั้ง ใน "สภาพแวดล้อมต่ำ" มีพารามิเตอร์สำคัญที่ทำให้ยากต่อการเลือกประเภทการครอบคลุม เช่น การนึ่งถังโพรเพนทุกๆสองสามเดือน นั่นคือเหตุผลที่สภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวแต่ละแห่งต้องการการเลือกตัวสร้างฟิล์มและส่วนประกอบการเคลือบที่มีลักษณะต้านทานต่อรีเอเจนต์

ความคิดเห็นส่วนน้อย

ผู้เชี่ยวชาญบอกว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะเปรียบเทียบวิธีการฉีดพ่นด้วยความร้อนด้วยแก๊สระหว่างกัน และยิ่งกว่านั้นที่จะบอกว่าวิธีใดวิธีหนึ่งดีกว่าอีกวิธีหนึ่ง แต่ละคนมีข้อดีและข้อเสียบางอย่างและผลลัพธ์สารเคลือบมีคุณสมบัติต่างกันซึ่งบ่งบอกถึงความสามารถในการแก้ปัญหาบางอย่าง องค์ประกอบที่เหมาะสมที่สุดที่ควรกำหนดลักษณะเฉพาะของสารยับยั้งการกัดกร่อน และวิธีการใช้งาน จะถูกเลือกโดยขึ้นอยู่กับกรณีเฉพาะ

ในสถานประกอบการของอุตสาหกรรมเคมี วิธีนี้ใช้บ่อยที่สุดในกระบวนการซ่อมแซมในปัจจุบัน แม้ว่าจะใช้สารยับยั้งการกัดกร่อนของกรด ก็ต้องเตรียมพื้นผิวโลหะให้เหมาะสมก่อน นี่เป็นวิธีเดียวที่จะรับประกันความครอบคลุมคุณภาพสูง สามารถใช้การพ่นก่อนการใช้วัสดุสีโดยตรงเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นผิวขรุขระเพียงพอ

การพัฒนาใหม่ ๆ ปรากฏขึ้นในตลาดทุกปีและมีตัวเลือกมากมาย อย่างไรก็ตาม นักเคมีควรตัดสินใจว่าสิ่งใดจะให้ผลกำไรมากกว่า - เพื่อป้องกันอุปกรณ์ในเวลาที่เหมาะสมหรือเปลี่ยนโครงสร้างทั้งหมดอย่างสมบูรณ์