Патент на изобретение №2312934

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2312934 (13) C1
(51) МПК

C23F11/14 (2006.01)
C25D3/26 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 18.11.2010 – прекратил действие, но может быть восстановлен

(21), (22) Заявка: 2006116457/02, 12.05.2006

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

12.05.2006

(46) Опубликовано: 20.12.2007

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
SU 1202291 A1, 20.12.1995. SU 829726, 25.05.1981. RU 2230135 С1, 10.06.2004. SU 967053 Al, 30.08.1983.

Адрес для переписки:

236041, г.Калининград, ул. А. Невского, 14, РГУ им. И. Канта, УНИР

(72) Автор(ы):

Белоглазов Сергей Михайлович (RU),
Мямина Мария Алексеевна (RU),
Живописцев Виктор Петрович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Российский государственный университет имени Иммануила Канта (РГУ им. И. Канта) (RU)

(54) ИНГИБИТОР МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ КАДМИРОВАННОЙ СТАЛИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к защите от коррозии деталей машин, конструкций и сооружений из кадмированных углеродистых и низколегированных сталей, которые контактируют с водными растворами солей, кислот, сточными водами, морской водой, увлажненными почвами. В качестве ингибитора коррозии кадмированной в его присутствии стали в водно-солевой среде, содержащей сульфатредуцирующие бактерии, применяют производное антипирина общей формулы:

где R: -Н; -СН3; -С2Н5; -С3Н7; -С4Н9; -С5Н11; -С6Н5; -С6Н13. Технический результат: повышение коррозионной стойкости стали с кадмиевым покрытием, с включенным в него в процессе электроосаждения производным антипирина, к воздействию сульфатредуцирующих бактерий в водно-солевой среде. 9 табл.

Изобретение относится к защите деталей, машин, конструкций и сооружений из кадмированных углеродистых и низколегированных сталей, которые по условиям эксплуатации контактируют с водными растворами солей, кислот, с промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, морской водой, а также увлажненными почвами. В этих случаях на поверхности стали с Cd-покрытием часто складываются анаэробные условия, способствующие развитию сульфатредуцирующих бактерий (СРБ). Специфичность коррозионной среды, формируемой при участии СРБ состоит в том, что они выделяют в нее сероводород и органические кислоты. Эти продукты метаболизма СРБ сильно ускоряют коррозионное разрушение как тонкого электрохимически нанесенного Cd – покрытия, так и стали после ее обнажения хотя бы на отдельных участках поверхности, а сероводород является к тому же еще и сильным стимулятором абсорбции водорода сталью, приводящей к выраженному проявлению водородной хрупкости стали, которая проявляется тем сильнее, чем больше содержание углерода в ней, то есть чем выше уровень прочности стали.

Из описания к патенту РФ №2279455 известно «Применение МоО3 в качестве ингибитора коррозии и композиции для покрытия, содержащие такой ингибитор коррозии», МПК C09D 5/08, заявл. 2001.11.12, опубл. 2004.12.10. Данный ингибитор применяют в качестве агента для усиления антикоррозионных свойств композиции для антикоррозионного покрытия на основе дисперсного металла. По мнению авторов, подобный ингибитор позволяет улучшить стойкость композиции к воздействию солевого тумана.

Однако данный ингибитор недостаточно эффективен в водонефтяных средах, содержащих сероводород.

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ингибитор коррозии в водонефтяных сероводородсодержащих средах, включающий смесь производных карбоновых кислот [авт. свид. №1202291, МКИ С23F 11/00, 1995 г.]. Однако данный известный ингибитор не предохраняет сталь от водородного охрупчивания, возникающего при абсорбции водорода приповерхностными слоями металла.

Целью данного изобретения является применение ингибитора коррозии, сочетающего в себе свойства биоцида и ингибитора наводороживания стали одновременно.

