ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.10.2024
Просмотров: 61
Скачиваний: 0
NH4NO3 представляет большой интерес. Путем рентгено графического анализа было установлено, что черная пленка, образующаяся на металле в 40%-ном растворе NH4NO3 при 20 °С, состоит из у-Ре20з-Н20. На металле, погруженном в раствор аммиачной селитры и аммиака, появляется бледно-зеленый или серый осадок9, который, очевидно, представляет собой12 комплексную соль [Fe(NH3)6] (N03)2. При этом раствор окрашивается
« г |
|
чт - |
; |
ш о - |
Потери массы , г/м *
Продолжительность, ч |
|
|
|
|
||||
Рис. Ш-5. Зависимость кор |
Рис. Ш-6. Зависимость скорости кор |
|||||||
розии стали марки Ст. 3 в |
розии активированной и неактивиро |
|||||||
растворах, содержащих 40% |
ванной стали марки Ст. 3 в 60%-ном |
|||||||
NH4NO3 и различные коли |
растворе |
NH4N 03 |
от |
концентрации |
||||
чества NH3, от продолжи |
аммиака |
при 20 °С |
(продолжитель |
|||||
тельности |
испытаний |
при |
ность испытаний |
100 ч)9: |
||||
/ — при |
5% |
20 °С9: |
10%; |
/ — активированная сталь; |
2 — неактивиро |
|||
NH3; |
2 — при |
|
ванная сталь. |
|||||
3 — при |
20%; |
4 — при |
15%; |
|
|
|
|
|
5 — при 25%; 6 — при 40%NH4NO3 |
|
|
|
|
||||
|
(без |
аммиака). |
|
|
|
|
|
в бледно-зеленый цвет. Полагают, что анодный процесс при корро°ни улеродис~ой стали в растворе аммиачной селитры с примесью аммиака протекает по ре жции9 :з_16
Fe 4 6NH3 -----v [Fc(NH3)6J2- т е
Следовательно, с увеличением концентрации аммиа ка в растворе анодный процесс должен ускоряться.
66
В отношении катодного процесса необходимо учиты вать, что в связи с образованием комплексных железо аммонийных ионов концентрация ионов Fe2+ в растворе - резко понижается, вследствие чего стационарный потен циал стали сдвигается в отрицательном направлении.
В этих условиях восстановление ионов N03, которое яв ляется основным катодным процессом, не останавливает ся на образовании нитрит-ионов NOs, а протекает глуб же 9-15, вплоть до образо
вания аммиака. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Добавление до 25% ам |
|
|
|
|
|||||||
миака к 20 %- и 40%-ному |
|
|
|
|
|||||||
растворам |
|
карбамида |
не |
|
|
|
|
||||
оказывает |
|
|
значительного |
|
|
|
|
||||
влияния на скорость корро |
|
|
|
|
|||||||
зии углеродистой |
стали |
при |
|
|
|
|
|||||
20°С. В этих условиях да |
|
|
|
|
|||||||
же при активировании по |
|
|
|
|
|||||||
верхности |
|
стали |
скорость |
|
|
|
|
||||
коррозии |
|
не |
превышает |
|
|
|
|
||||
0,02 мм/год. Однако |
при |
|
|
|
|
||||||
35 °С в растворе |
карбамида |
|
|
|
|
||||||
с добавлением 15% аммиа |
|
|
|
|
|||||||
ка и более скорость корро |
|
|
|
|
|||||||
зии |
может |
|
возрасти |
до |
Рис. III-7. Зависимость скоро |
||||||
-1 мм/год |
(и |
выше). |
Такое |
сти |
коррозии |
активированной |
|||||
отрицательное |
влияние |
ам |
стали марки Ст. 3 в растворах, |
||||||||
содержащих |
40% |
NH4NO3+ |
|||||||||
миака |
при |
|
35 °С |
больше |
+ 20% CO(NH2)2, |
от количе |
|||||
сказывается |
|
на |
активиро |
ства |
добавленного |
аммиака |
|||||
ванной поверхности |
стали, |
(продолжительность испытаний |
|||||||||
но и при |
неактивированной |
|
100 ч). |
|
|||||||
поверхности |
также |
иногда |
|
|
|
|
наблюдается сильное ускорение коррозии. Значительное стимулирующее действие аммиака на
коррозию углеродистой стали отмечается и в тройных аммиакатных растворах, содержащих и аммиачную се литру, и карбамид. На рис. И1-7 и в табл. II1-7 при ведены данные о влиянии аммиака на коррозию 'стали марки Ст. 3 в водных растворах аммиака, содержащих
40% NH4NO3 и 20% CO(NH2)2- Добавление 0,5% ам миака вызывает заметное снижение скорости коррозии при 20 °С и в меньшей степени при 35 °С. Однако при добавлении 1% NH3 на активированной стали уже на-
5* |
67 |
блюдается ускорение коррозии, а при добавлении 1,5% NH3 ее ускорение отмечается даже на неактивиро ванной поверхности металла. Максимум коррозии в этих растворах наблюдается при содержании 5—10% аммиа
ка*. |
