Антикорозійні конверсійні покриття на сталевих зразках, отриманих із водних розчинів на основі триполіфосфату натрію

Дослідження корозійної поведінки сталі в водних розчинах на основі триполіфосфату натрію з подальшим нанесенням конверсійних антикорозійних покриттів потенціодинамічним та потенціостатичним методами. Електрохімічне моделювання атмосферної корозії.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

ЗМІСТ

РЕФЕРАТ

ВСТУП

1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

1.1 Стан питання та задачі дослідження

1.1.1 Захист від атмосферної корозії зі застосуванням інгібіторів

1.1.2 Міжопераційний захист металовиробів

1.2 Міжопераційний захист інгібіторами

2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1 Методика проведення експерименту

2.1.1 Методика зняття анодних поляризаційних кривих та дослідження анодної поведінки сталі

2.1.2 Методика нанесення конверсійних покриттів при потенціалі площадки пасивації та дослідження їх захисних властивостей

2.1.3 Методика оцінки антикорозійних властивостей одержаних конверсійних покриттів

2.1.4 Методика визначення питомої маси та масло ємності

2.2 Результати та їх обговорення

2.2.1 Анодна поведінка

2.2.2 Захисні властивості конверсійних покриттів

2.2.3 Вплив додаткових компонентів розчину

ВИСНОВКИ

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ



РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка до дипломної роботи: с., рис., табл., джерел.

Об'єкт дослідження - антикорозійні конверсійні покриття на сталевих зразках, отриманих із водних розчинів на основі триполіфосфату натрію.

Мета дослідження - дослідити корозійну поведінку сталі в фосфатовмісних розчинах на основі триполіфосфату натрію та нанести конверсійні антикорозійні покриття з метою подальшого дослідження властивостей цих покриттів.

Методи дослідження та апаратура - потенціостатичний, потенціодинамічний методи для нанесення покриттів. Експериментальні дослідження проводилися з використанням потенціостату ПІ-50-1 для зняття кривих потенціодинамічним методом сталі 08 пс.

У роботі проведені дослідження анодної поведінки сталевих електродів у розчині (мас. %) 12 триполіфосфату натрію, та двокомпонентних розчинах на основі (мас. %) 12 триполіфосфату натрію з домішками: (мас. %) 2 бури, (мас. %) 0,5 гліцерину, (мас. %) 2 гідроксиду алюмінію; дослідження захисних властивостей нанесених на сталь 05 кп конверсійних покриттів.

водний розчин триполіфосфату натрію, інгібітори, атмосферна корозія, анодні поляризаційні криві, конверсійне покриття.



Вступ

Продовження термінів експлуатації різних металоконструкцій до їх морального зносу - основна мета вирішення багатовікової проблеми корозії металів. Згідно визначенню термін «корозія» означає процес, який полягає у фізико-хімічній реакції між металом та довкіллям, що наводить до змін у властивостях матеріалу і довкіллі. Результатом процесу є «корозійний ефект», що скорочує терміни служби металоконструкцій, погіршуючи функціональні характеристики технічних систем та призводить до збільшення витрат, пов?язаних з необхідністю постійного вдосконалення на практиці методів захисту, якими ми сьогодні розташовуємо.

Атмосферна корозія протікає переважно з кисневою деполяризацією, і, отже, інтенсивність корозії залежить від кількості кисню, що поступає з кородуючої поверхні. Тонкі плівки атмосферної вологи небезпечні тому, що добре насичені киснем. Продукти атмосферної корозії -- іржа та ін. -- зазвичай стримуються на поверхні виробу, підсилюючи корозійне руйнування металу.

У процесах виробництва металевих виробів оберігання їх від корозії на стадії виготовлення, а саме: у міжопераційний період, в процесі збірки деталей, при зберіганні в цехових або міжцехових складах диктується не лише економічними, але і екологічними міркуваннями, має велике значення і є важливим завданням міжопераційного захисту.

Засоби, які використовують для захисту металів від корозії, залежно від їх призначення і умов вживання можна розділити на наступні групи:

· водні розчини контактних інгібіторів атмосферної корозії, які використовують переважно при міжопераційному захисті і при тривалому захисті з бар'єрною упаковкою;

· інгібуючі масла і консистентні мастила, інші засоби консервації, які застосовують на час транспортування і зберігання;

· металеві і неметалічні захисні покриття, які використовують на період тривалої експлуатації;

· летучі інгібітори.

Важливою особливістю міжопераційного захисту є його функціональний зв'язок з технологією процесу виробництва. Це означає, що він повинен не заважати подальшим технологічним операціям. Найбільш раціональним є поєднання міжопераційного захисту з операціями обробки деталей, і лише там, де це неможливо здійснити, вводять міжопераційний захист, як окрему технологічну операцію.