Указанная цель достигается тем, что в качестве ингибиторов коррозии кадмированной, в их присутствии, стали в водно-солевой среде, содержащей сульфатредуцирущие бактерии применяются производные антипирина, включенные в электроосадок кадмия, общей формулы:

где R: -Н; -СН3; -С2Н5; -С3Н7; -С4Н9; -С5Н11; -С6Н5; -С6Н13.

Технический результат – улучшение коррозионной стойкости стали с кадмиевым покрытием, с включенными в него в процессе электроосаждения производными антипирина, к воздействию сульфатредуцирующих бактерий в водно-солевой среде.

Для исследования ингибирующего коррозию действия были выбраны соединения – производные антипирина (таблица 1). Антипирин является производным гетероциклического соединения – пиразола. Несмотря на наличие пятичленного кольца с двумя атомами азота, пиразол и его гомологи относятся к высокопрочным соединениям.

Диантипирилметан-4,4′-метилен-бис-(1,2-дигидро-1,5-диметил-2-фенил-3-пиразолон) (ДАМ) – типичное слабое двухосновное основание. Реакция протона с ДАМ даже в слабокислой среде касается обеих карбонильных групп. Образует комплексы со многими металлами состава: [MeDAMn]Xm, а также ионные

Таблица 1
Органические соединения, исследованные в качестве ингибиторов микробиологической коррозии кадмированной в разных режимах стали
Название Формула соединения
1 ДАМ-диантипирилметан
2 ГДАМ-гексилдиантипирилметан
3 ФДАМ-фенилдиантипирилметан
4 МДАМ метилдиантипирилметан
5 ИБДАМ-изобутилдиантипирилметан

ассоциаты (DAMH)n-m[MeX]n, где Me – металл, X – однозарядный анион, m – степень окисления металла. Высокая эффективность предлагаемого ингибитора подтверждается следующим образом: при использовании производных диантипирилметана в качестве ингибитора коррозии и наводороживания стали в водно-солевых средах имеет место образование адсорбционных связей между молекулами ингибитора и поверхностными атомами Cd-покрытия и Fe-стали, которое носит хемосорбционный характер и сила этой связи зависит от электронной плотности на гетероатомах молекулы, а также от взаимодействия -электронов ароматических колец с металлической поверхностью.

Кроме того, заявленные органические соединения в кислых средах ведут себя как катионактивные. При попадании в водно-солевую среду в результате разрушения Cd-покрытия они частично (в большей или меньшей степени – в зависимости от рН среды и рК-соединения) диссоциируют с образованием органических катионов. Поверхность углеродистых сталей в коррозионной среде, формирующейся в результате жизнедеятельности СРБ, из-за образования сульфидных мостиков приобретает обычно отрицательный заряд. Это создает предпосылки для электростатического взаимодействия (электросорбции) частиц ингибитора в катионной форме с поверхностью стали, обнажающейся после растворения Cd-покрытия с анодных участков локальных коррозионных элементов.

Синтез азотсодержащего соединения (диантипирилметана) осуществляют следующим образом: 500 г антипирина растворяют в 1 л 0.1 М серной кислоты, приливают 250 мл 35-40%-ного раствора формалина (профильтрованного через бумажный фильтр) и нагревают прикрытый часовым стеклом стакан на водяной бане (таблица 2). После начала выделения кристаллов продолжают нагревание еще 30-40 мин, затем охлаждают реакционную смесь и отфильтровывают выделившийся продукт на воронке Бюхнера. После промывки водой осадок отжимают и для более полной очистки, в основном, от формалина переносят в стакан, заливают 800-900 мл дистиллированной воды, добавляют 4-5 мл концентрированного раствора аммиака и нагревают на водяной бане при периодическом перемешивании в течение 2 часов. После охлаждения и фильтрования обработку дистиллированной водой, но без добавления аммиака повторяют, нагревая на водяной бане 2 часа. Отфильтрованный, промытый еще раз на воронке Бюхнера водой и тщательно отжатый реагент высушивают на воздухе или в термостате при 80-90°С. Для ускорения высушивания можно пропустить через находящийся на воронке реагент небольшую порцию диэтилового эфира. Полученный продукт обычно не требует дополнительной очистки и может быть применен в анализе. Выход количественный. В некоторых случаях при высушивании в термостате или длительном хранении (особенно, если в атмосфере содержится значительное количество диоксида серы) реагент может слегка пожелтеть. В этом случае его следует растворить в 0.25 М растворе серной кислоты, снова осадить разбавленным аммиаком и повторить операцию очистки (нагревание с водой и фильтрование).

