Охлаждающие жидкости двигателя представляют собой смеси воды и гликолей (чаще всего моноэтиленгликоля, МЭГ), содержащие ингибиторы коррозии материалов системы. В настоящее время органические ингибиторы обычно используются в сочетании с неорганическими ингибиторами, такими как силикаты. Чтобы эффективно создать такую охлаждающую жидкость для двигателя, крайне важно понять поведение силиката в «полуводной» среде. Поликонденсация силиката была тщательно изучена в водных растворах, а также основных факторах, влияющих на ее водный химический состав, четко контролируемых (т.е. pH, температура, концентрация и т.д.). В этой статье тщательно изучена химия поликонденсации силиката в различных частях смеси МЭГ/вода и исследовано влияние нескольких экспериментальных параметров, таких как рабочий pH, время конденсации и соотношение МЭГ:вода. Присутствие МЭГ в смесях МЭГ/вода обеспечивает автоконденсацию силиката с образованием аморфного кремнезема при всех изученных значениях pH. Конденсация силиката начинается в течение 10 мин после регулирования pH и происходит быстрее с введением МЭГ. Самые низкие уровни активного силиката наблюдались в пределах pH от 8,0 до 8,5 (наиболее распространенный pH для охлаждающих жидкостей двигателя). Поведение силиката также изучалось в обычных охлаждающих жидкостях (которые, кроме МЭГ, содержат органические ингибиторы коррозии). В обоих случаях конденсация значительно усиливается. Температурно-зависимое растворение частиц аморфного кремнезема было изучено в выбранных смесях МЭГ/вода и было обнаружено, что оно незначительно при температуре окружающей среды независимо от соотношения МЭГ:вода, тогда как оно существенно при 90°C в чистой воде. Определение химического состава силикатов в матрицах охлаждающих жидкостей будет ценной информацией для разработки более эффективных составов охлаждающих жидкостей для двигателей.
Комплексом коррозионных, электрохимических и физических методов исследованы структура и свойства защитных слоев олеиновой кислоты (ОлК), полученных контактным и камерным методом обработки магния. Показано, что обработка магния в растворе ОлК в изопропиловом спирте и в горячих парах ОлК ведет повышению коррозионной стойкости металла и торможению его анодного растворениlя. Камерная обработка (КО) более эффективна по сравнению с иммерсионной. При обоих вариантах обработки магния ОлК формирует на поверхности защитные пленки приблизительно одинаковой толщины, имеющие, тем не менее, разную структуру. При окунании магния в раствор ОлК на нем формируются почти сливающиеся друг с другом округлые агломераты. В случае КО поверхностные пленки имеют сетчатую структуру. Защитное действие ОлК связано с пассивацией магния. Однако при КО пассивные пленки характеризуются большими значениями потенциала питтиногообразования и противопиттингового базиса в хлоридсодержащих электролитах. Оба варианта ингибирования коррозии магния характеризуются смешанным блокировочно– активационным механизмом. При этом в случае КО активационный механизм доминирует.
На основе алгоритма «случайный лес» (RF) получены две модели для прогноза первогодовых коррозионных потерь (К1) углеродистой стали в открытой атмосфере в различных регионах мира. Первая модель RF_общая получена с использованием объединенных баз данных международных программ ISO CORRAG, MICAT, ECE/UN и испытаний на территории России и предназначена для оценки К1 в различных типах атмосферы в различных регионах мира. Вторая модель RF_конт позволяет предсказать К1 в континентальных районах мира. Проведено сравнение точности предсказаний К1 по моделям RF и двум функциям «доза-ответ»: представленной в стандарте ISO 9223 и новой версии, разработанной ИФХЭ РАН для континентальных регионов. Показано, что достоверность обеих моделей RF существенно лучше, чем функций «доза-ответ», за исключением предсказаний коррозионных потерь стали на территории России с холодным климатом.
Изучена коррозия низкоуглеродистой стали в 2 M HCl в диапазоне температур t = 25‒ 95°C. Для этой среды рассмотрена возможность создания смесевых ингибиторов коррозии (ИК), содержащих поверхностно-активные вещества (ПАВ) – катамин АБ и кокамидопропилбетаин (КАПБ). Показано, что для создания эффективных ИК стали в 2 M HCl перспективны композиции катамин АБ + уротропин и КАПБ + уротропин. Оптимальное общее содержание смесевых ИК в агрессивной среде составляет 5 мМ. Мольное соотношение ПАВ и уротропина в смесевом ИК составляет 1:9. Композиция 0,5 мМ КАПБ + 4,5 мМ уротропина эффективно замедляет коррозию стали 08ПС в 2 M HCl при t≤60°C, обеспечивая скорость коррозии стали не выше 3,9 г/(м2×ч). При t = 60°C коррозия стали замедляется в 27 раз. Сильнее тормозит коррозию стали композиция 0,5 мМ катамина АБ + 4,5 мМ уротропина. Существенное снижение скорости коррозии стали в ее присутствии наблюдается при t≤80°C, когда она не превышает 6,9 г/(м2×ч). Коррозионный процесс при t = 80°C тормозится в 90 раз. Отмечается, что замена однокомпонентных ИК двухкомпонентными смесями позволяет повысить эффективность защиты сталей и снизить расход наиболее дорогих компонентов, используемых для их производства.
Системы охлаждения (СО) используются на предприятиях различных отраслей промышленности. Зачастую, они представляют собой конструкцию из разных металлов, которые подвергаются контактной коррозии, и по этой причине алюминиевые сплавы, применяемые в СО, могут потерять свою коррозионную стойкость. В связи с этим, важно проводить своевременное обследование СО. В данной работе была изучена система водооборотного охлаждения термопластавтоматов швейцарской компании Netstal Maschinen AG PetLine.
