انتخاب بازدارنده های خوردگی

ممانعت‌کننده‌ها موادي شيميايي مي­باشند که موجب کند شدن واکنش­هاي خوردگي مي­گردند. وقتي يک بازدارنده خوردگي به محيط خورنده اضافه مي­شود، سرعت خوردگي را کاهش مي­دهد يا به صفر مي­رساند. اولين بار يک بازدارنده معدني به نام آرسنيت سديم براي بازدارندگي فولادهاي کربني در چاه هاي نفت مورد استفاده قرار گرفت تا از خوردگي CO₂ جلوگيري کند؛ اما به‌دليل پايين بودن بازده، رضايت ­بخش نبود، در نتيجه ساير بازدارنده ­ها مورد استفاده قرار گرفتند. در فاصله سال‌هاي 1945 تا 1950 خواص عالي ترکيبات قطبي با زنجيره­ هاي بلند کشف شد. اين کشف روند آزمايش­ هاي مربوط به بازدارنده ­هاي آلي مورد استفاده در چاه‌ها و لوله ­هاي نفت و گاز را دگرگون ساخت. اين بازدارنده ­ها از طريق ايجاد يک لايه محافظ سطحي مانع از نزديک شدن ذرات خورنده به سطح فلز مي­شوند. به اين نوع بازدارنده ­ها، لايه ­ساز يا تشکيل­ دهنده فيلم سطحي مي‌گويند که اغلب پايه آميني دارند.

در مراجع فني و علمي، تعداد زيادي ترکيب شيميايي وجود دارند که خاصيت ممانعت‌کنندگی دارند. مواردي از قبيل هزينه، سمي بودن، در دسترس بودن و سازگاري با محيط زيست در به‌کارگيري اين ممانعت‌کننده‌ها مدنظر قرار مي­گيرند.

ممانعت‌کننده ­ها تحت نام ­هاي تجاري و برندهاي متفاوتي ارايه مي­ گردند و اطلاعات کمي در خصوص ترکيب آنها وجود دارد و تشخيص تفاوت محصولات متفاوت بسيار مشکل است. ترکيبات تجاري عموما شامل افزودني ­هاي ديگري نظير پاک کننده، ازدياد کننده لايه محافظ، ضد امولسيون، حذف کننده اکسيژن و يا هر چهار مورد فوق مي­ باشد.

به­ طور کلي کارايي ممانعت‌کننده با افزايش غلظت ممانعت­ کننده بیشتر مي ­شود. يک ممانعت‌کننده خوب به ­طور معمول در غلظت %0/008، % 95 و در غلظت %0/004، %90 کارايي دارد.

ویژگی‌ های بازدارنده‌ خوردگی

1. سازگاری با دیگر مواد شیمیایی: در سیستم‌های گازی ممكن است دو یا چند ماده شیمیایی مورداستفاده قرار گیرد، لذا بازدارنده نباید باعث اثرات جانبی بر روی یکدیگر شود (برای مثال مواد ضد كف و ضد امولسیون به همراه بازدارنده‌های خوردگی در صنایع گاز به كار رود).
2. كارایی در شرایط تنش برشی بالا: گاهی اوقات خروج گاز از چاه یا خطوط لوله تنش برشی بالایی به وجود می‌آورد، به همین دلیل مقاومت فیلم محافظ در برابر تنش برشی از اهمیت فراوانی برخوردار است و بایستی مورد بررسی قرار گیرد.
3. پایداری در برابر دما و فشار بالا: محدوده دما و فشار در مخازن و لوله‌ها بالاست و بازدارنده باید بتواند این دما و فشار را تحمل كند و در این شرایط پایداری و كارایی خود را از دست ندهد.
4. پایداری فیلم محافظ با گذشت زمان: این فاكتور، تعیین‌کننده روش اعمال بازدارنده و مقدار آن است.
5. تشكیل امولسیون: تشكیل امولسیون یكی از بزرگ‌ترین مشكلات بازدارنده‌های نفت و گاز است. بازدارنده‌ خوردگی لایه‌ساز شامل مولكول‌های فعال سطحی هستند و تشكیل امولسیون را تشدید می‌كنند.
6. حلالیت بازدارنده: بیشتر روش‌های اعمال بازدارنده‌‌ها شامل رقیق كردن بازدارنده خوردگی با یک حلال مناسب آلی یا آبی است.
7. سمیت: بازدارنده‌ها نباید محیط‌زیست را دچار آلودگی كنند.