Таблица 2
Условия синтеза различных R-диантипирилметанов
Реагент Альдегид Среда для синтеза Кислотность Тпл., °С
Диантипирилметан Формалин Водная 0.1M H2SO4 179-180
МетилДАМ Уксусный Водная 0.5 М HCl 153
ЭтилДАМ Пропионовый Водная 0.025 М H2SO4 152
ПропилДАМ Масляный Водная 0.025 М H2SO4 164-165

Для испытания заявляемых соединений в качестве коррозионной среды использовали водно-солевую среду, обеспечивающую как интенсивное развитие СРБ, так и высокую скорость коррозионного разрушения Cd-покрытия и стальной основы (таблица 3).

Таблица 3
Состав коррозионной среды
№, п/п Название соединения Количество, г/л
1 Хлорид натрия 7.5
2 Сульфат магния 1.0
3 Сульфат натрия 2.0
4 Карбонат натрия 1.0
5 Дигидроортофосфат натоия 0.5
6 Лактат кальция 2.0

СРБ являются анаэробной культурой, то есть растворенный в среде кислород вызывает переход бактериальных клеток в латентное состояние. Для устранения посторонней микрофлоры и создания анаэробных условий, необходимых для жизнедеятельности СРБ, среду стерилизовали кипячением, затем инокулировали накопительной культурой СРБ, полученной многократным пересевом пробы, отобранной из природного источника. Сульфатредуцирующие бактерии были культивированы в виде чистой культуры на среде Постгейта «Б». В момент загрузки образцов 1 мл такой среды содержал 3,9·107 клеток сульфатредуцирующих бактерий рода Desulfovibrio.

В предварительно простерилизованные при Т=433К в течение 1,5 ч стеклянные пробирки с 100 мл коррозионной среды и 2 мл чистой культуры сначала помещали плоские образцы 50×20×1,5 мм стали марки Ст.3. Образцы перед внесением в среду шлифовали тонкой шкуркой на полотне, обезжиривали ацетоном, облучали под ртутно-кварцевой лампой ОКН-11 по 10 мин с каждой стороны. Пробирки плотно закрывали стерилизованными резиновыми пробками и выдерживали в термостате при 310К. На вторые сутки с начала эксперимента (что было достаточно для увеличения численности клеток СРБ) образцы из стали заменяли на стальные образцы с Cd-покрытием, полученным в результате электроосаждения в сульфатном электролите кадмирования в присутствии заявляемых веществ. Кадмирование проводилось без перемешивания при комнатной температуре и плотностях тока 1,0; 2,0 и 3,0 А/дм2 в сернокислом электролите следующего состава:

CdSO4·8/3H2O «ч» ГОСТ 4456-56 50 г/л
H2SO4 «х. ч.» ГОСТ 4204-66 50 г/л
Na2SO4·10H2O «ч» ГОСТ 6318-68 50 г/л

Для приготовления электролита растворяли отдельно каждое вещество в дистиллированной воде в концентрациях 1,0; 2,0 и 5,0 мМоль/л. Перед началом электролиза электролит прорабатывали 4 ч для удаления примесей других металлов.

Коррозионные процессы изучали гравиметрическим, потенциометрическим и потенциостатическим методами.

Подсчет числа клеток сульфатредукторов производился под микроскопом «БИОЛАМ ЛОМО», снабженным фазовоконтрастным устройством ФК-2 в камере Горяева для определения титра бактерий, по которому можно судить о жизнедеятельности изучаемых организмов.