Увеличение |
содержания |
карбамида приводит |
к |
|||
Т а б л и ц а |
Ш-7. |
Влияние аммиака на коррозию углеродистой |
|
||||
|
стали марки Ст. 3 б водных растворах аммиака, |
|
|||||
|
содержащих 40% NH4N03 и 20% CO(NH2)2 |
|
|
||||
|
|
(продолжительность испытаний 100 ч) |
|
|
|||
|
|
|
|
Средняя скорость коррозии, мм/год |
|
|
|
Концентрация |
|
при 20 °С |
при 35 °с |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
NH3, вес. % |
полное |
полупогруже- |
полное погруже |
полупогруже- |
|||
|
|
погружение |
ние |
ние |
ние |
|
|
|
Не а к ти в и ро в а и и а я п о в е р х н о с т ь |
— |
|
||||
|
0 |
0,0 |
0,36 |
0,31 |
|
||
|
0,5 |
<0,01 |
<0,01 |
0,01—0,25 |
. <0,01 |
|
|
|
1,0 |
<0,01 |
0,01 |
< 0,01 —0,11 |
<0,01 |
|
|
|
1,5 |
0,01 |
<0,01 |
0,09—0,66 |
<0,01 |
|
|
3,0 |
<0,01 |
<0,01 |
2,1 |
<0,01 |
|
||
5,0 |
5,9 |
|
<0,01 |
—• |
—• |
|
|
10,0 |
<0,01 |
2,6 |
— |
— |
|
||
15,0 |
1,69 |
1,4 |
— |
— |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
20,0 |
0,77 |
0,59 |
0,78 |
0,75 |
|
||
25,0 |
4,7 |
|
3,3 |
— |
— |
|
|
|
А к т и в и р о в а н н а я п о в е р х н о с т ь |
|
|
||||
|
0 |
1,5 |
|
0,91 |
2,3 |
1,3 |
|
0,5 |
0,01 |
|
0,02 |
0,80 |
0,44 |
|
|
|
1,0 |
0,02—5,7 |
0,02—3,4 |
1,7 |
0,94 |
|
|
|
1,5 |
0,02 |
0,02 |
3,3 |
1,6 |
|
|
3,0 |
0,01 |
|
0,01 |
3,2 |
4,8 |
|
|
|
5,0 |
6,6 |
|
<0,01 |
7,7 |
4,9 |
|
10,0 |
2,4 |
|
2,4 |
8,2 |
7,2 |
|
|
15,0 |
1,0 |
|
1,3 |
— |
— |
|
|
20,0 |
0,78 |
3,7 |
0,87 |
4,3 |
|
||
25,0 |
0,8 |
|
3,3 |
0,93 |
4,3 |
|
|
* Следует отметить, что в паровой фазе скорость коррозии, |
|||||||
даже |
катодно |
активированных образцов, значительно |
меньше, |
а |
с увеличением продолжительности испытаний она заметно тормо зится16. Скорость коррозии при таких испытаниях вполне допусти мая. В работе16 указывается на то, что значительная коррозия наблюдается на катодно активированных образцах углеродистой
стали, если они находятся в основном в |
паровой фазе и |
лишь |
|
концы их погружены в раствор |
аммиаката |
[16—22% NH3, |
58— |
67% NH4NO3, 0-11% CO(NH2)2], |
|
|
|
68
уменьшению защитного действия небольших количеств аммиака (проверено на растворе, содержащем 40% NH4NO3 и 38% CO(NH2)2).
Защита от коррозии
Основными средствами защиты от коррозии обору дования из углеродистой стали, соприкасающегося с жидкими удобрениями аммиакатного типа, являются: ингибиторная защита, защитные покрытия и электрохи мическая защита.
Известно довольно большое количество публикаций
ипатентов, в которых рекомендуются различные инги биторы коррозии углеродистой стали в аммиакатах17-20. Нами было исследовано21 около тридцати неорганических
иорганических ингибиторов, в том числе гексаметафос фат и нитрит натрия, уротропин, тиомочевина, тиоцианат
аммония, опытные партии ингибиторов на основе полифосфатного стекла, органические соединения типа ами нов и др. В качестве основной агрессивной среды испыты вался аммиакатный (водный) раствор, содержащий
40% NH4NO3, 20% NH3 и 20% CO(NH2)2.
В табл. III-8 приведены результаты испытаний наи более эффективных ингибиторов, показавших лучшие результаты по торможению коррозии,— тиоцианата ам мония, 3,5-динитробензоата гексаметиленамина и 3,5-ди нитробензоата пиперидина. Однако, если учесть необхо димые для эффективной защиты количества ингибитора, его доступность и стоимость, следует признать, что опти мальные результаты дает тиоцианат аммония NH4NCS, хотя при использовании 3,5-динитробензоата гексамети ленамина и 3,5-динитробензоата пиперидина можно до биться лучшейзащиты. При малых концентрациях NH4NCS (0,1—0,2%) даже активированная углеродистая сталь достаточно устойчива по отношению к аммиакатному раствору. Предпочтение этому ингибитору следует отдать и потому, что он значАельно дешевле, более до ступен и требуется в меньших количествах.
Испытания бачка из углеродистой стали, заполненно
го аммиакатом, содержащим |
20% |
NH3, 40% |
NH4NO3 |
и 20% CO(NH2)2, с добавкой |
0,1% |
NH4NCS в |
течение |
5448 ч при температуре окружающего воздуха показали,
69