ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Применение силиката натрия из "Кислородная коррозия оборудования химических производств " Защитное действие силиката натрия основано на взаимодействии с продуктами коррозии стали с образованием на поверхности слоя ферросиликатов железа. [c.162] Специфические свойства силиката натрия как замедлителя общей и локальной коррозии оборудования химических производств, находящегося в резерве, еще недостаточно изучены. Имеющиеся сведения о защитном действии этого соединения относятся лищь к работающему оборудованию, для которого продолжительность создания пленки относительно большая. [c.162] На рис. 9.1 представлена зависимость удельного поляризационного сопротивления, характеризующего защитные свойства пленки на поверхности стали, от времени контакта стали с растворами силиката натрия, имеющего модули 1, 2 и 3. Концентрация силиката натрия составляла 400 мг 8102/л, а значения pH равнялись соответственно 9,5 9,1 и 8,3. Из приведенных данных видно, что в первые сутки контакта стали со средой наблюдается заметная коррозия во всех трех растворах, о чем свидетельствуют низкие значения удельного поляризационного сопротивления, причем оказалось, что эта величина находится в обратной зависимости от pH и в прямой — от модуля силиката натрия. В последующие сутки степень защитного действия силикатов меняется. Наиболее эффективным замедлителем коррозии становится силикат натрия с модулем 3 наименее—с модулем 1. Об этом свидетельствуют наибольшие значения удельного поляризационного сопротивления стали в этот период в силикате натрия с модулем 3 и наименьшие — в силикате натрия с модулем 1. Защитные свойства силиката натрия с модулем 2 занимают промежуточное место. Вместе с тем коррозия стали во всех трех растворах со временем уменьшается, о чем свидетельствует возрастание удельного поляризационного сопротивления. За более длительный промежуток времени (свыше 10 сут) разность в показаниях удельного поляризационного сопротивления уменьшается, а абсолютные значения достигают максимума, что свидетельствует о существенном снижении скорости коррозии. [c.163] Подобные наблюдения послужили основанием для изучения процесса коррозии в присутствии продуктов гидролиза силикатов натрия гидроксида натрия и кремниевой кислоты, получаемой путем Н-катионирования растворов силиката натрия. [c.163] Из данных табл. 9.1 следует, что в первый период (доЗсут) значения при контакте стали с раствором гидроксида натрия и силиката натрия практически одинаковы. При более продолжительном воздействии среды на сталь сопротивление в растворах силиката натрия резко возрастает, что свидетельствует о тормозящем действии на коррозионный процесс силикат-анионов. [c.164] В первые сутки контакта стали с растворами силиката натрия и гидроксида натрия при всех значениях pH наблюдается преимущественно анодное торможение коррозионного процесса при более продолжительном воздействии на сталь консерви-рующих растворов силикаты натрия с модулями 1, 2 и 3 выполняют функции смещанного замедлителя коррозии, в то время как гидроксид натрия обладает лишь свойствами ингибитора анодного действия. Отсюда можно сделать вывод о более эффективном воздействии на сталь растворов силиката натрия по сравнению с растворами гидроксида натрия при одних и тех же значениях pH. Большая эффективность защитного действия силиката натрия заметно проявляется лишь спу стя сутки с момента приведения стали в контакт с растворами силиката натрия. [c.164] Активное противокоррозионное действие проявляет также кремниевая кислота. [c.164] Защитное действие силиката натрия на сталь обусловлено реакционной способностью этого соединения по отношению к различным формам оксидов железа, образующимся при коррозии. Эта способность в свою очередь объясняется наличием в силикате натрия анионов 510з , образующихся при гидролизе силиката натрия. [c.164] Исследования зависимости между скоростью коррозии и концентрацией силиката натрия показывают, что максимальное значение общей коррозии соответствует концентрации ЫагЗЮз (модуль 2) около 100 мг/л 5Юг. Отсутствие стояночной коррозии достигается в растворах силиката натрия, содержащих 600 мг/л 5 Юг и выше. [c.165] Проведено изучение защитных свойств силиката натрия