Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Октября 2015 в 23:41, реферат
Признанным мировым лидером в области теории и практики защиты металлов летучими ингибиторами является Институт физической химии и электрохимии РАН им. А.Н. Фрумкина (ИФХЭ РАН). Работы в этой области проводятся в ИФХЭ РАН более 50 лет. Здесь создаются современные летучие ингибиторы коррозии и материалы на их основе для самых разных отраслей промышленности. Летучие ингибиторы разработанные в Институте global-katalog.ru объединены общей аббревиатурой ИФХАН. Сейчас эта технологическая серия летучих ингибиторов насчитывает более 10 препаратов.
Введение…………………………………………………………………………….3
1. Ультратонкие пассивирующие слои для защиты металлов от
коррозии ИФХАН-39………………………………………………………………5
2. Результаты коррозионных испытаний ингибиторов коррозии ИФХАН-25
и ИФХАН-39……………………………………………………………………….13
Заключение…………………………………………………………………………22
Список литературы…………………………………………………………………23
2. Результаты коррозионных
испытаний ингибиторов
Известен способ антикоррозионной
обработки вентильных металлов и их сплавов,
в частности алюминия и его сплавов (з.
США №2012031765, опубл. 2012.02.09), который
сочетает плазменно-электролитическое
оксидирование (ПЭО) и химическую пассивацию
поверхности, предшествующую оксидированию,
последующую за ней либо осуществляемую
как до, так и после оксидирования, и дополнительно
может включать применение полимерных
уплотнителей, а также нанесение завершающих
слоев: жидкой краски, электрофоретической
краски, порошкового покрытия, ПТФЭ и т.п.
Технический результат предлагаемого
технического решения заключается в увеличении
эффективности антикоррозионной обработки
и обеспечении высоких показателей антикоррозионной
защиты для широкого круга обрабатываемых
сплавов алюминия при одновременном повышении
экологической безопасности способа,
улучшении условий труда и снижении затрат
времени.
Указанный технический результат обеспечивают способом антикоррозионной обработки изделий из сплавов алюминия, включающим нанесение покрытия с помощью электрохимической обработки в водном растворе электролита и уплотнение нанесенного покрытия, в котором, в отличие от известного, электрохимическую обработку осуществляют методом плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО) в биполярном гальваностатическом режиме в условиях микроплазменных разрядов при эффективной плотности тока iа=iк=5-10 А/дм2, продолжительности анодных и катодных импульсов 0,02 с в течение 5-10 мин в электролите, содержащем, г/л:
Таблица 3
тринатрийфосфат Na3PO4·12H2O |
45-55 |
тетраборат натрия Na2B4O710H2O |
20-30 |
вольфрамат натрия Na2WO42Н2O |
3-5, |
при этом уплотнение покрытия осуществляют в водном растворе ингибитора коррозии на основе алифатических или ароматических карбоновых кислот, содержащего олеат натрия, при температуре 95-100°C путем погружения на 50-60 мин с последующей гидрофобизацией в этилацетатном растворе политетрафторэтилена.
Оптимальные результаты предлагаемый способ обеспечивает при уплотнении ПЭО покрытия в водном растворе ИФХАН-25.
Кроме того, высокие показатели антикоррозионной защиты достигаются при уплотнении ПЭО покрытия в водном растворе ИФХАН-39.
Способ осуществляют следующим образом.
На подготовленные, например, путем простой механической очистки либо в случае необходимости путем химической полировки, образцы, выполненные из сплавов алюминия, наносят покрытие с помощью плазменно-электролитического оксидирования в водном растворе электролита в биполярном (анодно-катодном) гальваностатическом импульсном режиме при эффективной плотности анодного и катодного токов 5-10 А/дм2 и одинаковой длительности анодного и катодного импульсов τа=τк=0,02 с, обеспечивающем равномерное воздействие на обрабатываемую поверхность микроплазменных разрядов. Обработка в указанном режиме в течение 5-10 минут с использованием в качестве электролита следующего водного раствора, г/л: тринатрийфосфат Na3PO4·12H2O 45-55, тетраборат натрия Na2B4O7 10H2О 20-30 и вольфрамат натрия Na2WO4 2H2O 3-5 приводит к формированию ПЭО покрытий с разветвленной пористой поверхностью, толщина которых в зависимости от сплава алюминия находится в пределах 10-25 мкм.
