Камерная защита цинка индивидуальными соединениями. Этилгексановая кислота

Камерная защита–перспективный и интенсивно развивающийся метод парофазной защиты металлов от атмосферной коррозии ингибиторами. В ходе коррозионного скрининга индивидуальных органических ингибиторов показано, что камерная обработка (КО) 2-этилгексановой кислотой (ЭГК) эффективно тормозит инициирование коррозии цинка.
Комплексом ускоренных коррозионных, электрохимических и физических методов исследованы особенности камерной защиты цинка и механизмы действия ЭГК, Показано, что:
– с ростом температуры КО цинка эффективность ЭГК сначала растет, а затем падает.
Рост защитного действия связан с благоприятствующим адсорбции повышением давления пара ингибитора. Нисходящая ветвь температурной зависимости обусловлена падением адсорбции при нагреве адсорбента (цинка). Оптимальная температура КО цинка ЭГК–100оС.
– эффективность ЭГК повышается по мере увеличения времени КО до 1 часа. Эта продолжительность оптимальна для рассматриваемой системы. Более длительная КО положительного эффекта не дает и нецелесообразна.
– при КО цинка в оптимальных условиях на его поверхности формируются адсорбционные пленки ЭГК толщиной до 100 нм. Кислота реагирует с металлом и поверхностным оксидом с образованием основной соли C4H9-CH(C2H5)-COO-Zn-OH. После извлечения цинка из камеры и выдержки его на открытом воздухе основная соль дегидратируется и превращается в соединение формулы C4H9-CH(C2H5)-COO-Zn-O-Zn- OOC-СН(C2H5)-C4H9, ответственное за защиту металла. Этот процесс определяет рост эффективности защиты в течение первых суток выдержки металла вне камеры при комнатной температуре.
– поверхностные слои, формируемые на цинке при КО и последующей выдержки его на воздухе пассивируют металл и стабилизируют его пассивное состояние. Их действие связано, как с экранированием поверхности от воздействия коррозивной среды, так и с торможением коррозионных процессов на активной поверхности металла.
Эффективность ЭГК при защите цинка подтверждена натурными испытаниями.

1. A.M. El-Sherik, Trends in Oil and Gas Corrosion. A.M. El-Sherik. Research and Technologies, Woodhead Publishing, 2017, 12. ISBN: 9780081012192

2. Ю.И. Кузнецов и A.A. Михайлов Экономический ущерб и средства борьбы с атмосферной коррозией. Коррозия: материалы, защита. 2003, № 1, 3−10

3. D.M. Bastidas, E. Cano and E.M. Mora,Volatile corrosion inhibitors: a review. ANTICORROS METHOD M, 2005, 52, 71–77. doi: 10.1108/00035590510584771

4. S. Gangopadhyay and P.A. Mahanwar Recent developments in the volatile corrosion inhibitor (VCI) coatings for metal: a review, J. Coat. Technol. Res., 2018, 15, 789–807. doi: 10.1007/s11998-017-0015-6

5. F.A. Ansari, C. Verma, Y.S. Siddiqui, E.E. Ebenso and M.A. Quraishi, Volatile corrosion inhibitors for ferrous and non-ferrous metals and alloys: A review. Int. J. Corros. Scale Inhib., 2018, V.7, 2, 126–150. doi: 10.17675/2305-6894-2018-7-2-2

6. B. Valdez, M. Schorr, N. Cheng, E. Beltran and R. Salinas, Technological applications of volatile corrosion inhibitors, Corros. Rev., 2018, 36, 227–238. doi: 10.1515/corrrev-2017-0102

7. И.Л. Розенфельд и В.П. Персианцева, Ингибиторы атмосферной коррозии, М.: Наука, 1985, 278 c.

8. C. Fiaud, Theory and practice of vapour phase inhibitors, The Institute of Materials, London, 1994, 1-11 p.

9. N.N. Andreev and Y.I. Kuznetsov, Physicochemical aspects of the action of volatile metal corrosion inhibitors, Russian chemical reviews, 2005, 74, 8, 685. doi: 10.1070/RC2005v074n08ABEH001162

10. D.D.N. Singh and M.K. Banerjee, Vapour phase corrosion inhibitors–a review, Anti-Corrosion Methods and Materials, 1984, 31, 6, 4–22.