Общее число бактерий в единице объема коррозионной среды (бактериальный титр) определяли по формуле:

где – среднее число клеток в квадрате камеры Горяева;

n – глубина камеры (0,1 мм);

S – площадь квадрата сетки в камере (1/400 мм2).

Ежедневно проводили измерения редокс-потенциала с Pt-электродом, рН коррозионной среды со стеклянным электродом и электродного потенциала стального образца на универсальном иономере ЭВ-74.

Цикл развития сульфатредуцирующих бактерий составляет 8 сут. Поэтому по истечении 7 сут образцы извлекали из коррозионной среды, отмывали жесткой щеткой от продуктов коррозии и взвешивали. Скорость коррозии измеряли гравиметрически, определяя потерю массы m на каждом из трех образцов в параллельных опытах.

где m – изменение массы образца, г;

S – поверхность образца, м2 (1×10-3м2);

– время проведения опыта, сутки (7 сут).

Результаты измерений в трех параллельных опытах усредняли.

Защитный ингибирующий эффект органических добавок определяли по формуле:

где К0 – скорость коррозии в среде без ингибитора;

К – скорость коррозии в присутствии ингибитора.

В процессе развития сульфатредуцирующих бактерий происходило выделение в коррозионную среду биогенного сероводорода, который взаимодействовал с кадмиевым покрытием образцов, осажденным в сульфатном электролите кадмирования в присутствии заявляемых соединений, с образованием сульфидов кадмия и железа. Сначала на поверхности образца появлялся осадок сульфидов кадмия и железа, наблюдалось помутнение среды, затем можно было обнаружить налет продуктов коррозии на стенках пробирки и на ее дне, что особенно проявлялось на 4 сут эксперимента. Затем в коррозионной среде происходила флокуляция сульфидов и некоторое просветление раствора. При неизменной температуре (37°С) на 6-7 сут среда становилась почти прозрачной, на дне пробирок появлялся осадок из продуктов коррозии и отмерших клеток СРБ, что свидетельствовало об истощении питательной среды и гибели культуры СРБ.

Биогенный сероводород определяли каждые сутки методом осадительного йодометрического титрования.

При выполнении эксперимента соблюдали необходимые способы предосторожности для сохранения сероводорода в коррозионной среде: минимальное время взятия пробы, плотно закрытые пробки. Перед началом титрования для определения концентрации сероводорода после тщательного перемешивания среды отбирали пробу объемом 5 мл, проводили осаждение ацетатом свинца (II). Отфильтрованный и промытый горячей водой осадок помещали в колбу с 25 мл 0,05 н. раствора йода, подкисленного серной кислотой, и титровали 0,05 н. раствором тиосульфата натрия до характерного цвета. Концентрацию биогенного сероводорода определяли по формуле:

где а – объем прибавленного раствора йода, мл;

b – объем раствора тиосульфата, мл;

V – объем пробы исследуемого раствора, мл;

k1 – поправочный коэффициент для приведения концентрации йода к 0,05 н.;

k2 – поправочный коэффициент для приведения концентрации раствора тиосульфата натрия к 0,05 н.

Наблюдения за жизнедеятельностью СРБ вели путем ежедневного подсчета под микроскопом в фазовом контрасте численности микроорганизмов с помощью камеры Горяева. Концентрацию сульфатного остатка определяли йодометрическим титрованием по калибровочному графику. Величины рН и редокс-потенциала сред определяли потенциометрически.

Обезжиренные и облученные ртутно-кварцевой лампой стальные образцы с Cd-покрытием, полученным в процессе формирования электроосадка в сульфатном электролите кадмирования в присутствии заявляемых веществ вводили в коррозионную среду спустя 48 ч после инокуляции культурой СРБ, необходимых для их развития в коррозионной среде, и сразу же снимали первые показания физико-химических параметров: электродного потенциала поверхности образца, окислительно-восстановительного потенциала и водородного показателя рН коррозионной среды, концентрации биогенного сероводорода, количества бактериальных клеток (бактериальный титр).

