Мигрирующие ингибиторы коррозии стальной арматуры в бетоне технологической серии «ИФХАН»

Полученные результаты позволяют сделать вывод о  возможности использования композита  SiС–Si в ёмкостях для долговременного хранения и захоронения неперерабатываемого топлива, стержней автоматического регулирования с поглощающими элементами, остеклованных высокоактивных отходов и т.д. при условии, что содержание кремния в композите не превышает 0.3 объемной доли.

Соисполнитель: Научно-технологический комплекс (НТК) «Керамика-Луч» 
(Подольск, Московская обл.).

Разработка электрохимических методик, приборного и программного обеспечения для определения коррозионно-защитных свойств металлов, сплавов и покрытий в лабораторных и производственных условиях

26 февраля, 2011

Н.Г. Ануфриев, С.В. Олейник

Лаборатория высокотемпературных коррозионных испытаний в водных средах

Для успешного применения противокоррозионных технологий требуются  надежные, быстрые методы контроля скоростей и других параметров коррозии металлов, сплавов, покрытий, конструкционных  материалов. Электрохимические методы ( метод поляризационного сопротивления, амперометрия, потенциометрия и др.) позволяют оценивать коррозионные процессы в режиме реального времени, создавать портативное оборудование, обеспечивать автоматизацию измерений. Использование известных зарубежных и отечественных приборов ограничивается отсутствием ряда важных функций, невысокой чувствительностью, высокой стоимостью.

Показана высокая  эффективность применения комплекса  электрохимических методов при  исследовании кинетики процессов коррозии, обработки поверхности металлов в водных средах, получении конверсионных  покрытий, определении степени защиты ингибиторов коррозии, эффективности  металлических и иных покрытий, конструкционных  материалов практически в любых  водных и водно-органических средах, в условиях ускоренных климатических  коррозионных испытаний.

По разнообразию задаваемых параметров измерений, использованных методик,  чувствительности разработанный прибор не имеет аналогов среди отечественных и импортных приборов аналогичного класса. Его отличием являются возможности практически одновременного определения основных коррозионных характеристик – показателей равномерной и питтинговой коррозии, контактной коррозии, потенциалов коррозии, осуществления методик хронопотенциометрии и хроноамперометрии.

Изготовлен и  испытан опытный образец автоматического  портативного коррозиметра «Эксперт-004», разработаны количественные методики его применения в лабораторных, производственных и натурных условиях для решения широкого круга задач в областях коррозии, гальванотехники, обработки поверхности металлов, коррозионного мониторинга промышленных объектов.

Результаты работы могут быть использованы в научных  исследованиях в областях защиты металлов от коррозии и гальваностегии, в микроэлектронике, нанотехнологиях, в процессах обработки поверхности,  машиностроении, гальванотехнике.

Предполагается  проведение работы по правовой защите методик измерений и подача заявки на полезную модель.

Соисполнитель: ООО «Эконикс-Эксперт» (г. Москва).

Информационная система «Атмосферная коррозия»

26 февраля, 2011

А.А. Михайлов, Ю.М. Панченко, Т.И. Игонин, Ю.И. Кузнецов, А.И. Маршаков, Л.Г. Березина, Л.Б. Маркина, В.В. Ковтанюк, Т.А. Андрющенко, М.Н. Сулоева

Лаборатория  коррозии металлов в природных условиях

Ущерб от атмосферной  коррозии огромен.  В промышленно развитых странах по данным Европейской Федерации  коррозии (European Federation of Corrosion) годовой ущерб от коррозии составляет 4.2–4.5 % от валового национального продукта. На долю атмосферной коррозии приходится 70 % ущерба от всех видов коррозии. В последние годы участились случаи отказов в работе сложных технических систем, аварий и катастроф, в том числе вследствие атмосферной коррозии. Проблема прогнозирования коррозионной стойкости металлических материалов на длительные периоды времени (до 25–30 лет) не может быть решена с помощью ускоренных испытаний.

Разрабатываемая информационная система  включает три направления:

• создание баз экспериментальных данных по атмосферной коррозии конструкционных металлов, сплавов и металлических покрытий, материалов эектрорадиоизделий и электрических контактов в разных географических регионах планеты;
• разработка моделей атмосферной коррозии и конкретных функций доза–ответ, связывающих коррозию материалов с параметрами окружающей среды;
• разработка комплекта карт коррозивности и долговременных коррозионных  потерь металлов и сплавов на территории Российской Федерации.

