ОБРАБОТКА ПОВЕРХНОСТИ
Рассмотрены вопросы нанесения супергидрофобных покрытий на поверхность металлов, металлических изделий и конструкций. Это актуально, например, для защиты от обледенения транспортных средств (самолеты, суда), линий электропередачи, зданий и сооружений различного назначения. В этих случаях супергидрофобные покрытия выполняют функцию льдофобных. Супергидрофобные покрытия также способствуют увеличению износостойкости металлоизделий. В работе предложен способ увеличения износостойкости супергидрофобных покрытий за счет предварительного нанесения адгезионного подслоя из различных пассивирующих растворов. В процессе работы было установлено, что наилучшей стойкостью к истиранию обладают супергидрофобные покрытия с Ti-Zr-содержащим подслоем. Результаты поляризационных измерений показали, что нанесение адгезионного подслоя также улучшает защитную способность супергидрофобных покрытий. Увеличение защитной способности также подтверждено экспозицией в камере соляного тумана. Время до появления первых признаков коррозии возросло со 140 до 430 ч. В процессе работы сравнивались две методики для определения адгезии льда к алюминиевой поверхности. Первая методика была основана на параллельном «вырывании» стержня от массы льда. Вторая методика – на нормальном отрыве алюминиевого грибка из массы льда, находящегося в цилиндре. Показано, что при отрыве льда от поверхности с идентичными покрытиями величины адгезии, полученные с помощью различных методик, отличаются: при нормальном отрыве величины адгезии всегда ниже. Очевидно, это происходит из-за того, что при нормальном отрыве определяется только адгезия льда к супергидрофобной поверхности, а при тангециальном отрыве дополнительный вклад вносит механическое зацепление льда с выступами поверхности и увеличение силы давления льда на стержень, возникающее из-за расширения льда при замерзании воды. Более релевантным считается метод нормального отрыва.
МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ
Осложнения, связанные с коррозивностью среды, по данным компании ПАО «НК «Роснефть» входят в число превалирующих на объектах нефтегазодобычи и занимают 4-е место среди других осложняющих добычу факторов – 12 % осложненного механизированного фонда скважин. Поэтому диагностика и мониторинг состояния нефтепромыслового оборудования на предмет коррозионного износа является актуальным направлением повышения безотказности технологического процесса добычи и транспорта нефти. Метод «электрического сопротивления» (ЭС) является одним из методов коррозионного мониторинга, применяемых в нефтегазодобывающей отрасли. Недостаток метода ЭС состоит в том, что приборы, используемые в настоящее время, не позволяют оценить неравномерность коррозионных потерь на поверхности материала, то есть не могут идентифицировать процесс развития локальной коррозии. Тем не менее, именно локальная коррозия обуславливает отказы нефтепромыслового оборудования. В статье предложена физическая модель развития коррозии, отражающая взаимосвязь изменения сопротивления корродирующего элемента со скоростью коррозионного расхода. Процесс коррозии описан через частные случаи равномерной и локальной коррозии, имеющие разные скорости коррозионного расхода. По результатам анализа физической модели локальной коррозии, предложены способы интерпретации данных, получаемых с датчиков электрического сопротивления, который позволяет обнаружить проявление язвенной коррозии. Маркером развивающейся локальной коррозии является изменение динамики роста сопротивления чувствительного элемента.
Рассмотрено использование соединений, экстрагированных из природных источников и отходов пищевой промышленности, в частности, растительного сырья, как перспективного направления поиска ингибиторов коррозии. Изучено ингибирующее влияние отвара из листьев и цветов мелиссы лекарственной Melissa officinalis против коррозии низкоуглеродистой стали Ст3 в среде 0,5 M серной кислоты методами электрохимической поляризации и спектроскопии электрохимического импеданса. Показано, что добавка 100 мг/л экстракта мелиссы лекарственной уменьшает скорость коррозии на 15 %, а добавка 10 г/л – на 75 %. Адсорбция компонентов экстракта на поверхности стали имеет физическую природу, описывается адсорбционной моделью Ленгмюра с хорошим коэффициентом достоверности аппроксимации. Вычисленная энергия Гиббса процесса адсорбции не превышает – 20 кДж/моль. Определенные в работе эффективности ингибирования коррозии низкоуглеродистой стали в среде серной кислоты экстрактом мелиссы лекарственной сравнимы со значениями эффективностей ингибирования коррозии сталей в соляной кислоте. Отвар мелиссы лекарственной показал себя как эффективный и экологичный состав для замедления коррозии сталей в кислых средах.
История применения алюминия для строительства летательных аппаратов своими корнями уходит в годы, предшествующие Первой мировой войне. Накануне этой войны известный немецкий конструктор граф Цеппелин разработал проект большого жёсткого дирижабля. Однако выяснилось, что сделать его каркас из дерева невозможно, поскольку он получался тяжёлым и непрочным. Лучше всего подходил алюминий, но он был слишком мягким. И вот тогда было принято принципиальное решение использовать в конструкциях воздухоплавательных средств изобретённый в 1909 г. немецким химиком Вильмом лёгкий и прочный сплав на основе алюминия. По имени города Дюрена, где удалось наладить производство нового металла, его назвали дюралюминием или дюралем. Дюралюминий относится к категории конструкционных сплавов, которые отличаются повышенной прочностью. Основу их составляет алюминий. В качестве добавок используют медь, марганец, магний в разных процентных соотношениях. Свойства дюралюминия зависят от термической обработки и количества добавленных легирующих элементов. В статье приведены результаты исследования влияние празеодима на анодное поведение алюминиевого сплава AM4.5Mг1 типа дюралюмин в растворе NaCl. Исследование коррозионно-электрохимического поведения сплавов проведено в потенциодинамическом режиме со скоростью развёртки потенциала 2 мВ/с. Показано, что добавка празеодима снижает скорость коррозии исходного сплава AM4.5Mг1 на 20…30 %. Установлено, что увеличение концентрации хлорид-иона способствует росту скорости коррозии независимо от содержания празеодима в сплаве.
Ингибированные масляные композиции широко используют для противокоррозионной защиты металлов от атмосферной коррозии. В работе исследовали композиции на основе индустриального И20-А, моторного М10Г2к, свежего и отработанного (ММО), масел с добавлением импортного комбинированного ингибитора коррозии М-531, а также отечественного парафина П-2 в количестве 3…10 мас. % для защиты меди. Кинематическую вязкость измеряли по методу Брукфильда на ротационном вискозиметре, краевые углы смачивания – на приборе Easy Drop. Поляризационные измерения проводили с использованием потенциостата IPC-Pro MF в потенциодинамическом режиме со скоростью развертки потенциала 0,66 мВ/с в растворе 0,5 М NaCl. Были получены эмпирические уравнения, представляющие собой частный случай уравнения Рейнольдса – Филонова, описывающие вязкостно-температурные зависимости для масляных композиций с высокой достоверностью линейной аппроксимации в диапазоне температур 20…60 °С. Исследование краевых углов смачивания показало, что вода активно смачивает исследуемые масляные покрытия. Максимальные значения краевых углов смачивания водой масляных покрытий были достигнуты через 1 сутки. Защитные покрытия на металле формировали в течение суток. По данным электрохимических исследований использование комбинированного импортного ингибитора коррозии М-531 и отечественного парафина П-2 в масляных композициях для противокоррозионной защиты меди одинаково эффективно при концентрации 10 мас. %. Таким образом, показана принципиальная возможность конкурирования отечественного парафина П-2 как контактной присадки с импортной комбинированной присадкой М-531.
ISSN 2658-6797 (Online)