Проводилось определение причин, характера и скорости коррозии СО путём визуального обследования, ознакомления с историей эксплуатации СО, рекомендациями сервисных организаций, проведенными противокоррозионными мероприятиями и выявленными повреждениями. Определялась эффективность использовавшегося ингибитора по отношению к алюминию, меди и стали, из которых состоит конструкция СО, с использованием методов поляризационного сопротивления и микроскопии. Показано, что основной причиной повышенных скоростей коррозии деталей СО является высокое содержание кислорода и ионов меди в используемой воде. При этом кратковременное повышение температуры в системе может приводить к значительному ускорению скоростей коррозии алюминия и меди, тогда как используемый ингибитор коррозии, в первую очередь, предназначен для снижения скорости коррозии стальных деталей СО.
Пленки оксида алюминия используются как слои с низким коэффициентом преломления в многослойных диэлектрических зеркалах, которые предполагается использовать в конструкциях оптических систем диагностики плазмы ИТЭР. В таких зеркалах пленка с низким коэффициентом преломления является внешним слоем. Помимо нормальных режимов работы ИТЭР предполагается ряд аварийных режимов, одним из которых является разрушение системы водяного охлаждения первой стенки, дивертора или бланкета. В этом случае вакуумная камера наполняется водяным паром, параметры которого зависят от локализации разрушения и от стадии работы реактора, в которой происходит авария. Максимальные параметры пара задаются специальной системой, которая ограничивает давление величиной 150 кПа, а максимальная температура 250°С может быть в случае, когда авария случается во время вакуумной тренировки камеры. В работе рассмотрены процессы взаимодействия водяного пара с аморфными пленками оксида алюминия, осажденными на стекло марки К-9 методом реактивного магнетронного напыления. Показано, что экспозиция пленки толщиной 300 нм при температуре 250°С и давлении пара 150 кПа в течение 2 часов сопровождается интенсивным гидроксилированием пленки и трансформацией всей массы оксидной пленки в гидроксиды. Это приводит к сильной деградации светопропускания, что может быть причиной изменения оптических свойств диэлектрического зеркала. В качестве продолжения работы планируется испытание в паре зеркал, в которых пленки с низким коэффициентом преломления будут чередоваться с пленками оксидов с высоким коэффициентом преломления, таких как оксиды гафния, тантала и циркония.
Коррозионными и электрохимическими методами изучено влияние соотношения октадециламина и бензотриазола на защитное действие их смеси, как камерного ингибитора коррозии стали. Установлено, что антикоррозионное последействие смеси зависит от соотношения компонентов. Наилучшими защитными свойствами обладает ингибитор, содержащий 75% октадециламина. Смесь октадециламина и бензотриазола при камерной обработке стали характеризуется антагонизмом защитного действия, однако ингибитор оптимального состава заметно превосходит по эффективности компоненты. Антагонизм защитного действия октадециламина и бензотриазола может быть связан с кислотно-основными взаимодействиями этих соединений, сопровождающимися снижением давления паров ингибитора. Защитное действие смеси октадециламина и бензотриазола обусловлено стабилизацией пассивного состояния стали, проявляющейся в повышении потенциала питтингообразования и/или противопиттингового базиса в хлоридсодержащих электролитах. Механизм действия изученной смеси “блокировочно – активационный” с доминированием блокировочных эффектов.
Алюминиевые сплавы с повышенным содержанием Mg (выше 4,5%) обладают высокой прочностью, но более чувствительны к коррозии, чем сплавы с низким содержанием Mg. Для защиты алюминиевых сплавов можно применять конверсионные покрытия, получаемые методом химического оксидирования. Ранее показано, что щелочной бесхроматный конвертирующий состав ИФХАНАЛ-3 позволяет получать конверсионные покрытия с высокими защитными свойствами на поверхности сплава. В настоящей работе были исследованы модификации бесхроматных ингибированных конверсионных покрытий ИФХАНАЛ-3 с целью получения на алюминиевых сплавах АМг5 и АМг6 покрытий с высокими защитными свойствами. Эффективность получаемых покрытий оценивалась по результатам коррозионных и электрохимических испытаний. В качестве усиления защитного эффекта применялись модифицирующие добавки.
Изучена возможность красителя кислого фуксина эффективно ингибировать коррозию меди и ее сплава МНЖ5-1 в боратном буфере с рН 7,4, содержащем 10 ммоль/л NaCl, а также в более агрессивном растворе 3,5% NaCl. Коррозионные испытания меди в хлоридсодержащих растворах показали, что в растворе с 10 ммоль/л хлорида натрия введение 1 ммоль/л КФ обеспечивает степень защиты Z = 97,7%, введение 1,5 ммоль/л КФ полностью защищает медь от коррозионных поражений. В растворе с 3,5% хлорида натрия степень защиты КФ для тех же концентраций снижается до Z = 63,2%. Коррозионные испытания сплава МНЖ5-1 в 10 ммоль/л растворе NaCl с добавкой 1 ммоль/л КФ дает Z около 48%, которая остается неизменной при дальнейшем увеличении концентрации кислого фуксина.
В работе приведены данные по коррозионной устойчивости металлических конструкционных материалов–меди марки М1, нержавеющей стали 12Х18Н10Т, углеродистой стали Ст3–в атмосферных условиях на территории Старомайнского района Ульяновской области, полученные на новой коррозионной станции ИФХЭ РАН и МБОО Старомайнская СШ №2 «Старая Майна». На основании полученных данных атмосферным условиям присвоена категория коррозионной агрессивности С2 по ГОСТ ISO 9223–2017.