Аналогов разработки в России нет. В промышленно-развитых странах Европы (Швеция, Германия, Великобритания, Испания, Норвегия, Франция и др.) аналогичные работы ведутся в  рамках Европейской экономической  комиссии ООН и считаются приоритетными. Уровень разработок в Институте физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН в части создания баз данных и разработки моделей атмосферной коррозии соответствует уровню европейских разработок. В части картографирования, ввиду огромной территории нашей страны, работа еще продолжается (картографирована европейская территория России в масштабе 150 х 150 км, что позволяет выделить регионы с высокими скоростями коррозии металлов и сплавов).

Элементы разрабатываемой  информационной системы (базы экспериментальных  данных, функции доза–ответ и  карты коррозивности и долговременных (до 25–30 лет) коррозионных потерь  материалов)  могут быть эффективно использованы при оценке  сроков службы или гарантийных сроков хранения сложных технических систем, при выборе мест длительного хранения сложных технических систем, при разработке методов и средств их защиты от атмосферной коррозии. Степень готовности к реализации 60 %.

Технология мониторинга коррозионного состояния стальных подземных сооружений

26 февраля, 2011

А.И. Маршаков, В.Э. Игнатенко, М.А. Петрунин, Л.Б. Максаева, Т.А. Ненашева, А.А. Рыбкина, А.А. Рыбкин, Т.А. Юрасова, В.А. Санько, А.В. Гордеев, Е.Н. Одинцов

Лаборатория коррозии металлов в природных условиях

Коррозионный мониторинг позволяет предотвратить аварии, обеспечить безопасность персонала  и окружающей среды, уменьшить финансовые затраты, связанные с ремонтом оборудования и его противокоррозионной защитой. Вместе с тем, проблему мониторинга  коррозионного состояния внешней  стороны подземных сооружений, таких  как трубопроводы, резервуары, хранилища  и других объектов, нельзя считать  решенной. Контроль коррозионной защищенности подземных сооружений осуществляется, как правило, только по величине электродного потенциала. При этом хорошо известны трудности исключения омической  составляющей измеряемого потенциала реальных сооружений, особенно расположенных  в зонах блуждающих токов. Кроме  того, в многокомпонентных коррозионных средах, таких как естественные грунты, величина электродного потенциала не является однозначным критерием  даже скорости равномерной коррозии металла, тем более локальных  видов коррозии.

Теоретической базой  для создания общих принципов  коррозионного мониторинга подземных  сооружений являются многолетние исследования кинетики и механизма растворения  и наводороживания сталей в многокомпонентных электролитах. В результате этих исследований  были созданы методы контроля скорости разных типов коррозии стали и/или сопутствующих коррозии изменений свойств металла. Разработана методология диагностики коррозии протяженных подземных конструкций. Опытно-промышленная апробация резистометрических датчиков коррозии подтвердила их работоспособность и полезность для практического применения в эксплуатационных службах защиты от коррозии подземных трубопроводов. Определена область промышленного применения рекомендуемого метода контроля эффективности электрохимической защиты магистральных газопроводов

Предлагаемая разработка отличается от отечественных и зарубежных аналогов комплексным подходом к  решению проблемы коррозионного  мониторинга стальных подземных  сооружений,  так как включает методы и сенсорные устройства для контроля различных видов почвенной коррозии (равномерной, язвенной, питтинговой, водородного охрупчивания, коррозионного растрескивания под напряжением), а также для определения коррозионной опасности участка подземного трубопровода и эффективности его электрохимической защиты.

Технология мониторинга  коррозионного состояния стальных подземных сооружений найдет применение на предприятиях газовой и нефтедобывающей  отраслей. Возможно также применение технологии в строительной индустрии  и городском коммунальном хозяйстве. Особенностью реализации результатов работы является доработка технологии применительно к конкретному объекту.

Конструкции всех разрабатываемых в рамках технологии сенсорных устройств могут быть оформлены как “полезная модель”.

Соисполнитель: ООО «ВНИИГАЗ».

