cpomaemКоррозия: защита материалов и методы исследованийTitle in englishИФХЭ РАН10.61852/2949-3412-2024-2-3-131-142cpomaem-70Research ArticleСтатьиИнгибиторная защита низкоуглеродистой стали в сернокислых средах, содержащих соли железа (III)Inhibitory protection of low carbon steel in sulfuric acid environments containing iron (III) saltsПановаА. В.PanovaA. V.

Ленинский просп.31, корп. 4, Москва, 119071

 Leninsky pr. 31, 119071 Moscow

АндрееваТ. Э.AndreevaT. E.

Ленинский просп.31, корп. 4, Москва, 119071

 Leninsky pr. 31, 119071 Moscow

АвдеевЯ. Г.AvdeevYa. G.

Ленинский просп.31, корп. 4, Москва, 119071

 Leninsky pr. 31, 119071 Moscow

avdeevavdeev@mail.ruИнститут физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН)РоссияA.N. Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of SciencesRussian Federation20241709202403131142Copyright © Панова А.В., Андреева Т.Э., Авдеев Я.Г., 20242024Панова А.В., Андреева Т.Э., Авдеев Я.Г.Panova A.V., Andreeva T.E., Avdeev Y.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.cpmrm.ru/jour/article/view/70

Изучено влияние солей Fe(III) на защиту низкоуглеродистой стали в растворах серной и фосфорной кислот (20 и 60°С) ингибиторами коррозии (ВНПП-2, ИНВОЛ-2 м. А, катапин А, катапин БПВ, ПКУ-Э, Солинг м. З, Солинг м. Л и NORUST CM 150 C). Все исследованные индивидуальные ингибиторы коррозии не могут обеспечить эффективной защиты стали в 2 М H2SO4 и 2 M H3PO4 в случае накопления в них существенных количеств солей Fe(III). В 2 М H3PO4, содержащей фосфат Fe(III), эффективную защиту стали можно получить, используя в качестве ингибитора коррозии композицию 2 г·л-1 ВНПП-2+0,5 мМ KNCS+200 мМ уротропина. Эта же композиция защищает сталь в 1 М H2SO4+1 М H3PO4 (20 и 60°С) при накоплении в ней до 0,10 M катионов Fe(III). Растворы смеси H2SO4+H3PO4, ингибированные композицией 2 г·л-1 ВНПП-2+0,5 мМ KNCS+200 мМ уротропина, могут стать альтернативой ингибированным растворам индивидуальной H2SO4 в случае потенциального накопления в них сульфата Fe(III).

The effect of Fe(III) salts on the protection of low carbon steel in solutions of sulfuric and phosphoric acids (20 and 60°C) by corrosion inhibitors (VNPP-2, INVOL-2 m. A, Catapin A, Catapin BPV, PKU-E, Soling m. Z, Soling m. L and NORUST CM 150 C) has been studied. None of the individual corrosion inhibitors studied can provide efficient protection of steel in 2 M H2SO4 and 2 M H3PO4 if significant amounts of Fe(III) salts are accumulated in them. In 2 M H3PO4 containing Fe(III) phosphate, efficient protection of steel can be obtained by the formulation comprising 2 g·L-1 VNPP-2+0.5 mM KNCS+200 mM urotropin as the corrosion inhibitor. The same formulation protects steel in 1 M H2SO4+1 M H3PO4 (20 and 60°C) with up to 0.10 M Fe(III) cations accumulated in it. Solutions of a H2SO4+H3PO4 mixture inhibited by the formulation of 2 g·L-1 VNPP-2+0.5 mM KNCS+200 mM urotropin can be an alternative to inhibited solutions of individual H2SO4 in case of potential accumulation of Fe(III) sulfate in them.

