Тезисы
апрель 2017

Роль хлорид-ионов в коррозии низкоуглеродистой стали в низкотемпературных эвтектических растворителях


Рублева Е. Д. , Китык А. А. , Банник Н. Г.
Химия и современные технологии
Abstract / Full Text

Вследствие того, что хлорид-ионы образуют стойкие водородные связи с этиленгликолем и карбамидом, то в соответствии со схемой, предложенной в работе [1] образуются соответствующие эвтектические смеси (рис. 1, 2).

Рисунок 1 – Схема образования растворителя Ethaline

Рисунок 2 – Схема образования растворителя Reline

При этом хлорид-ионы будут влиять на коррозию стали в исследуемых средах. Следует отметить, что согласно работе [2] для хлорид-ионов предложены роль катализатора и регулятора образования фаз (FeOOH, Fe2O3, Fe3O4). В случае каталитической роли хлорид-ионы участвуют в процессе коррозии в соответствии с реакциями:

Me + Cl- → Me+Cl- + e-

Me+Cl- → Me + + Cl- ,

Возможно, что эта роль будет иметь место на первой стадии модели Мельчера, когда стальная поверхность находится в непосредственном контакте с электролитом. Как только ржавчина начнет расти, поверхность может стать положительно заряженной, потому что гидроксильные (-OH) группы на поверхности ржавчины (фазы FeOOH) превращаются в -OH2+ группы. Таким образом, хлорид-ионы могут перемещаться через слои ржавчины на поверхность металла, создавая заметное ускорение скорости коррозии. Этот процесс может происходить в основном на второй стадии модели Мельчера.

Кроме этого ионы Cl могут играть важную роль в механизме окисления Fe(OH)2+ за счет существования, так называемой «зеленой ржавчины» (Green rust), которая представляет собой переходные гидроксильные соли Fe(II) – Fe(III) между металлическим железом и конечными продуктами коррозии. В этом случае высокое содержание Cl-ионов в растворе способствует образованию FeOOH.

Процесс образования соответствующих продуктов согласно работе [3] в этом случае может быть следующим:

(Fe2+, Fe3+) + Cl- +OH- → FeOCl

FeOCl + OH- →γ-FeOOH + Cl-

Следует отметить, что указанные в схеме продукты были нами обнаружены с помощью рамановской спектроскопии на поверхности стальных образцов, после их контакта с растворителями. Основываясь на полученных результатах можно предположить, что образование указанных продуктов коррозии будет происходить в соответствии со схемой представленной на рис. 3.

Рисунок 3 – Схематическая диаграмма образования твердых продуктов коррозии железа в низкотемпературных эвтектических растворителях

Таким образом, можно сделать вывод, что механизм коррозии в исследуемых средах является довольно сложным при этом существенная роль принадлежит хлорид-ионам, которые способны приводить к увеличению скорости коррозии.

References
  1. Abbas Q., Binder L.// ESC Transctions – 2011. – V. 33, No 30. – P. 57-67
  2. Pérez F. R., Barrero C. A., Walker A. H., García K. E., Nomura K. // Materials Chemistry and Physics. – 2009. – Т. 117. – №. 1. – С. 214-223
  3. Xia D., Song S. Z., Wang J. H., BI H. C., Jiang Y. X., Han, Z. W // Transactions of nonferrous metals society of China. – 2012. – Т. 22. – №. 3. – С. 717-724