относительно углеродистой стали в присутствии хлоридов и сульфатов (как наиболее распространенных примесей в воде). Установлено, что введение силиката натрия в хлорид- и сульфатсодержащие среды в количестве 600 мг ЗКЗг/л снижает скорость коррозии практически до нуля при концентрации хлоридов до 200 мг/л и сульфатов до 350 мг/л, несмотря на активирующее действие на коррозию этих примесей. При содержании в ходе хлоридов до 700 мг/л и сульфатов до 860 мг/л минимальная концентрация силиката натрия, обеспечивающая защиту стали, составляет 1800 мг ЗЮг/л. [c.165] Проведено исследование коррозионного поведения стали в растворе силиката натрия, содержание кремниевой кислоты в котором не достигало защитной концентрации, при различных температурах. Наблюдается сложная зависимость скорости коррозии (общей и локальной) от температуры консервирующего раствора (рис. 9.2). Как следует из графических зависимостей, при температуре 60°С проявляется максимальная скорость локальной коррозии и минимальная — общей коррозии. Такая зависимость свидетельствует об ускоряющем действии температуры на образование защитных пленок в местах локализации коррозии в присутствии данного замедлителя. Подобное развитие процесса отражает существующую закономерность для коррозии стали при нагревании жидкости в открытой системе 1[91]. [c.165] Проведена серия опытов по определению времени формирования защитных пленок и их устойчивости после удаления консервирующего раствора. В растворе, содержащем 500 мг/л 5102 с рН = 9,8, общая и локальная коррозия со временем практически полностью прекращается в растворе же гидроксида натрия при таком же значении pH скорость коррозии со временем фактически не изменяется. Заметное замедление коррозии по времени наблюдается при повышении pH растворов. [c.166] В растворе гидроксида натрия защита достигается практически мгновенно в результате пассивации металла, в растворах же силиката натрия скорость коррозии уменьшается со временем постепенно вследствие медленного формирования защитной пленки с участием силикат-анионов. [c.166] Практическое значение для разработки режима консервации имеет установление времени живучести защитных пленок, получаемых при воздействии на сталь гидроксида натрия (рН = 10,4) и На25Юз (400 мг/л 5102). Результаты проверки последействия гидроксида натрия и силиката натрия на стальные образцы в водопроводной воде, содержащей кислород, показали, что противодействие коррозионной среде предварительно пассивированного в растворе гидроксида натрия металла незначительное, и наоборот, металл имеет высокую устойчивость, если защитные пленки образуются в присутствии силиката натрия. В первом случае пленка сохраняла устойчивость в течение 7 ч ВО втором — 154 ч. [c.166] Способность силиката натрия образовывать пленки с длительным последействием благоприятствует его использованию для защиты от коррозии оборудования в период простаивания. Образующиеся на металле пленки могут обеспечивать продолжительную защиту после расконсервации. [c.166] Время защитного действия пассивных пленок очень мало. Это означает, что после удаления из консервируемого оборудования раствора, который обладает пассивирующими свойствами, металл быстро переходит в коррозионно-активное состояние даже при условии отсутствия доступа воздуха с продуктами сгорания топлива. [c.167] Силикат натрия обладает всеми положительными свойствами пассиватора, а именно он обеспечивает полную защиту (при рН = 10) от коррозии всех сталей, применяемых в химической промыщленности при его использовании защищаемый металл не расходуется на образование пассивных пленок. Кроме того, он не реагирует с продуктами коррозии [Ре(ОН)г]. [c.167] Для ускорения формирования ферросиликатных пленок на поверхности стали могут быть использованы два режима. Один из них осуществляется при катодной поляризации защищаемой поверхности [92]. Ток способствует образованию ферросиликатных пленок как вследствие электрофоретического эффекта, так и в результате восстановления соединений железа(III) до гидроксида железа(II), который обладает высокой реакционной способностью по отношению к силикату натрия. Достоинством такой обработки является также отсутствие расхода защищаемого металла на образование пленок. [c.167] Вернуться к основной статье