Inhibidores de corrosión. Métodos de protección contra la corrosión

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Cada año, aproximadamente una cuarta parte de todo el metal producido en el mundo se pierde debido al desarrollo y la aparición de procesos de corrosión. Los costos asociados con la reparación y reemplazo de equipos y comunicaciones de las industrias químicas a menudo superan varias veces el costo de los materiales necesarios para su fabricación. Se llama corrosión a la destrucción espontánea de metales y diversas aleaciones bajo la influencia del medio ambiente. Sin embargo, puede protegerse de estos procesos. Hay varias formas de protegerse contra la corrosión, así como los tipos de exposición. En la industria química, los tipos de corrosión más habituales son la gas, la atmosférica y la electroquímica.

Fuera de la situación

La elección de un método de lucha en este caso depende no solo de las características del metal en sí, sino también de sus condiciones de funcionamiento. Los métodos de protección contra la corrosión se seleccionan de acuerdo con ciertos factores, sin embargo, incluso aquí, a menudo surgen una serie de dificultades. Un problema particular está asociado con la elección de una opción para un entorno de componentes múltiples conparámetros que cambian durante el proceso. Esto es bastante común en la industria química. Los métodos de protección contra la corrosión utilizados en la práctica se dividen según la naturaleza de su impacto sobre el medio ambiente y el metal.

Impacto ambiental

Incluso en la Edad Media, se conocieron sustancias especiales, que se introdujeron en cantidades relativamente pequeñas, lo que permitió reducir la agresividad del entorno corrosivo. Para estos fines, se acostumbraba utilizar aceites, resinas y almidón. Durante el último período, han aparecido más y más inhibidores de corrosión nuevos. Por el momento, solo en Rusia, puede contar con decenas de sus fabricantes. Los inhibidores de corrosión de metales están bastante extendidos debido a su costo accesible. Son más efectivos en sistemas donde hay un volumen constante o bajo de ambiente corrosivo, como tanques, tanques, sistemas de enfriamiento, calderas de vapor y otras plantas químicas.

Propiedades

Los inhibidores de corrosión pueden ser de naturaleza orgánica o inorgánica. Pueden proteger contra la exposición a medios líquidos o exposición a gases. Los inhibidores de corrosión en la industria petrolera en la mayoría de los casos están asociados con la inhibición de procesos anódicos y catódicos de daño electroquímico, la formación de películas protectoras y pasivantes. Puedes considerar la esencia de esto.

Los inhibidores de la corrosión del ánodo actúan sobre la base de la pasivación de las áreas anódicas de la superficie del metal corroído, razón por la cual apareció el nombre de pasivadores. Como tal, es tradicionalSe utilizan agentes oxidantes de origen inorgánico: nitratos, cromatos y molibdatos. Se reducen fácilmente en las superficies del cátodo, lo que los hace similares a los despolarizadores, lo que reduce la tasa de transición anódica a una solución que contiene iones metálicos corrosivos.

Moderadores de ánodo son también algunos compuestos que no se caracterizan por la presencia de propiedades oxidantes: polifosfatos, fosfatos, benzoato de sodio, silicatos. Su acción como inhibidores se manifiesta solo en presencia de oxígeno, que desempeña el papel de pasivador. Estas sustancias conducen a la adsorción de oxígeno en las superficies metálicas. Además, provocan la inhibición del proceso de disolución anódica debido a la formación de películas protectoras, que consisten en productos difícilmente solubles de la interacción del inhibidor y los iones metálicos que pasan a la solución.

Características

Los inhibidores de la corrosión del ánodo de los metales suelen clasificarse como peligrosos porque, en determinadas condiciones, pasan de moderadores a iniciadores de un proceso destructivo. Para evitar esto, es necesario que la densidad de la corriente de corrosión sea superior a la que se forma la pasivación absoluta de las secciones del ánodo. La concentración del pasivador no debe caer por debajo de un cierto valor, de lo contrario, la pasivación puede no ocurrir o será incompleta. La última opción conlleva un gran peligro, ya que provoca una reducción en la superficie del ánodo, un aumento en la profundidad y la velocidad de destrucción del metal poráreas pequeñas.

Requisitos

Resulta que se puede proporcionar una protección eficaz si la concentración del inhibidor anódico se mantiene por encima del valor máximo en todas las áreas del producto que se está protegiendo. Estas sustancias son bastante sensibles al nivel de pH del medio. Los cromatos y los nitratos se utilizan con mayor frecuencia en los intercambiadores de calor y para proteger la superficie de las tuberías.