Значения электродного потенциала () стального образца с Cd-покрытиями (таблица 4), электроосажденными в присутствии всех заявляемых органических соединений, на 4-е сут эксперимента смещаются в сторону более положительных значений. Наибольшее облагораживание наблюдается в присутствии соединения 5, введенного в электролит в процессе осаждения кадмия при плотности катодного тока Дк=1 А/дм2 (таблица 4). Наименьший сдвиг значений вызвало соединение 1, введенное в электролит в процессе осаждения кадмия при Дк=3 А/дм2.

Таблица 4
Величина электродного потенциала в коррозионной среде образцов, полученных из электролитов с различной концентрацией заявляемых соединений при трех Дк (экспозиция 96 ч)
Соединение Дк, А/дм2 Электродный потенциал стали с Cd-покрытием, мВ, при концентрациях соединений в электролите кадмирования, мМоль/л
1.0 2.0 5.0
1 1 -397 -379 -373
2 -416 -401 -394
3 -422 -416 -410
2 1 -392 -373 -367
2 -409 -397 -391
3 -414 -409 -403
3 1 -389 -369 -361
2 -405 -394 -386
3 -409 -405 -397
4 1 -384 -363 -355
2 -399 -390 -383
3 -402 -399 -392
5 1 -379 -359 -347
2 -392 -385 -379
3 -397 -392 -384

На 3-4 сут эксперимента наблюдалось смещение окислительно-восстановительного потенциала (h) в сторону более положительных значений по сравнению с контрольной серией. Причем сдвиг h был тем сильнее, чем больше концентрация заявляемых веществ была в электролите электроосаждения кадмия. Наибольший сдвиг 8h наблюдался в присутствии соединения 5, вводимого в электролит в процессе осаждения при Дк=1 А/дм2, а наименьший – при введении соединения 1, введенного в электролит в процессе осаждения при Дк=3 А/дм2 (таблица 4а). В присутствии в коррозионной среде всех заявляемых органических веществ, переходящих в нее в результате коррозионного разрушения Cd, в последние сутки жизненного цикла микроорганизмов значения h незначительно смещаются в сторону более отрицательных значений.

Таблица 4a.
Окислительно-восстановительный потенциал коррозионной среды при коррозии кадмированной в электролите с заявляемыми соединениями стали (экспозиция 96 ч)
Соединение Дк, А/дм2 Редокс-потенциал среды, мВ, при различных концентрациях соединений в электролите кадмирования, мМоль/л
1.0 2.0 5.0
1 1 218,7 152,7 109
2 236 191 137
3 245 208 154
2 1 207 141 99
2 229 184 127
3 240 191 145
1 201 132 86
3 2 221 177 119
3 235 183 137
4 1 195 122 75
2 215 169 112
3 232 174 129
5 1 187 112 66
2 207 161 104
3 228 161 123

Вводимые в коррозионную среду образцы (таблица 5) со встроенными в осадок Cd исследуемыми органическими соединениями приводят к смещению рН среды в сторону менее кислых значений по сравнению с контрольной серией.

Таблица 5
Водородный показатель коррозионной среды после 96 ч экспозиции стальных образцов, кадмировавшихся при трех плотностях тока в электролите с исследуемыми соединениями в трех концентрациях
Соединение Дк, А/дм2 рН среды Постгейта «Б» при концентрациях исследуемых соединений в электролите кадмирования, мМоль/л
1.0 2.0 5.0
1 1 5,66 5,75 5,77
2 5,55 5,61 5,57
3 5,33 5,36 5,36
1 5,67 5,78 5,81
2 2 5,58 5,64 5,59
3 5,36 5,39 5,39
3 1 5,69 5,82 5,84
2 5,60 5,69 5,63
3 5,39 5,44 5,43
4 1 5,72 5,85 5,87
2 5,62 5,74 5,63
3 5,42 5,47 5,46
5 1 5,75 5,89 5,90
2 5,63 5,80 5,69
3 5,45 5,50 5,49

