Файл: Ингибиторы коррозии металлов сборник трудов..pdf

Для опытов была выбрана сталь 12Х1МФ, широко используемая

вкотлостроении, для производства труб различного профиля.

'Для удаления высокотемпературной окалины с поверхности ста­ ли 12Х1МФ часто применяют травильные составы, основу которых, составляют растворы минеральных кислот. Поэтому изучение пове­ дения стали 12Х1МФ в растворах серной кислоты в присутствии до­ бавки ПЖ-1 представляло значительный интерес.

Опыты производились на чистых образцах — сегментах пло­

щадью 11 —13 см2 в неподвижных растворах серной кислоты при 20°, 60°, 80° и 100°С. Испытания продолжительностью в один час проводились в стеклянных сосудах с обратным холодильником. Со­ отношение объема раствора кислоты н поверхности образца во всех опытах поддерживалось одинаковым (на 1 см2— 10 см3 раствора кислоты).

Определение влияния концентрации ГРК-1 на скорость коррозии стали 12Х1МФ показало, что оптимальной концентрацией для 10%-ных растворов серной кислоты является добавка 0,5% инги­ битора, поэтому во всех последующих испытаниях ГРК-1 вводился в растворы в количестве 0,5%.

Скорость коррозии стали 12Х1МФ определялась весовым мето­ дом и выражалась в г/м2 • час (р). Эффективность действия добавки Г1Ж-1 характеризовалась через у (ингибиторный эффект) п .г (за­ щитное действие) [2].

Результаты исследований приведены в табл. 1. Они являются средними из 3—5 измерений, полученных в опыте.

Таблица к

Влияние добавки ГРК-1 на скорость коррозии низколегированной стали 12Х1МФ в Ш%-ном растворе серной кислоты при различных температурах

Температура, СС

раствор

II9SO4 -j- 0,5% ГРК-1

Анализ данных п визуальные наблюдения показывают, что сталь 12ХЬМФ значительно разрушается в 10%-ном растворе серной кис­ лоты. С увеличением температуры агрессивной среды скорость кор­ розии резко увеличивается, особенно в интервале температур 80°—100°С. Поверхность образцов после испытания черного цвета сильно растравлена, на поверхности металла и в объеме раствора скапливается большое количество шлама. Введение в раствор сер­ ной кислоты 0,5% ГРК-1 уменьшает скорость растворения стали 12X1МФ при всех исследованных температурах. Коррозия стали в присутствии добавил происходит равномерно, поверхность образ­ цов гладкая, темно-серого цвета. На металле и в объеме раствора почти отсутствует шлам. Следовательно, ГРК-1 является ингибито­ ром коррозии не только углеродистой стали 10, но и низколегиро­ ванной стали 12Х1МФ.

С увеличением температуры растворов серной кислоты защитное действие ингибитора ГРК-1 увеличивается. Так, если при 20° и 60°С величина ингибиторного эффекта составляет соответственно 1,7 и 8,0, то при 80° и 100°С — 13,5 и 15,8. Поэтому ГРК-1 можно отнес­ ти к высокотемпературным ингибиторам.

Нами было исследовано влияние присутствия ионов Fe3 ь на за­ щитное действие изучаемого ингибитора ГРК-1. При 80°С в тра­

вает скорость коррозии стали 12Х1МФ в контроле и снижает вели­ чину ингибиторного эффекта ГРК-1 с 13,5 до 10,2. На состояние по­ верхности металла (визуальные наблюдения) при его травлении в ингибированных растворах серной кислоты присутствие ионов Fe3 L в указанной концентрации практически не влияет, поверхность об* разцов остается гладкая, темно-серого цвета.

80

Вы в о л w

о0 Введение 0,5% ГРК-1 в 10%-ный раствор серной кислоты при

20°, 60°, 80° и 100°С уменьшает скорость коррозии низколегирован­ ной стали 12Х1МФ.

2) С увеличением температуры растворов серной кислоты от 20°—100°С растет защитное действие ингибитора ГРК-1.

3) Присутствие ГРК-1 в 10%-ном растворе серной кислоты улуч­ шает состояние поверхности металла при травлении и уменьшает шламообразоваиие.

ГРК-1 — эффективный ингибитор коррозии низколегированной стали 12Х1МФ.

ЛII Т Е Р А Т У Р А

\.Л. Ф. Горин, В. И. Родионова, М. А. Шервинская. См. настоящий сборник стр. 88

2.И. Н. Путилова, С. А. Балезин, В. П. Баранник. «Ингибиторы коррозии метал­ лов», Госхнмиздат, М., 1968, стр. Г2.

3.Н. В. Богоявленская. «Травление и обезжиривание труб из сталей и сплавов». Изд. «Металлургия», М., 1967, стр. 11.

