Inhibitory koroze kovů

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Inhibitory koroze kovů"

Ondřej Soukup
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Inhibitory koroze kovů Úvod Korozní rychlost kovových materiálů lze ovlivnit úpravou prostředí, ve kterém korozní děj probíhá. Mezi tyto úpravy patří i použití inhibitorů koroze kovů. Inhibitor je látka, která přidána v malé koncentraci do prostředí snižuje korozní rychlost. Existuje velké množství látek, které mají inhibiční účinky a je možno je rozdělit na následující skupiny: a) anodické inhibitory - jsou to látky, které brzdí anodickou (korozní) rekci. Tyto látky se používají hlavně v neutrálních roztocích a obvykle působí vznik nerozpustných produktů, které chrání povrch před další korozí (např. pasivní vrstva). Tyto látky musí být přítomny v dostatečném množství, neboť při poklesu koncentrace pod určitou hodnotu korozi naopak podporují a způsobují nerovnoměrné napadení povrchu. Mezi tyto inhibitory patří dusitany, benzoany, chromany, fosforečnany, křemičitany Obr.1: Vliv anodického inhibitoru pro kov korodující v aktivním stavu. b) katodické inhibitory - zpomalují průběh katodické (depolarizační) reakce. V neoxidačních kyselinách takto působí při korozi sloučeniny antimonu a arzenu, které brzdí vylučování vodíku. V neutrálních roztocích vytvářejí vápenaté a zinečnaté ionty, spolu s produkty koroze vrstvy, které brzdí kyslíkovou depolarizaci. Takto působí i polyfosforečnany.

2 Obr.2: Vliv katodického inhibitoru pro kov korodující v aktivním stavu. c) adsorpční inhibitory - brzdí korozní reakce (anodickou i katodickou) adsorpcí na povrchu kovu. Jedná se obvykle o organické látky, které obsahují skupiny s dusíkem a sírou např. aminy, merkaptany. Jejich hlavní uplatnění je při moření kovů. Někdy jsou mezi inhibitory řazeny také látky k odstranění nežádoucích příměsí z roztoku (tzv. destimulátory), nejčastěji kyslíku z vody (hydrazin). Látky k odstranění kyslíku jsou účinné jen tam, kde je redukce kyslíku řídící reakcí korozního děje. Působení inhibitoru je často vázáno na určitý korozní systém (kov - prostředí) a ovlivněno je jak koncentrací prostředí, tak i teplotou. Obvykle se používá směsí inhibitorů zvlášť v systémech, kde je více kovů, případně aby se účinek různých druhů inhibitorů doplňoval a zesiloval. K hodnocení účinku inhibitoru koroze se nejčastěji používá metoda hodnocení koroze podle hmotnostních a rozměrových změn po expozici kovu v korozním prostředí. Tento postup je dán ČSN K hodnocení vlivu inhibitoru je také možno použít objemové metody, s úspěchem lze také užít elektrochemických metod jako je měření polarizačního odporu či extrapolace lineárních částí polarizačních křivek. Účinnost inhibitoru pro měření oceli se hodnotí podle ČSN