При этом сдвиг рН уменьшается при уменьшении плотности катодного тока в процессе осаждения кадмия с введенными в электролит органическими веществами и увеличением концентрации вводимого органического соединения. Наименьшее смещение значений водородного показателя на 4 сут эксперимента в сторону кислых значений наблюдается при введении в коррозионную среду стальных образцов с Cd-покрытиями, полученными при Дк=1 А/дм2. Так соединение 5 вызывает смещение рН коррозионной среды до 5,75 (при С=1,0 мМоль/л) и до 5,89-5,90 (при С=2,0 и 5,0 мМоль/л), а добавка 1 до 5,66 (при С=1,0 мМоль/л) и до 5,77 (при С=5,0 мМоль/л) – таблица 5.

На 3-4 сут эксперимента в стерильной среде наблюдался “всплеск” численности СРБ. В пробах с заявляемыми соединениями, наоборот, уже через 1 сут после введения исследуемых веществ численность клеток резко уменьшалась.

Таблица 6
Количество микробных клеток в коррозионной среде в зависимости от концентрации заявляемых соединений в электролите для осаждения Cd в конце экспозиции (96 ч)
Соединение Дк, А/дм2 Количество микробных клеток, ед·10-7л-1, при концентрациях исследуемых органических соединений в электролите кадмирования, мМоль/л
1.0 2.0 5.0
1 1 163 156 147
2 167 163 158
3 172 167 163
2 1 157 149 136
2 162 157 150
3 180 172 169
3 1 147 138 127
2 155 147 140
3 170 162 157
4 1 138 129 119
2 143 138 129
3 160 152 146
5 1 129 118 106
2 136 129 119
3 150 140 135

Спустя 48 ч экспозиции наблюдалось незначительное увеличение количества клеток СРБ, что связано со способностью бактерий приспосабливаться к измененным условиям среды. Затем по мере истощения питательных свойств среды численность СРБ снижалась монотонно. Соединения 5 и 4 вызывают большее уменьшение численности микроорганизмов (таблица 6).

Таблица 7
Изменение содержания сероводорода в среде после экспозиции образцов, кадмированных в электролите с органическими соединениями (экспозиция 96 ч)
Соединение Дк, А/дм2 Содержание сероводорода, мг/л, при концентрациях соединений в электролите кадмирования, мМоль/л
1.0 2.0 5.0
1 1 14,4 10,6 9,2
2 15,7 14,0 11,9
3 21,0 18,9 16,7
2 1 12,6 9,4 8,0
2 14,8 12,6 10,4
3 19,6 17,8 15,7
3 1 10,7 8,1 6,8
2 13,5 11,4 9,7
3 18,6 16,1 14,5
4 1 9,0 6,3 5,3
2 12,3 10,3 8,3
3 16,9 14,6 13,1
1 7,7 4,5 4,2
5 2 10,7 9,3 7,0
3 15,2 13,5 11,7

На вторые сутки экспозиции в коррозионной среде кадмированных стальных образцов, полученных из электролита с добавками заявляемых соединений – производных антипирина, наблюдали уменьшение в ней основного метаболита бактерий – сероводорода. По мере завершения жизненного цикла СРБ, концентрация сероводорода в среде принимает относительно постоянное значение. Соединение 5 вызвало наибольшее снижение концентрации сероводорода в коррозионной среде (таблица 7). Из таблицы 8, приведенной ниже, видно, что скорость коррозии кадмированной в присутствии заявляемых веществ стали монотонно снижается с увеличением концентрации вводимых в электролит кадмирования органических соединений, достигая довольно небольших значений. Образец, кадмированный в присутствии соединения 5, имел наименьшую скорость коррозии, что соответствует его действию на рН, h, CH2S, nкл.