С. А. БАЛЕЗИН, Л. Ф. ГОРИН, В. И. РОДИОНОВА, Л. .4. ВИНОГРАДОВА

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ИНГИБИТОР ГРК-2 — СТИМУЛЯТОР ПРОЦЕССА СТРАВЛИВАНИЯ ОКАЛИНЫ С ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ 12Х1МФ

Термообработка труб из низколегированной стали 12Х1МФ в окислительной атмосфере печей при 950—980°С приводит к образо­ ванию на внутренней и наружной их поверхностях толстого (1 — 1,5 мм) и комтактного слоя окалины, который трудно удаляется с поверхности труб низколегированных сталей [1]. Кислотное травле­ ние изделий из этих сталей даже в течение 10—СО часов не всегда дает положительные результаты.

Известно, что травление в растворах неорганических кислот со­ провождается некоторым наводороживанием металла, растравли­ ванием. его поверхности, образованием язв [2, 3]. Поэтому кислот­ ное травление сталей желательно проводить в присутствии таких ингибиторов, которые бы ускоряли процесс растворения окалины и снижали бы потери металла.

Задачей нашего исследования было определение возможности применения ингибитора ГРК-2 для удаления окалины с поверхности

низколегированной стали 12Х1МФ. ГРК-2 — это дешевый ингиби­ тор, продукт аммонолпза боенных отходов. Он представляет собой смолообразную массу темно-коричневого цвета, хорошо раствори­ мую в кислотах и в присутствии ионов Fe3+.

Исследование защитного действия ГРК-2 при растворении чис­ того .металла в 10%-ном растворе серной кислоты при 80°С весовым методом показало, что эффективность действия его выше, чем ГРК-1 [4]. Результаты эксперимента приведены в табл. 1.

Таблица 1

Скорость коррозии низколегированной стали 12Х1МФ з 10%-ном растворе серной кислоты в присутствии ингибитора ГРК-2 при 80°С

(Время опыта 1 чае.)

25 раз.

Далее было изучено влияние добавки ингибитора ГРК-2 па ско­ рость удаления окалины с поверхности стали 12Х1МФ при травле­ нии ее в растворах серной кислоты.

Объектом исследования были образцы — кольца из стали 12Х1МФ (площадь 45—50 см2), покрытые окалиной. Окалина па образцах формировалась нами в термолечи в лабораторных усло­ виях по заводской методике. Образцы стали предварительно тща­ тельно зачищались, обезжиривались и помещались в печь при тем­ пературе 40°С. В течение двух часов температура в печи доводи­ лась до 960°С. При этой температуре образцы выдерживались в те­ чение 50 мин. Затем печь выключалась и образцы охлаждались в ней. Образовавшаяся -окалина па образцах была плотная, темно-се­ рого цвета. По истечении суток образцы-кольца подвергались трав­ лению. Каждый образец вносился в стеклянный сосуд с обратным холодильником, в нагретый травильный раствор. Соотношение объе­ ма травильного раствора и поверхности образца поддерживалось равным 4 : 1. Травление проводилось при 98°С в 10%-иых растворах серной кислоты в присутствии 0,5% ингибитора ГРК-2 и без него.

Для оценки влияния присутствия ионов Fe3+ па защитное дей­ ствие ингибитора и на продолжительность стравливания окалины в контрольные растворы и в растворы с ингибитором вводили по 1% Fe2(S04)3 *9Н20 (0,2 г-ион/л Fe3+).

82

Время, необходимое для полного удаления окалины со всей по­ верхности образца (продолжительность травления), определялось визуально. После удаления окалины поверхность образна промыва­ лась струен теплой и холодной воды, осушалась, обезжиривалась. Образец взвешивался.

Результаты наблюдений по травлению стали 12X1МФ приводят­ ся в табл. 2.

Таблица 2

Влияние ингибитора ГРК-2 на продолжительность стравливания окалины с поверхности низколегированной стали 12Х1МФ в 10%-ном растворе серной кислоты при 98°С

Полученные данные показывают, что при 98°С в 10%-ном раст­ воре серной кислоты без добавок время удаления окалины с поверхности металла более 8-мп часов. Поверхность стали сильно растравлена, черного цвета, большое, количество шлама. Присутст­ вие 0,2 г-ион/л Fe°+ несколько уменьшает время отравления ока­ лины, по .приводит к язвенным разрушениям поверхности металла.

Травильный раствор, содержащий ингибитор ГРК-2, удаляет окалину за 3,5 часа, то есть время стравливания окалины'умень­ шается более чем в два раза по сравнению с контролем; поверх­ ность металла гладкая темно-серого цвета, шлама на образцах п в объеме раствора очень мало. При очистке образцов после травле­ ния с их поверхности струей воды удаляются все остатки окалины.

Совместное присутствие в травильном растворе 0,5% ГРК-2 и 0,2 г-ион/л Fe3'b снижает время стравливания окалины в четыре раза при хорошем состоянии поверхности металла.

В ы в о д ы

J ) ГРК-2 — эффективный ингибитор коррозии низколегирован­ ной стали 12Х1МФ в 10%-ном растворе серной кислоты.

2) Присутствие 0,5% ГРК-2 в 10%-ном растворе серной кислоты

при 98 С уменьшает время стравливания окалины с поверхности стали 12Х1МФ.