Затем промытые и высушенные образцы с ПЭО покрытиями погружают в нагретый до кипения раствор ингибитора коррозии, в качестве которого предпочтительно используют ингибитор коррозии, содержащий олеат натрия CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COONa (ОЛН), а именно: ингибитор коррозии ИФХАН-25 (на основе ароматических карбоновых кислот) либо ингибитор коррозии ИФХАН-39 (на основе алифатических карбоновых кислот). Образцы выдерживают в растворе ингибитора коррозии при температуре 95-100°C в течение 50-60 мин, после чего просушивают на воздухе.
После обработки ингибитором коррозии дополнительно осуществляют гидрофобизацию покрытия в 5% растворе политетрафторэтилена в этилацетате путем однократного погружения и сушки на воздухе в течение 5 мин.
Предлагаемый способ обеспечивает максимальную антикоррозионную защиту обрабатываемых сплавов алюминия.
ПЭО покрытие обеспечивает механическую защиту поверхности сплава и благодаря разветвленной пористой структуре поверхности способствует повышению адгезии ингибитора коррозии и увеличению его содержания в защитном слое, при этом экспериментально установлено, что положительный эффект гидрофобизации проявляется только в случае ПЭО покрытий, обработанных ингибитором коррозии. Нанесение ингибитора коррозии непосредственно на поверхность сплава и гидрофобизация ненаполненных покрытий не приводят к увеличению антикоррозионной защиты и не позволяют достичь заявленного технического результата.
Примеры конкретного осуществления способа
Покрытия получали на плоских образцах (50×50 мм) из сплавов алюминия. Перед получением покрытий часть образцов химически полировали в смеси кислот H3PO4:H2SO4:HNO3=4:2:1 при 110-120°C, другую часть подвергали механической очистке.
Для формирования ПЭО покрытий использовали управляемый компьютером многофункциональный источник тока на базе серийного реверсивного тиристорного агрегата «ТЕР-4/460Н-2-2УХЛ4» (Россия). Противоэлектродом служил корпус ванны из нержавеющей стали.
После оксидирования, образцы с покрытиями промывали проточной водой, ополаскивали дистиллированной и сушили на воздухе.
Покрытия по прототипу на образцах сплава алюминия Д16 (российский аналог типичного медьсодержащего сплава 2024) получали путем их анодирования в растворе серной кислоты (200 г/л), анодной плотности тока 1 А/дм2 в течение 60 мин. Образцы с покрытиями промывали дистиллированной водой, сушили на воздухе, обрабатывали (однократное окунание) в изопропанольном растворе стеариновой кислоты (10 г/л) и сушили на воздухе.
Толщину сформированных покрытий оценивали с помощью толщиномера «ВТ-201» (Россия).
Защитные антикоррозионные свойства покрытий, полученных предлагаемым способом на алюминиевых сплавах различных систем легирования (АМц, Д16, В95, АМг-5), и покрытия, полученного по методу прототипа, испытывали путем полного погружения в 3% раствор хлорида натрия NaCl с добавкой 0,1% пероксида водорода H2O2 (pH 7,4). В процессе испытаний осуществляли ежедневный осмотр образцов и фиксировали (визуально) время возникновения первых коррозионных поражений (питтингов) на поверхности образцов.
В таких же условиях были испытаны антикоррозионные свойства ПЭО покрытий без наполнения, ПЭО покрытий, обработанных только ингибитором коррозии, и ПЭО покрытий, обработанных только гидрофобизирующим составом.
В качестве ингибитора коррозии были использованы водные растворы ИФХАН-25 (1 г/л) и ИФХАН-39 (10 г/л).
Гидрофобизацию покрытий осуществляли в 5% растворе политетрафторэтилена в этил ацетате.
Результаты испытаний приведены в таблице (примеры 1-4 - ПЭО покрытия без наполнения и те же ПЭО покрытия, обработанные гидрофобизатором; примеры 5-12 - ПЭО покрытия, обработанные только ингибитором коррозии, и покрытия, полученные по предлагаемому способу).