درصورتی‌که غلظت ممانعت کننده‌های خوردگی كمتر از اندازه كافی باشد، خسارت بیشتر از موقعی خواهد بود كه ممانعت کننده اصلاً بكار برده نشود. برای پرهیز از این خطر بایستی غلظت ممانعت کننده همواره بیش از مقدار موردنیاز باشد و غلظت آن به طور متناوب تعیین شده و کنترل گردد.

انواع بازدارنده‌ های خوردگی

• بازدارنده‌هایی که سرعت خوردگی را کم می‌کنند ولی کاملاً مانع آن نمی‌شوند
• بازدارنده‌هایی که باعث به تأخیر انداختن حمله خوردگی برای مدت زیادی می‌شوند. به‌طوری‌که فلز در مقابل خوردگی مصونیت موقتی پیدا می‌کند.
• بازدارنده‌های روئین کننده که لایه‌های روئین بر سطح فلز تشکیل می‌دهند. این لایه‌ها غالباً اکسید یا نمک‌های غیر محلول فلزی هستند، مانند فسفات و کرمات برای فولاد. اگر مقدار بازدارنده‌ای که به محلول اضافه می‌گردد کم باشد لایه‌ ای ناپیوسته تشکیل می‌گردد که ممکن است خوردگی حفره‌ای یا حمله موضعی به وجود آید.
• بازدارنده‌هایی که واکنش خوردگی را آهسته می‌کنند بدون آنکه کاملاً مانع آن شوند‌. این بازدارنده‌ها غالباً در ضمن عمل حفاظت مصرف می‌شوند. مانند هیدرازین و سولفیت سدیم.
• بازدارنده‌هایی که در اثر ترکیب با موادی که باعث خوردگی در یک محیط مشخص می‌شوند، خوردگی را به تأخیر می‌اندازند.

دسته‌ بندی بازدارنده‌ ها

انتخاب بازدارنده‌ها بر اساس فلز و محیط است.

تصفیه‌ کننده‌ های محیط‌ زیست

خوردگی را می‌توان با حذف گونه‌های خورنده از محیط کنترل کرد. بازدارنده‌هایی که با خوردن مواد تهاجمی، خوردگی محیط را کاهش می‌دهند، تصفیه‌کننده‌های محیط‌زیست یا مواد زداینده هستند. در محلول‌های نزدیک به خنثی و قلیایی، کاهش اکسیژن یک واکنش کاتدی متداول است. در چنین شرایطی، خوردگی را می‌توان با کاهش میزان اکسیژن کنترل کرد.

بازدارنده‌ های رابط خوردگی

بازدارنده‌های رابط، خوردگی را با تشکیل یک فیلم کنترل می‌کنند. بازدارنده‌های اینترفیس می‌توانند به بازدارنده‌های مایع و بخار تقسیم شوند.

بازدارنده خوردگی فاز مایع

بازدارنده‌های فاز مایع به‌عنوان بازدارنده‌های آندی، کاتدی و یا مخلوط، بسته به اینکه، واکنش‌های کاتدی، آندی یا هر دو واکنش الکتروشیمیایی را مهار می‌کنند طبقه‌بندی می‌شوند.

بازدارنده‌ های ترکیبی

حدود ۸۰٪ از بازدارنده‌ های خوردگی ترکیبات ارگانیکی هستند که نمی‌توانند به طور خاص به‌عنوان آندی یا کاتدی مشخص شوند و به‌عنوان بازدارنده‌های ترکیبی شناخته می‌شوند. اثربخشی بازدارنده‌های آلی مربوط به میزان جذب و پوشش سطح فلز است. جذب بستگی به ساختار بازدارنده، سطح بار فلز و نوع الکترولیت دارد.