кислотная коррозияингибиторы коррозиинизкоуглеродистая стальсерная кислотафосфорная кислотасульфат железа (III)фосфат железа (III)acid corrosioncorrosion inhibitorslow carbon steelsulfuric acidphosphoric acidiron (III) sulfateiron (III) phosphateИсследование выполнено в рамках НИОКТР (2022–2024 гг.): «Химическое сопротивление материалов, защита металлов и других материалов от коррозии и окисления» (регистрационный номер в ЕГИСУ 122011300078-1, инвентарный номер FFZS-2022-0013).ReferencesВ.В. Батраков, В.П. Батраков, Л.Н. Пивоваров и В.В. Соболь, Коррозия конструкционных материалов. Газы и неорганические кислоты. Справочное издание: В 2-х книгах. Кн. 2. Неорганические кислоты, Под ред. В.В. Батракова, Москва, Интермет Инжиринг, 2000, 320 с.В.В. Батраков, В.П. Батраков, Л.Н. Пивоваров и В.В. Соболь, Коррозия конструкционных материалов. Газы и неорганические кислоты. Справочное издание: В 2-х книгах. Кн. 2. Неорганические кислоты, Под ред. В.В. Батракова, Москва, Интермет Инжиринг, 2000, 320 с.A. Ouarga, T. Zirari, S. Fashu, M. Lahcini, H.B. Youcef and V. Trabadelo, Corrosion of iron and nickel based alloys in sulphuric acid: Challenges and prevention strategies, J. Mater. Res. Technol., 2023, 26, 5105–5125. doi: 10.1016/j.jmrt.2023.08.198A. Ouarga, T. Zirari, S. Fashu, M. Lahcini, H.B. Youcef and V. Trabadelo, Corrosion of iron and nickel based alloys in sulphuric acid: Challenges and prevention strategies, J. Mater. Res. Technol., 2023, 26, 5105–5125. doi: 10.1016/j.jmrt.2023.08.198G. Pracht and N. Perschnick, A Material Challenge – Pumps in Sulphuric Acid Application, Procedia Eng., 2016, 138, 421–426. doi: 10.1016/j.proeng.2016.02.101G. Pracht and N. Perschnick, A Material Challenge – Pumps in Sulphuric Acid Application, Procedia Eng., 2016, 138, 421–426. doi: 10.1016/j.proeng.2016.02.101J.A. Richardson, Corrosion in Sulfuric Acid, In: Shreir's Corrosion, Eds. S. Lyon, T. Richardson, B. Cottis, R. Lindsay, D. Scantlebury, H. Stott, M. Graham, Elsevier, 2010, 1226–1249.J.A. Richardson, Corrosion in Sulfuric Acid, In: Shreir's Corrosion, Eds. S. Lyon, T. Richardson, B. Cottis, R. Lindsay, D. Scantlebury, H. Stott, M. Graham, Elsevier, 2010, 1226–1249.J.A. Richardson and A.A. Abdullahi, Corrosion in Sulfuric Acid, In: Reference Module in Mater. Sci. Mater. Eng., Elsevier, 2017, 24 pp. doi: 10.1016/B978-0-12-803581-8.10517-XJ.A. Richardson and A.A. Abdullahi, Corrosion in Sulfuric Acid, In: Reference Module in Mater. Sci. Mater. Eng., Elsevier, 2017, 24 pp. doi: 10.1016/B978-0-12-803581-8.10517-XC. Verma, M.A. Quraishi and E.E. Ebenso, Corrosive electrolytes, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2020, 9, no. 4, 1261–1276. doi: 10.17675/2305-6894-2020-9-4-5C. Verma, M.A. Quraishi and E.E. Ebenso, Corrosive electrolytes, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2020, 9, no. 4, 1261–1276. doi: 10.17675/2305-6894-2020-9-4-5А.И. Алцыбеева и С.З. Левин, Ингибиторы коррозии металлов (Справочник), Ленинград, Химия, 1968, 264 с.А.И. Алцыбеева и С.З. Левин, Ингибиторы коррозии металлов (Справочник), Ленинград, Химия, 1968, 264 с.Л.И. Антропов, Е.М. Макушин и В.Ф. Панасенко, Ингибиторы коррозии металлов, Киев, Технiка, 1981, 183 с.Л.И. Антропов, Е.М. Макушин и В.Ф. Панасенко, Ингибиторы коррозии металлов, Киев, Технiка, 1981, 183 с.С.М. Решетников, Ингибиторы кислотной коррозии металлов, Ленинград, Химия, 1986, 144 с.С.М. Решетников, Ингибиторы кислотной коррозии металлов, Ленинград, Химия, 1986, 144 с.Е.С. Иванов, Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах. Справочник, Москва, Металлургия, 1986, 175 с.Е.