Пример 1
Один образец, выполненный из сплава АМц (%: 1,0-1,6 Mn; примеси (не более): 0,7 Fe; 0,6 Si; 0,2 Cu; 0,2 Ti; 0,1 Zn; 0,05 Mg; остальное Al), подвергали плазменно-электролитическому оксидированию в электролите, содержащем, г/л: Na3PO4·12H2O 45, Na2B4O7 .10H2O 20, Na2WO4 .2H2O 3, в анодно-катодном импульсном режиме при эффективной плотности анодного и катодного токов 5 А/дм2, длительности анодных и катодных импульсов 0,02 с в течение 10 мин.
Проводили коррозионные испытания полученного покрытия, как описано выше.
Другой образец этого же сплава с ПЭО покрытием, полученным в аналогичных условиях, обрабатывали гидрофобизирующим раствором, высушивали и также подвергали коррозионным испытаниям, как описано выше.
Результаты коррозионных испытаний полученных покрытий приведены в таблице 3.
Пример 2
Один образец, выполненный из сплава Д16 (%:Fe до 0.5, Si до 0.5, Mn 0.3-0.9, Ni до 0.1, Ti до 0.1, Al 90.8-94.7, Cu 3.8-4.9, Mg 2-1.8, Zn до 0.3, прочие примеси, каждая 0.05), подвергали плазменно-электролитическому оксидированию в электролите, содержащем, г/л: Na3PO4·12H2O 55, Na2B4O7 .10H2O 30, Na2WO4 .2H2O 5, в биполярном режиме при эффективной плотности анодного и катодного токов 10 А/дм2 в течение 5 мин.
Другой образец этого же сплава с нанесенным в аналогичных условиях ПЭО покрытием обрабатывали гидрофобизирующим раствором.
Оба образца подвергали идентичным коррозионным испытаниям, результаты которых приведены в таблице.
Пример 3
Один образец, выполненный из сплава В95 (%: Fe до 0.5, Si до 0.5, Mn 0.2-0.6, Cr 0.1-0.25, Ti до 0.05, Al 86.2-91.5, Cu 1.4-2, Mg 1.8-2.8, Zn 5-7, прочие примеси, каждая 0.05; всего 0.1), подвергали плазменно-электролитическому оксидированию в электролите, содержащем, г/л: Na3PO4·12H2O 55, Na2B4O7 .10H2O 20, Na2WO4 .2H2O 3, в биполярном режиме при эффективной плотности анодного и катодного токов 10 А/дм2 в течение 10 мин. Затем проводили его коррозионные испытания.
Другой образец этого же сплава с нанесенным в аналогичных условиях ПЭО покрытием после гидрофобизирующей обработки также подвергали коррозионным испытаниям.
Результаты испытаний приведены в таблице.
Пример 4
Один образец, выполненный из сплава алюминия АМг-5 (%: Fe до 0,5, Si до 0,5, Mn 0,5-0,8, Ti 0,02-0,1, Al 91,9-94,68, Cu до 0,1, Be 0,0002-0,005, Mg 4,8-5,8, Zn до 0,2), подвергали плазменно-электролитическому оксидированию в электролите, содержащем, г/л: Na3PO4·12H2O 45, Na2B4O7 .10H2O 30, Na2WO4 .2H2О 5, в условиях примера 1 при эффективной плотности анодного и катодного токов 5 А/дм2 в течение 5 мин.
Другой образец этого же сплава с нанесенным в аналогичных условиях ПЭО покрытием обрабатывали гидрофобизирующим раствором.
Оба образца подвергали коррозионным испытаниям, результаты которых приведены в таблице.
Пример 5
Один образец сплава алюминия АМц с ПЭО покрытием, нанесенным по примеру 1, обрабатывали в растворе ИФХАН-25 при 95°C в течение 60 мин. Другой образец этого же сплава с ПЭО покрытием после обработки ингибитором коррозии дополнительно обрабатывали в гидрофобизирующем растворе.
Результаты коррозионных испытаний покрытий для обоих образцов приведены в таблице.