1. جذب فیزیکی
2. جذب شیمیایی
3. تشکیل فیلم

جذب فیزیکی (الکترواستاتیک) نتیجه جذب الکترواستاتیک بین بازدارنده خوردگی و سطح فلز است. هنگامی که سطح فلز به طور مثبت شارژ شود، بازدارنده‌های آنیونی تسهیل می‌شود. مولکول‌های با بار مثبت که در ترکیب با یک حد واسط با بار منفی عمل می‌کنند، می‌توانند یک فلز با بار مثبت را مهار کنند. آنیون‌هایی مانند یون‌های هالید در محلول بر روی سطح فلز مثبت جذب شده و سپس کاتیون‌های آلی روی دوقطبی جذب می‌شوند. افزایش دما عموماً باعث تخریب مولکول‌های بازدارنده جذب شده فیزیکی می‌شود.

مؤثرترین بازدارنده‌ها، جذب شیمیایی هستند، فرایندی که شامل اشتراک بار یا انتقال بار بین مولکول بازدارنده و سطح فلز می‌شود. جذب شیمیایی آهسته‌تر از جذب فیزیکی انجام می‌شود. با افزایش دما، جذب و بازدارندگی نیز افزایش می‌یابد.

بازدارنده‌ های فاز بخار

حفاظت موقت در برابر خوردگی جوی با استفاده از بازدارنده‌های فاز بخار (VPI) به دست می‌آید.

بازدارنده‌ های آندی اغلب در محلول‌های نزدیک به خنثی استفاده می‌شوند که در آن محصولات خورنده‌ای مانند اکسید، هیدروکسید، یا نمک تشکیل می‌شوند. آنها تشکیل فیلم‌های واکنشی را که مانع از واکنش انحلال فلزی آندی می‌شوند، تشکیل می‌دهند یا تسهیل می‌کنند. بازدارنده‌های آندی اغلب بازدارنده‌های فدا شونده نامیده می‌شوند.

بازدارنده‌ های کاتدی

بازدارنده‌ های کاتدی خوردگی را با کاهش فرایند کاهش (سم کاتدی) و یا انتخاب رسوب در مناطق کاتدی (رسوبات کاتدی) کنترل می‌کنند. سموم کاتدی مانند سولفیدها و سلنیدها بر روی سطح فلز جذب می‌شوند؛ درحالی‌که در محلول‌های نزدیک به خنثی، آنیون‌های معدنی مانند فسفات‌ها، سیلیکات‌ها و بورات‌ها، فیلم‌های محافظتی را ایجاد می‌کنند که سرعت واکنش کاتدی را کاهش می‌دهند و اکسیژن را به سطح فلز منتقل می‌کنند.

رسوب‌دهنده‌های کاتدی قلیایی شدن را در سایت‌های کاتدی افزایش می‌دهد و ترکیبات نامحلول را بر روی سطح فلز رسوب می‌دهند. شایع‌ترین کاتالیزورهای کاتدی کربنات کلسیم و منیزیم هستند.

بازدارنده های خوردگی تشکیل دهنده فیلم

بازدارنده‌های خوردگی تشکیل دهنده فیلم موادی ارگانیکی هستند که با ایجاد لایه محافظ روی سطح فلز مانع ایجاد خوردگی می‌شود.

خطر ذاتی شکل‌گیری فیلم این است که یک اخلال کوچک در فیلم به‌هم‌پیوسته می‌تواند به عامل خورنده اجازه حمله به ناحیه محافظت نشده را بدهد و در نتیجه سریعاً جذب فلز شود؛ بنابراین، بازدارنده‌های تشکیل فیلم باید به طور مداوم در سیستم‌ تغذیه شوند.

برای کسب اطلاعات بيشتر از صفحه تماس با ما ديدن فرماييد.

بازدیدها: 283