3 Cíl práce Určete inhibiční účinek zadané látky na korozi uhlíkové oceli v daném prostředí podle hmotnostních změn. Potřebná zařízení a materiál Vzorky uhlíkové oceli (16 kusů; 30x80 mm), chemikálie k přípravě korozního prostředí, inhibitor, 8 skleněných kádinek (250 ml) a hodinových sklíček, termostat, analytické váhy, posuvné měřítko, brusné papíry, střička s ethanolem, exsikátor, kleště, mořící roztok (Clarkův roztok ml HCl, 1,17 g.cm -3, 50 g SnCl 2.2H 2 O, 20 g Sb 2 O 3 ). Postup práce Připravte 2l roztoku korozního prostředí (5 hm.% roztok H 2 SO 4 ) a do jednotlivých částí roztoku (8 x 250 ml) přidejte inhibitor (thiomočovinu) tak, aby jeho koncentrace měla zadané hodnoty (dvakrát bez inhibitoru, 6x s inhibitorem - 2 x 0,1 g.l -1, 2 x 0,3 g.l -1, 2 x 0,5 g.l -1 ). Jednotlivé kádinky s roztoky popište (číslem, které označuje koncentraci inhibitoru). Polovinu kádinek obsahující korozní prostředí s různým obsahem inhibitoru vložte do lázně a nechte temperovat při teplotě 50 C. Kovové vzorky (16 ks) mechanicky očistěte, označte číslem (pokud je nezbytné), omořte, opláchněte vodou, ethanolem, osušte, určete rozměry vzorků, znovu opláchněte ethanolem, osušte a vložte do exsikátoru. Před expozicí vzorky zvažte na analytických vahách s přesností na 4 desetinná místa gramu. Pro každou koncentraci inhibitoru použijte dva paralelní vzorky. Vzorky vkládejte tak, aby byly zcela ponořeny (min 1 cm pod hladinu) a vzájemně se nedotýkaly. Doba expozice pro 1. sérii vzorků je 1 hodina, pro 2. sérii 2 hodiny. Po uplynutí příslušné doby vzorky vyjměte, opláchněte destilovanou vodou a ethanolem, osušte a uložte do exsikátoru. Vzorky zvažte a zaznamenejte jejich hmotnosti včetně podmínek expozice (tj. teplotu, čas, koncentraci inhibitoru). Vizuálně ohodnoťte změnu povrchu. Výsledky zaneste do tabulky. Tabulka I: Tabulka pro ukládání výsledků měření Teplota expozice: Doba Koncentrace Hmotnost (g) Číslo expozice inhibitoru vzorku (h) (g.l -1 před po ) Hmotnostní úbytek (g) Povrch (cm 2 )

4 Vyhodnocení naměřených dat Z hmotnostních změn spočtěte korozní rychlosti v k (mm.a -1 ) a zhodnoťte účinek inhibitoru podle hodnoty účinnosti inhibitoru Z: Z... účinnost inhibitoru v ko... korozní rychlost bez inhibitoru (z hmotnostních změn) v ki... korozní rychlost s inhibitorem (z hmotnostních změn) Výsledky zapište do tabulky odděleně podle teploty expozice. Tabulka II.: Tabulka pro ukládání výsledků. Teplota expozice: Koncentrace inhibitoru (g.l -1 ) Korozní rychlost (mm.a -1 ) v čase: Účinnost inhibitoru (%) 0-1 h 1-2 h 0-2 h 0-1 h 1-2 h Graficky zpracujte : - závislost korozní rychlosti v k (mm.a -1 ) na čase τ (h) (v grafu bude vynesena korozní rychlost v době 0 až 1 h a od 1 do 2 h). v k... korozní rychlost τ... čas - teplotní závislost koroze (z hmotnostních změn po 2 hodinách expozice, tj. v čase 0-2h) v souřadnicích log v k (mm.a -1 ) 1/T (K -1 ). T... teplota v Kelvinech - koncentrační závislost účinnosti inhibitoru Z (%) - ci (g.l -1 ) c i... koncentrace inhibitoru

5 Protokol obsahuje stručný popis postupu práce a zadání výsledky v tabulkách grafy v k - čas, log v k - 1\T, Z - c i stručné zhodnocení vlivu koncentrace inhibitoru stručné zhodnocení časové a teplotní závislosti mechanismus inhibičního působení sledovaného inhibitoru Kontrolní otázky 1) Co je koroze? 2) Co je inhibitor? 3) Podle čeho se inhibitory dělí do tří skupin a které to jsou skupiny?

Podobné dokumenty

Stanovení korozní rychlosti elektrochemickými polarizačními metodami

Stanovení korozní rychlosti elektrochemickými polarizačními metodami Úvod Měření polarizačního odporu Dílčí děje elektrochemického korozního procesu anodická oxidace kovu a katodická redukce složky prostředí