Слід зазначити, що найбільш поширеними у виробничій практиці для міжопераційного захисту металопрокату є неорганічні водорозчинні склади, які якісно можна розділити на наступні групи: содонітритні, тринатрійфосфатні, лужні, хромовмісткі.

До їх недоліків слід віднести ненадійність захисту, шкідливість, погані умови праці. Вживання хроматів неможливе із-за їх токсичності, складності їх знешкодження. До властивостей, що обмежують вживання деяких неорганічних інгібіторів, слід віднести наявність критичної концентрації, нижче за яку стимулюється корозія, вплив рН середовища.

Тому розробка нових ефективних, нешкідливих і дешевих засобів для міжопераційного захисту металопрокату від атмосферної корозії є актуальною. При цьому вибір оптимального концентраційного складу водного інгібованого розчину є невід'ємною частиною такої розробки.

Серед засобів, які використовують для міжопераційного захисту металів від атмосферної корозії, в даний час широке вживання знайшли водні розчини контактних інгібіторів атмосферної корозії.

Дія неорганічних інгібіторів атмосферної корозії в даному випадку зводиться в основному до зрушення потенціалу металу у бік позитивних значень за рахунок створення захисної конверсійної плівки завтовшки в декілька мікрометрів.

Найбільш поширеними речовинами для міжопераційного захисту є неорганічні водорозчинні інгібітори: нітрити, фосфати, хромати, силікати.

Відмінною рисою методу захисту виробів за допомогою інгібіторів шляхом їх нанесення на поверхню металу виробу з водних розчинів або органічних розчинників є їх простота і дешевизна.

Останнім часом в практиці металургійного виробництва усе більш широке вживання знаходять поліфосфати - неорганічні інгібітори. Основна перевага перед іншими інгібіторами полягає в тому, що вони малотоксичні і забезпечують захист сталевої металевої поверхні малими концентраціями.

Поліфосфати - неорганічні з'єднання, солі поліфосфорних кислот. Вони побудовані із спіралеподібних ланцюгів, що містять 16-18 тетраєдрів PO^3-₄. Вони стійкіші в розчинах, чим відповідні полікислоти. Утворюють розчинні у воді комплекси з іонами лужних і лужноземельних металів, а також створюють на поверхні металу безперервні міцні плівки з низькою проникністю для корозійно-активних складових атмосфери.

Основне завдання даної дипломної роботи полягає в дослідженні конверсійних покриттів з нових ефективних, нешкідливих і дешевих розчинів для міжопераційного захисту металопрокату від атмосферної корозії. Досить актуальним є використання триполіфосфату натрію. У даній роботі дослідження проводилися на зразках із сталі 05кп. Використовувалися розчини на основі (мас. %) 12 триполіфосфату натрію.



1. ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД

1.1 Стан питання та задачі дослідження

1.1.1 Захист від атмосферної корозії зі застосуванням інгібіторів

Корозія - вельми розповсюджений вид руйнування металів, який приносить величезні збитки народному господарству. Одним з прикладів корозії металів може бути корозія металоконструкцій та виробів в атмосфері.

Атмосферна корозія - електрохімічний процес руйнування металу в електроліті, що утворюється в результаті конденсації на поверхні виробу молекул води й присутності в атмосфері різних газів. Корозійне руйнування відбувається внаслідок роботи численних мікроелементів, які виникли на поверхні металу.

Відмінною її особливістю являється те, що вона протікає не в об'ємі електроліту, а в тонких шарах. Тонка плівка електроліту обумовлює дуже інтенсивне порівняно з об'ємом електроліту надходження кисню до металевої поверхні і призводить до того, що катодні процеси атмосферної корозії протікають переважно з кисневою деполярізіцією, при тому з великою швидкістю [1, 2, 3].

Навіть такі метали, які в нейтральних електролітах при повному їхньому зануренні в основному з водневою деполяризацією, під плівкою починають кородувати в значній мірі і з кисневою деполяризацією [4].

Одним із найбільш прогресуючих й ефективних методів боротьби з корозією, в тому числі й атмосферної, а на ряду випадків єдиним можливим являється застосування інгібіторів корозії. Введення інгібіторів корозії в агресивну середу в невеликій кількості різко понижується або повністю запобігає корозійне руйнування металів.

Захисна дія інгібіторів пов'язана зі зміною в стані поверхні металу, що захищається і в кінетиці власних реакцій, що лежать в основі корозійного процесу.

Метод протикорозійного захисту металів, оснований на використанні інгібіторів корозії, тобто хімічних з'єднань або їх композицій, «які при присутності в корозійній системі з достатньою концентрацією,...