11. O.A. Goncharova, A.Yu. Luchkin, I.A. Archipushkin, N.N. Andreev, Yu.I. Kuznetsov and S.S. Vesely, Vapor-phase protection of steel by inhibitors based on salts of higher carboxylic acids., Int. J. Corros. Scale Inhib., 2019, 3, 586–599. doi: 10.17675/2305-6894-2019-8-3-9

12. A.Yu. Luchkin, O.A. Goncharova, I.A. Arkhipushkin, N.N. Andreev and Yu.I Kuznetsov, The effect of oxide and adsorption layers formed in 5- chlorobenzotriazole vapors on the corrosion resistance of copper, Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers., 2020, 117, 231–241. doi: 10.1016/j.jtice.2020.12.005

13. O.A. Goncharova, A.Yu. Luchkin, N.P. Andreeva, V.E. Kasatkin, S.S. Vesely, N.N. Andreev and Yu.I. Kuznetsov, Mutual effect of components of protective films applied on copper and brass from octadecylamine and 1,2,3-benzotriazole vapors. Materials, 2022, 15, 1541. doi: 10.3390/ma15041541

14. A.Yu. Luchkin, O.A. Goncharova, Yu.B. Makarychev, I.A. Arkhipushkin, V.A. Luchkina, O.V. Dementyeva, I.N. Senchikhin and N.N. Andreev, Structuring of surface films formed on magnesium in hot chlorobenzotriazole vapors, Materials, 2022, 15, 6625. doi: 10.3390/ma15196625

15. O.A. Goncharova, D.S. Kuznetsov, N.N. Andreev, Y.I. Kuznetsov and N.P. Andreeva, Chamber Inhibitors of Corrosion of AMg6 Aluminum Alloy. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2020, 56, 1293–1298. doi: 10.1134/S2070205120070060

16. ГОСТ 3640-94. Цинк. Технические условия. Москва, Стандартинформ. 2011, 38 с.

17. F. Mansfeld, M.W. Kendig and S. Tsai, Evaluation of Corrosion Behavior of Coated Metals with AC Impedance Measurements, Corrosion, 1982, 38, 9. 478–485. doi: 10.5006/1.3577363

18. F. Mansfeld, M.W. Kending and S. Tsai, Recording and Analysis of AC Impedance Data for Corrosion Studies, Corrosion, 1982, 37, 301–307. doi: 10.5006/1.3621688

19. F. Mansfeld, Use of electrochemical impedance spectroscopy for the study of corrosion protection by polymer coatings, J. Appl. Electrochem., 1995, 25, 187–202. doi: 10.1007/BF00262955

20. S.S. Vinogradova, I.O. Iskhakova, R.A. Kaidrikov and B.L. Zhuravlev, Impedance Spectroscopy Method in Corrosion Studies; KNITU Publishing House: Kazan: Russia, 2012, 96. (In Russian).

21. N. Mahato and M.M. Singh, Investigation of passive film properties and pittinp resistance of ALSI 316 in aqueous ethanoic acid containing chloride ions using elextrochemical impedance spectroscopy (EIS), Port. Electrochim. Acta., 2011, 29, 233–251. doi: 10.4152/pea.201104233

22. J.R. Macdonald and E. Barsoukov, Impedance spectroscopy: Theory, experiment, and applications, History, 2005, 1, 1–13.

23. A.I. Shcherbakov, I.G. Korosteleva, I.V. Kasatkina, V.E. Kasatkin, L.P. Kornienko, V.N. Dorofeeva, V.V. Vysotskii and V.A. Kotenev, Impedance of an Aluminum Electrode with a Nanoporous Oxide, Prot. Met. Phys. Chem. Surf., 2019, 55, 689–694. doi: 10.17675/2305-6894-2021-10-1-10

24. E. Kondoh ELLIPSHEET: Spreadsheet Ellipsometry (Excel Ellipsometer). EXCEL Worksheets for Basic Ellipsometry Calculation. https://www.ccn.yamanashi.ac.jp/~kondoh/ellips_e.html

25. D.A. Shirley High-resolution X-ray photoemission spectrum of the valence bands of gold, Physical Review B, 1972, 5.

26. A.Yu. Luchkin, O.A. Goncharova, D.S. Kuznetsov, I.V. Tsvetkova, O.S. Makarova, D.M. Sudorgin, S.S. Vesely and N.N. Andreev, Screening of individual organic compounds as chamber corrosion inhibitors, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2022, 11, 1, 257–265. doi: 10.17675/2305-6894-2021-11-1-14

27. L.I. Antropov, Formal theory of the action of organic corrosion inhibitors, Zashch. Met.,1977, 13, 387–399.

28. Л.И. Антропов, Е.М. Макушин и В.Ф. Панасенко, Ингибиторы коррозии металлов, Киев: Технiка. 1981, 183 c.

29. Laure Caracciolo, Lénaïc Madec, Hervé Martinez. XPS Analysis of K-based Reference Compounds to Allow Reliable Studies of Solid Electrolyte Interphase in K-ion Batteries. ACS, Applied Energy Materials. 2021, 4, 10, 11693–11699. doi: 10.1021/acsaem.1c02400