Inhibidores de cátodos

En términos de efecto protector, estas sustancias son menos efectivas que las anódicas. Su acción se basa en el hecho de que la alcalinización local del medio conduce a la formación de productos insolubles en los sitios del cátodo, que aíslan parte de la superficie de la solución. Tal sustancia puede ser, por ejemplo, bicarbonato cálcico, que en medio alcalinizado libera carbonato cálcico en forma de precipitado difícil de disolver. El inhibidor de corrosión catódico, cuya composición depende del entorno de uso, no conduce a un aumento de los procesos destructivos aunque el contenido sea insuficiente.

Variedades

En medios neutros, las sustancias inorgánicas suelen actuar como inhibidores catódicos y anódicos, pero en soluciones fuertemente ácidas no pueden ayudar. Como moderadores en la producción de ácidos, se utilizan sustancias orgánicas, en las que las moléculas contienen grupos específicos o polares, por ejemplo, aminas, tiourea, aldehídos, sales de carbonato y fenoles.

Según el mecanismoEstos inhibidores de corrosión difieren en su carácter de adsorción. Después de la adsorción en los sitios del cátodo o del ánodo, dificultan en gran medida la descarga de iones de hidrógeno, así como la reacción de ionización del metal. En gran medida, el efecto protector se basa en la temperatura, la concentración, el tipo de anión ácido, así como la concentración de iones de hidrógeno. Generalmente se agregan en pequeñas cantidades, porque el efecto protector de una serie de inhibidores orgánicos en altas concentraciones puede incluso ser peligroso.

Por ejemplo, un compuesto orgánico llamado "Penta-522" es soluble en aceite y agua. Es capaz de proporcionar un grado de protección superior al 90% con un consumo de tan solo 15-25 gramos por tonelada. El inhibidor de corrosión producido bajo la marca comercial "Amincor" es un producto de esterificación de ácidos carboxílicos, que no es volátil, no tiene olor desagradable y no es tóxico. Su dosificación se determina solo después de establecer qué tan corrosivo es el ambiente real.

Impacto en metal

Este grupo de métodos de protección involucra el uso de una variedad de recubrimientos. Estos son pintura, metal, caucho y otros tipos. Se aplican de diferentes formas: proyección, galvanizado, engomado y otros. Puedes considerar cada uno de ellos.

El engomado se entiende comúnmente como protección contra la corrosión a través de revestimientos de caucho, que a menudo se requiere en la industria del cloro. Los compuestos de caucho tienen una mayor resistencia química y brindan una protección confiable de los contenedores, baños y otros equipos químicos contra la exposición amedios agresivos y corrosión. El engomado es tanto en frío como en caliente, que se lleva a cabo mediante el método de vulcanización de mezclas de epoxi y fluoroplásticos.

Es importante no solo elegir correctamente, sino también aplicar un inhibidor de corrosión. Los fabricantes suelen dar instrucciones bastante claras al respecto. Actualmente, además de la deposición galvánica, el método de deposición de alta velocidad se ha generalizado bastante. Con su ayuda, se resuelve una amplia gama de tareas. Los materiales en polvo se pueden aplicar para obtener recubrimientos con diversas propiedades.

Equipo de protección

Los temas relacionados con la protección de equipos químicos son bastante específicos y, por lo tanto, requieren un estudio muy cuidadoso. La elección del material para obtener un recubrimiento de alta calidad requiere un análisis del estado de la superficie, la composición del medio ambiente, las condiciones de operación, el grado de agresividad, las condiciones de temperatura, etc. A veces, en “ambientes bajos”, hay un parámetro crítico que dificulta elegir el tipo de cobertura, por ejemplo, vaporizar aunque sea una vez cada pocos meses un tanque de propano. Es por eso que cada entorno agresivo requiere la selección de un formador de película y componentes de recubrimiento que se caractericen por su resistencia al reactivo.

Opinión minoritaria

Los especialistas dicen que es imposible comparar entre sí los métodos de pulverización gas-térmica, y más aún decir que uno de ellos es mejor que el otro. Cada uno de ellos tiene ciertas ventajas y desventajas, y el resultadoLos recubrimientos tienen diferentes propiedades, lo que indica su capacidad para resolver algunas de sus tareas. La composición óptima por la que se deben caracterizar los inhibidores de corrosión, así como el método de su aplicación, se seleccionan según el caso específico.

En las empresas de la industria química, este método se usa con mayor frecuencia en el proceso de reparaciones actuales. Incluso si se utilizan inhibidores de corrosión ácidos, primero se debe preparar adecuadamente la superficie metálica. Esta es la única manera de garantizar una cobertura de alta calidad. El chorreado se puede utilizar antes de la aplicación directa del material de pintura para garantizar una superficie lo suficientemente rugosa.

Cada año aparecen más y más nuevos desarrollos en el mercado, y hay una elección considerable. Sin embargo, los químicos deben decidir qué será más rentable: llevar a cabo una protección oportuna del equipo o un reemplazo completo de todas las estructuras.