Пример 6
Один образец сплава алюминия Д16 с ПЭО покрытием, нанесенным по примеру 2, обрабатывали в растворе ИФХАН-25 при 100°C в течение 50 мин. Другой образец этого же сплава после обработки ингибитором коррозии дополнительно обрабатывали в гидрофобизирующем растворе.
Результаты коррозионных испытаний полученных покрытий приведены в таблице.
Пример 7
Один образец сплава алюминия В 95 с ПЭО покрытием, нанесенным по примеру 1, обрабатывали в растворе ИФХАН-25 при 100°C в течение 50 мин. Другой образец этого же сплава после обработки ингибитором дополнительно обрабатывали в гидрофобизирующем растворе.
Результаты коррозионных испытаний полученных покрытий приведены в таблице.
Пример 8
Один образец сплава алюминия АМг-5 с ПЭО покрытием, нанесенным по примеру 2, обрабатывали в растворе ИФХАН-25 при 100°C в течение 50 мин. Другой образец этого же сплава после этого дополнительно обрабатывали в гидрофобизирующем растворе.
Результаты коррозионных испытаний полученных покрытий приведены в таблице.
Пример 9
Один образец сплава алюминия АМц с ПЭО покрытием, нанесенным по примеру 1, обрабатывали в растворе ИФХАН-39 при 95°C в течение 60 мин. Другой образец этого сплава после этого дополнительно обрабатывали в гидрофобизирующем растворе.
Результаты коррозионных испытаний полученных покрытий приведены в таблице.
Пример 10
Один образец сплава алюминия Д16 с ПЭО покрытием, нанесенным по примеру 2, обрабатывали в растворе ИФХАН-39 при 95°C в течение 50 мин. Другой образец этого сплава после этого дополнительно обрабатывали в гидрофобизирующем растворе.
Результаты коррозионных испытаний полученных покрытий приведены в таблице.
Пример 11
Один образец сплава алюминия В95 с ПЭО покрытием, нанесенным по примеру 1, обрабатывали в растворе ИФХАН-39 при 100°C в течение 50 мин. Другой образец этого сплава после этого дополнительно обрабатывали в гидрофобизирующем растворе.
Результаты коррозионных испытаний полученных покрытий приведены в таблице.
Пример 12
Один образец сплава алюминия АМг-5 с ПЭО покрытием, нанесенным по примеру 2, обрабатывали в растворе ИФХАН-39 при 95°C в течение 60 мин. Другой образец этого сплава после этого дополнительно обрабатывали в гидрофобизирующем растворе.
Результаты коррозионных испытаний полученных покрытий приведены в таблице.
В таблице также приведены результаты коррозионных испытаний для покрытия, полученного по способу-прототипу.
Таблица 4- Результаты коррозионных испытаний
Пример |
Марка сплава |
Толщина покрытия, мкм |
Способ наполнения покрытия |
Время образования первых коррозионных поражений, суток |
Способ наполнения покрытия /гидрофобизация |
Время образования первых коррозионных поражений, суток |
1 |
АМц |
24 |
Без наполнения |
5 |
Без наполнения/гидрофобизация |
4 |
2 |
Д16 |
14 |
Без наполнения |
2 |
Без наполнения/гидрофобизация |
2 |
3 |
В95 |
11 |
Без наполнения |
2 |
Без наполнения/гидрофобизация |
2 |
4 |
АМг-5 |
11 |
Без наполнения |
4 |
Без наполнения/гидрофобизация |
4 |
5 |
АМц |
24 |
ИФХАН-25 |
8 |
ИФХАН-25/гидрофобизация |
18 |
6 |
Д16 |
14 |
ИФХАН-25 |
7 |
ИФХАН-25/гидрофобизация |
17 |
7 |
В95 |
11 |
ИФХАН-25 |
7 |
ИФХАН-25/гидрофобизация |
17 |
8 |
АМг-5 |
11 |
ИФХАН-25 |
8 |
ИФХАН-25/гидрофобизация |
18 |
9 |
АМц |
24 |
ИФХАН-39 |
12 |
ИФХАН-39/гидрофобизация |
68 |
Информация о работе Ультратонкие пассивирующие слои для защиты металлов от коррозии ИФХАН-39