Анодное поведение углеродистой стали в исходных растворах

Известно, Сl^- ионы, в основном, являются активаторами коррозионного процесса[ 6-9 ].Ряд авторов придают ионам Сl^- и пассивирующие свойства в больших концентрациях [ 7 ]. На рисунке 1 представлена активная поляризационная кривая (АПК) углеродистой стали Ст.85 в 20% растворе галита (NaCl с примесями, таблица 1). Сталь находится в области φ активного растворения. Оптимальное значение φ свободной коррозии равно 0,5 В -0,56 В где металл растворяется безпрепятственно. Наблюдается участок прямой Тафеля с незначительным углом наклона, что является свидетельством выше сказанного утверждения (рисунок 1 кривая 1). АПК стали в мочевине (рисунок 1кривая 2) имеет электрохимические характеристики, указывающие на сдвиг φ в более положительную область с уменьшением токов растворения. Ряд авторов [ 41-44] делают ссылку на ингибирующее действие Ca(OH)₂ в нейтральных средах[42]. Однако как показывает АПК стали Ст.85 токи растворения достаточно велики, хотя растворение протекает с φ в области неявно выраженной анодной активации (рисунок1 кривая 3).АПК стали в NH₄NO₃ имеет токи значительнее, чем сталь в выше указанных растворах (рисунок 1 кривая 4). Испытание стали в растворах фосфатов не привели к ожидаемым результатом (рисунок1 кривая4).

Рисунок 1– АПК стали 85 в чистых растворах.

3.2 Анодное поведение стали Ст 85 в смесях солей

Учитывая, что гидроксид кальция подщелачивает растворы с образованием на металлической поверхности защитных пленок, представлял интерес исследовать его ингибиторные свойства в антигололедных реагентах.

На рисунке 2 представлены анодные поляризационные кривые (АПК) углеродистой стали 85 в антигололедных реагентах систем «галит – мочевина - гидроксид кальция» и «галит - нитрат аммония -гидроксид кальция». На рисунке 2 потенциал свободной коррозии стали (φ_св.к.) находиться в области потенциалов активного растворения стали, но с менее отрицательным значением такового по сравнению со смесями на рисунке 3. Область активного растворения незначительна. АПК круто опускается к положительным значениям потенциалов. Скорость анодного растворения невелика со сдвигом φ в положительном направлении. Добавка в смесь 80% мочевины- 10% галита-10% гидроксида кальция сдвигает φ_св.к стали в более отрицательную область потенциалов. Пики растворения возрастают (рисунок 2 кривая 2). На АПК оптимальный φ_св.к регистрирует Тафелевский участок потенциалов.

С увеличением концентрации Ca(OH)₂ до 20% в смеси 20% галит-60% мочевины электрохимические характеристики стали улучшаются (рисунок 2 кривая 3). Более того, неактивно возрастают токи анодного растворения оптимального φ_св.к до φ≈ 0,06 В. Дальнейший сдвиг φ в положительную область потенциалов заметно сказывается на интенсивный рост токов анодного растворения.

Мочевина вносит свой вклад в ингибиторное действие гидроксида кальция очевидно (рисунок 2 кривая 4). Потенциал свободной коррозии значительно сдвинут в область φ меньших значений по сравнению (рисунок 2,кривая 2-6) с φ_св.к в других смесях. Имеется область потенциалов пассивного состояния. В смеси 30% галит-40% мочевины-30% гидроксида кальция сталь также находится в активном состоянии во всех областях φ анодной поляризации (рисунок 2,кривая 5). Существенных различий в анодном поведении стали в сравнении с АПК в других смесях не наблюдается. Без мочевины (50% галит-50% гидроксид кальция) электрохимические характеристики стали ухудшаются (рисунок 2,кривая 6).

Рисунок 2- АПК стали 85 в системе «мочевина – галит — гидроксид кальция».
Определенный интерес представляет практическое рассмотрение другой смеси солей NH₄NO₃ - NaCl -Ca(OH)₂ в качестве антигололедногореагента. Как показывает рисунок 3 применение NH₄NO₃ вместо мочевины не улучшает электрохимические характеристики металла. Наблюдается активное растворение металла во всем интервале потенциалов анодной поляризации. Система мало эффективна.