С. Иванов, Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах. Справочник, Москва, Металлургия, 1986, 175 с.G. Schmitt, Application of Inhibitors for Acid Media, Br. Corros. J., 1984, 19, no. 4, 165–176. doi: 10.1179/000705984798273100G. Schmitt, Application of Inhibitors for Acid Media, Br. Corros. J., 1984, 19, no. 4, 165–176. doi: 10.1179/000705984798273100M. Finšgar and J. Jackson, Application of corrosion inhibitors for steels in acidic media for the oil and gas industry: A review, Corros. Sci., 2014, 86, 17–41. doi: 10.1016/j.corsci.2014.04.044M. Finšgar and J. Jackson, Application of corrosion inhibitors for steels in acidic media for the oil and gas industry: A review, Corros. Sci., 2014, 86, 17–41. doi: 10.1016/j.corsci.2014.04.044S.A. Umoren and M.M. Solomon, Effect of halide ions on the corrosion inhibition efficiency of different organic species – A review, J. Ind. Eng. Chem., 2015, 21, 81– 100. doi: 10.1016/j.jiec.2014.09.033S.A. Umoren and M.M. Solomon, Effect of halide ions on the corrosion inhibition efficiency of different organic species – A review, J. Ind. Eng. Chem., 2015, 21, 81– 100. doi: 10.1016/j.jiec.2014.09.033M. Goyal, S. Kumar, I. Bahadur, C. Verma and E.E. Ebenso, Organic corrosion inhibitors for industrial cleaning of ferrous and non-ferrous metals in acidic solutions: A review, J. Mol. Liq., 2018, 256, 565–573. doi: 10.1016/j.molliq.2018.02.045M. Goyal, S. Kumar, I. Bahadur, C. Verma and E.E. Ebenso, Organic corrosion inhibitors for industrial cleaning of ferrous and non-ferrous metals in acidic solutions: A review, J. Mol. Liq., 2018, 256, 565–573. doi: 10.1016/j.molliq.2018.02.045Я.Г. Авдеев и Ю.И. Кузнецов, Органические ингибиторы коррозии металлов в растворах кислот. II. Пути повышения защитного действия. Основные группы соединений, Журнал физической химии, 2023, 97, № 4, 459–468. doi: 10.31857/S0044453723040052Я.Г. Авдеев и Ю.И. Кузнецов, Органические ингибиторы коррозии металлов в растворах кислот. II. Пути повышения защитного действия. Основные группы соединений, Журнал физической химии, 2023, 97, № 4, 459–468. doi: 10.31857/S0044453723040052Я.Г. Авдеев, А.В. Панова и Т.Э. Андреева, Роль конвективного фактора в коррозии низкоуглеродистой стали в растворе серной кислоты, содержащем сульфат железа(III), Журнал физической химии, 2023, 97, № 5, 730–446. doi: 10.31857/S0044453723050059Я.Г. Авдеев, А.В. Панова и Т.Э. Андреева, Роль конвективного фактора в коррозии низкоуглеродистой стали в растворе серной кислоты, содержащем сульфат железа(III), Журнал физической химии, 2023, 97, № 5, 730–446. doi: 10.31857/S0044453723050059Я.Г. Авдеев, Т.Э. Андреева и А.В. Панова, Некоторые термодинамические и кинетические свойства системы H2SO4–H3PO4–H2O–Fe(III), Коррозия: материалы, защита, 2021, № 12, 1- 9. doi: 10.31044/1813-7016-2021-0-12-1-9Я.Г. Авдеев, Т.Э. Андреева и А.В. Панова, Некоторые термодинамические и кинетические свойства системы H2SO4–H3PO4–H2O–Fe(III), Коррозия: материалы, защита, 2021, № 12, 1- 9. doi: 10.31044/1813-7016-2021-0-12-1-9Я.Г. Авдеев, Т.Э. Андреева и А.В. Панова, Снижение окислительной способности растворов минеральных кислот, содержащих соли железа (III), добавками уротропина, Коррозия: материалы, защита, 2022, № 1, 19–28. doi: 10.31044/1813-7016-2022-0-1-19-28Я.Г. Авдеев, Т.Э. Андреева и А.В. Панова, Снижение окислительной способности растворов минеральных кислот, содержащих соли железа (III), добавками уротропина, Коррозия: материалы, защита, 2022, № 1, 19–28. doi: 10.31044/1813-7016-2022-0-1-19-28Я.Г. Авдеев, О.А. Киреева, Д.С. Кузнецов и Ю.И. Кузнецов, Влияние уротропина на торможение коррозии низкоуглеродистой стали в смесях серной и фосфорной кислот, содержащих Fe(III), композицией ИФХАН-92 и KNCS, Коррозия: материалы, защита, 2017, № 11, С. 32–38.Я.Г. Авдеев, О.А. Киреева, Д.С. Кузнецов и Ю.И. Кузнецов, Влияние уротропина на торможение коррозии низкоуглеродистой стали в смесях серной и фосфорной кислот, содержащих Fe(III), композицией ИФХАН-92 и KNCS, Коррозия: материалы, защита, 2017, № 11, С. 32–38.А.В. Кузин, И.Г. Горичев и Ю.А. Лайнер, Особенности стимулирующего действия фосфат-ионов на кинетику растворения оксидов железа в кислой среде, Металлы, 2013, 5, 24–29.А.В. Кузин, И.Г. Горичев и Ю.А. Лайнер, Особенности стимулирующего действия фосфат-ионов на кинетику растворения оксидов железа в кислой среде, Металлы, 2013, 5, 24–29.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.