Метод консервации летучими ингибиторами основан на применении специальных химических соединений, которые вносятся в упаковочный материал или в замкнутое пространство, где хранится защищаемое изделие.
Обладая относительно большим давлением насыщенного пара, такие соединения быстро насыщают это пространство, адсорбируются металлической поверхностью и при последующей конденсации влаги препятствуют развитию коррозионного процесса. Защитная способность летучих ингибиторов определяется следующими основными свойствами: 1) наличием в составе соединений групп, способных тормозить процесс коррозии; 2) величиной давления насыщенного пара; 3) способностью адсорбироваться на металлической поверхности; 4) способностью адсорбированного слоя снижать скорость электрохимических реакций, обуславливающих коррозионный процесс.
При синтезе летучих ингибиторов эти свойства сочетаются в одном соединении. Однако надежная защита может быть обеспечена только при условии, что защищаемое изделие находится в замкнутой системе, атмосфера которой схематически насыщается парами летучего ингибитора.
К летучим ингибиторам атмосферной коррозии, которые использовались для консервации энергетического оборудования (турбин), относятся НДА, КЦА и ИФХАН.
Ингибитор НДА - нитрит дициклогексиламина - представляет собой соль вторичного амина и азотистой кислоты с эмпирической формулой
. Являясь одним из наиболее эффективных ингибиторов атмосферной коррозии, нитрит дициклогексиламина защищает во время простоев сталь, алюминий и его сплавы, фосфатированные и оксидированные стали; менее надежно он защищает чугун. Однако данный ингибитор вызывает коррозию меди, медных сплавов, латуни, олова, цинка, припоя, образует налет на магнии и кадмии. Ингибитор НДА представляет собой кристаллическое вещество белого цвета с желтоватым оттенком с массовым содержанием основного вещества в растворе менее 95% температурой плавления 165-180оС. pH 1% раствора 7-8.
Его растворимость в воде с изменением температуры от 0 до 65 возрастает от 30 до 69 г/л.
Давление насыщенного пара ингибитора НДА при различной температуре [9] приведено ниже:
По поводу механизма защитного действия ингибитора существовали различные взгляды. По мнению С.А. Балезина и Т В. Нетербы, ингибитор НДА, попадая в воду, гидролизуется с образованием дициклогексиламина и азотистой кислоты. Азотистая кислота окисляет железо до FeO, причем образуется пассивный слой
(2.28)
Под влиянием кислорода воздуха из оксида азота вновь образуется азотистая кислота:
2NO+O2+Н2O=>2ΗΝO2 (2.29).
Эти реакции протекают до полного покрытия активных участков поверхности металла защитной пленкой. Выделяющийся наряду с азотистой кислотой дициклогексиламина связывает кислые продукты попадающие в пленку влаги из атмосферы.
Минимальная защитная концентрация ингибитора в газовой фазе при нормальных условиях соответствует упругости его паров 1,53 МПа. На основании многолетних испытаний можно утверждать, что при надежной герметизации ингибитор НДА защищает металл на срок не менее чем 5 лет.
Ингибитор КЦА - карбонат циклогексиламина - имеет эмпирическую формулу
.
По данным С.А. Балезина, механизм его защитного действия обусловлен рядом факторов, а именно: снижением влажности воздуха, адсорбцией ингибитора поверхностью металла, созданием буферных растворов, pH которых лежит в области малой коррозионной активности. Карбонат циклогексиламина защищает от коррозии только черные металлы. Коррозия цветных металлов при наличии влаги и контакте с КЦА усиливается. Ингибитор КЦА представляет собой порошок белого цвета с желтоватым или сероватым оттенком с массовым содержанием основного вещества не менее 98 %, температурой плавления не 108°С pH 1% водного раствора 9,9-10,4. В 100 мл насыщенного водного раствора содержится 55,6КЦА. Давление насыщенного пара ингибитора КЦА при различной температуре [9] приведено ниже.
Минимальная защитная концентрация этого ингибитора соответствует упругости его пара 4 Па. Ингибитор КЦА обеспечивает защиту черных металлов от атмосферной коррозии до 2 лет [9]: Существуют летучие ингибиторы типа ИФХАН (ИФХАН-1), (ИФХАН-100).
Ингибитор ИФХАН-1 - диэтиламино-2- метилбутанон-3 - представляет собой прозрачную жидкость желтоватого цвета с плотностью 0,855 - 0,863 и молекулярной массой 157, обладающую резким неприятным запахом. Ингибитор ИФХАН-100, также являющийся производным аминов, получается на основе ИФХАН-1, но в отличие от него неприятным запахом не обладает, молекулярная масса его 172. Эти ингибиторы обладают большой универсальностью: они защищают от атмосферной коррозии как черные, так и цветные металлы, в частности стали марок, стали с покрытиями (фосфатными, оксидными, из химического никеля, электролитического никеля, черного никеля, хрома, меди, цинка, кадмия, свинца, олова, серебра, индия), чугун, медь и ее сплавы (бронзы и латуни различных марок), алюминий и его сплавы, а также магний, цинк, кадмий, серебро и их сплавы, сплавы олова с цинком, припои различных марок. Ингибитор ИФХАН-1 не оказывает вредного действия на свойства большинства электроизоляционных материалов, лакокрасочных покрытий, резину и керамику. Срок защитного действия по результатам испытаний в условиях промышленно-загрязненной атмосферы для стали марки Ст3 и меди в зависимости от герметичности упаковки составляет 5-10 лет. В зависимости от конфигурации и габаритных размеров изделия, а также от сроков и условий хранения применяются различные способы защиты металлических изделий от атмосферной коррозии летучими ингибиторами типа ИФХАН. Ингибитором может пропитываться силикагель (марок КСК-2,5; КСС-4, КСС-3), который расфасовывается в перфорированные патроны из оргстекла или в мешочки (марлевые, бязевые и т.п.). Этот ингибированный силикагель (линасиль) закладывают внутрь защищаемого изделия. Ингибитором можно пропитывать и бумагу для заворачивания изделий. В случае консервации изделий больших габаритов куски ингибированной бумага помещают на различные места защищаемого изделия. В некоторых случаях ингибитором пропитывают полимерные пористые материалы, которые закладывают внутрь защищаемых изделий. Ингибитор мажет наноситься на поверхность металла из спиртового раствора или раствора в другом легколетучем растворителе. При консервации энергооборудования обычно применяют способ продувки воздуха, насыщенного парами ингибитора. При продувке ингибитор осаждается на поверхности металла и обеспечивает его защиту. Для защиты от атмосферной коррозии концентрация ингибитора в воздухе внутри защищаемого оборудования должна составлять 10-2-10-3 г/л. При использовании линасиля (силикагеля пропитанного ингибитором) концентрация ингибитора в нем обычно равняется 30-40 %.