 

Метод определения безопасных концентраций хлорида при питтинговой коррозии сталей в нитратах

26 февраля, 2011

В.П. Разыграев, М.В. Лебедева

Лаборатория защиты металлов и сплавов в сильноагрессивных средах

В большом числе  технологических сред одновременно присутствуют ионы хлора, провоцирующие  развитие локальной питтинговой коррозии. Единственным способом обеспечения надежной работы оборудования в таких условиях является полное исключение самой возможности зарождения питтинга за счет введения посторонних ионов, играющих роль ингибитора. Но до настоящего времени отсутствуют методы определения критических соотношений компонентов, гарантирующие длительную работу промышленного оборудования.

Были проанализированы особенности развития питтинговой коррозии в нитратно–хлоридных средах и установлены недостатки известных электрохимических методик при определении безопасных соотношений компонентов в таких условиях. С целью выбора гарантированно безопасных условий работы оборудования из нержавеющих сталей и сплавов разработана принципиально новая методика определения этих параметров, основанная на индуцировании интенсивно функционирующего питтинга в заведомо агрессивных составах и последующего его подавления путем непрерывного разбавления раствора или постепенного введения ингибитора. Предложены два экспериментальных подхода для реализации методики – непрерывного и периодического разбавления, а так же уравнения для определения мгновенных концентраций компонентов среды в зависимости от объема пропущенного через ячейку раствора. Определены безопасные соотношения компонентов для стали 12Х18Н10Т при концентрациях ионов хлора в диапазоне 0.02–2.0 моль/л и номограммы смешения исходных хлоридных сред с растворами ингибиторов различных концентраций.

Методики подбора  соотношений ионов активаторов  и ингибиторов, гарантирующие полное подавление питтинговой коррозии нержавеющих сталей и сплавов, в настоящее время не известны.

Полученные  результаты могут быть использованы для корректировки составов сред подлежащих хранению в емкостях хранилищах жидких радиоактивных отходов АЭС.

Ингибирование титана ВТ1-0 в растворах минеральных кислот при катодной поляризации

26 февраля, 2011

В.А. Головин, В.Б. Лукин,  В.И. Казарин

Лаборатория защиты металлов и сплавов  в сильноагрессивных средах

В кислых растворах  с добавками фторидов, которые  широко используются при травлении  металлов, коррозионная стойкость титана резко снижается. Этому способствует также повышение температуры  растворов. Уменьшить растворение  титана оказалось возможным с  помощью введения в химически  агрессивные растворы фосфорсодержащих комплексонов. Более того, при изменении  концентрации фторида и комплексона  в разбавленных кислых растворах  может быть реализовано растворение  титана как в активном, так и в пассивном состояниях.

Определены оптимальные  виды и концентрации комплексонов в  широкой области температур и  концентраций азотнокислых  и сернокислых растворов с фторидами.

Анализ отечественных  и зарубежных научных публикаций показывает, что подобные исследования ранее не проводились.

Разработка может  быть использована при дезактивации оборудования, выполненного из титана.

Эффективность дезактивации титана можно регулировать изменением состава  раствора активатора процесса коррозии (фторида)  и ингибитора (комплексона).

Разработка способов микрокапсулирования высокоэффективных ингибиторов коррозии и их использование в полимерных противокоррозионных защитных покрытиях

26 февраля, 2011

В.А. Головин, А.Б. Ильин, В.Т. Кузнец, А.Р. Вартапетян

Лаборатория  защиты металлов и сплавов в сильноагрессивных средах

Разработаны и постоянно  разрабатываются новые высокоэффективные  ингибиторы коррозии. Однако традиционное применение таких ингибиторов, основанное на введении в технологическую среду,  требует их большого расхода и в случае высокой стоимости ингибиторов  делает их использование экономически неэффективным. Резкое снижение расхода ингибитора коррозии достигнуто за счет нанесения его непосредственно на поверхность металла, причем в составе  полимерного покрытия. Однако  простое введение высокоэффективных ингибиторов коррозии в грунтовки и краски не дает эффекта из-за дезактивации ингибиторов компонентами лакокрасочных материалов. В данной работе  эта проблема решена путем разработки способов микрокапсулирования ингибиторов, что позволяет  исключить их разрушение и обеспечить  длительную высоэффективную защиту. Дополнительным преимуществом является  исключение загрязнения окружающей среды.

Разработка выполнена  на конкурентном  уровне и по некоторым свойствам микрокапсул превосходит известные разработки.