Таблица 8
Величины скорости коррозии кадмированной стали и защитного эффекта встроенных в Cd-покрытие органических добавок в зависимости от их концентрации в сульфатном электролите кадмирования
Органическое соединение – добавка при кадмировании Концентрация в электролите кадмирования, мМоль/л Скорость коррозии, г/м2·сут Защитный эффект, %
Кадмирование при Дк, А/дм2 Кадмирование при Дк, А/дм2
1 2 3 1 2 3
0 0,37 0,39 0,41 0 0 0
1 1
2
5
0,08
0,07
0,06
0,16
0,13
0,13
0,23
0,19
0,18
78
81
84
59
67
67
44
54
56
2 1 0,08 0,14 0,22 78 64 46
2 0,06 0,12 0,17 84 69 58
5 0,06 0,12 0,17 84 69 58
3 1 0,07 0,14 0,20 81 64 51
2 0,05 0,12 0,15 86 69 63
5 0,05 0,11 0,15 86 72 63
4 1 0,06 0,13 0,18 84 67 56
2 0,04 0,11 0,14 89 72 66
5 0,04 0,10 0,14 89 74 66
5 1 0,06 0,12 0,16 84 69 61
2 0,04 0,10 0,12 89 74 71
5 0,04 0,09 0,13 89 77 68

По степени защиты кадмированной стали от коррозии описываемые производные антипирина можно расположить в ряд: №5>№4>№3>№2>№1. Соединения 5 и 4 обладают наилучшими из описываемых заявляемых веществ ингибирующими коррозию Cd-стали и биоцидными свойствами.

Соединение 5 отличалось от остальных заявляемых соединений также по действию на электродный потенциал при выделении кадмия на катоде, которое было наиболее интенсивным. Это связано с появлением у молекул этого соединения наибольшей способности к адсорбции на поверхности металла катода (сталь, кадмий) в процессе электроосаждения, повлекшей за собой наибольшее среди исследуемых органических соединений включение (по массе органического вещества) в растущий электроосадок кадмия. Кроме того, повышенная адсорбционная способность соединения 5 на металле катода повлекла за собой и большее ингибирование коррозии кадмированной стали (таблица 8), поскольку ингибирование коррозии, протекающей по электрохимическому механизму, происходит, имея обязательную стадию – адсорбцию молекул органического соединения на поверхности корродирующего металла. Повышенная адсорбционная способность соединения 5 объясняется наличием в молекуле этого соединения электронодонорной группы (изобутил), связанной с центральным атомом С, что должно приводить к увеличению электронной плотности на всех гетероатомах N и обоих карбонильных атомах О. Таким образом, устанавливающиеся хемосорбционные связи молекул соединения 5 с атомами Fe и Cd, находящимися на поверхности, обеспечивают эффективное экранирование большой поверхности металла от коррозионной среды, достаточное для торможения как анодного (ионизация металла), так и катодного (разряд Н3О+) процессов.

Заявляемые соединения проявляют также биоцидное действие на СРБ (таблица 6), особенно сильно выраженное у соединения 5, и в меньшей степени у соединения 1. Биоцидное действие соединений имеет своим следствием и подавление сероводородогенеза в коррозионной среде, инокулированной СРБ рода Desulfovibrio.

Из представленных данных в таблицах 5-8 видно также, что наибольший полезный эффект оказывают заявляемые соединения, будучи встроенными в электроосадки Cd из сульфатного электролита, формируемые при меньшей катодной плотности тока (1 А/дм2), которая фактически и применяется на отечественных машиностроительных, судостроительных, авиамоторных и радиотехнических заводах при кадмировании многочисленного ассортимента изделий.

Формула изобретения

Применение производного антипирина общей формулы

где R – -Н; -СН3; -С2Н5; -С3Н7; -С4Н9; -С5Н11; -С6Н5; -С6Н13,

в качестве ингибитора коррозии кадмированной в его присутствии стали в вводно-солевой среде, содержащей сульфатредуцирующие бактерии.


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 13.05.2008

Извещение опубликовано: 20.02.2010 БИ: 05/2010


Categories: BD_2312000-2312999