Ингибирование коррозии стальной арматуры

Для предотвращения коррозионного процесса или снижения его скорости в агрессивную среду вводят специальные добавки – ингибиторы коррозии. Содержание ингибиторов в коррозионной среде должно быть небольшим [2, с. 133]. Поскольку экономические потери от коррозии металлов огромны, изучение влияния различных добавок в коррозионную среду на устойчивость стали в агрессивных средах является актуальным [3, с. 67].

Исследования проводились на образцах из стали марки Ст3. О коррозионном состоянии сплава можно судить по характеру анодных поляризационных кривых. С помощью метода поляризационных измерений получены анодные поляризационные кривые в 10% растворе NaCl без добавок и с добавками нитритов калия и натрия, нитратов магния, цинка и кальция, а также хромата калия. Выбор этих соединений в качестве добавок обусловлен тем, что традиционно с целью сокращения режима тепловлажностной обработки в бетонную смесь вводят в качестве ускорителей твердения нитриты натрия и калия [4, с. 76], а нитраты магния, кальция, цинка и хромат калия используют как ингибиторы коррозии бетона и стальной арматуры [4, с. 66].

Анализ полученных поляризационных кривых показал, что в целом введение нитрита калия и нитрата цинка в малых концентрациях тормозит процесс коррозии; при больших концентрациях эти соединения являются активаторами, т.к. наблюдается его ускорение [5, с. 31].

Исходя из полученных графических зависимостей, для наибольшего достигнутого тока рассчитан отрицательный показатель изменения массы K_m^-:

 (1)

где I – коррозионный ток, А; А – атомная масса метала, г; 26,8 – количество электричества, необходимое для растворения 1 г-экв металла, А·ч; S – поверхность анода, м²; z – валентность иона металла, переходящего в раствор.

Для сравнения результатов полученные расчетные данные представлены в виде диаграммы (рис. 1).

Рис. 1. Влияние добавок ингибиторов (0,5, 1, 1,5 и 5%) на коррозионное поведение стали марки Ст3:
1 – KNO₂; 2 – NaNO₂; 3 – Mg(NO₃)₂; 4 – Ca(NO₃)₂; 5 – Zn(NO₃)₂; 6 – K₂CrO₄

Анализ результатов показал, что наилучшими ингибиторами коррозии арматуры являются добавки 0,5%, 1%, 1,5% и 5% NaNO₂. В этих растворах уменьшение массы образцов происходило наиболее медленно.

Показатели коррозии стали марки Ст 3 в растворах NaCl 10% с добавками концентрацией 0,5%

Таблица 2

Показатели коррозии стали марки Ст3 в растворах NaCl 10% с добавками концентрацией 1%

Таблица 3

Показатели коррозии стали марки Ст3 в растворах NaCl 10% с добавками концентрацией 1,5%

Таблица 4

Показатели коррозии стали марки Ст3 в растворах NaCl 10% с добавками концентрацией 5%

Судя по показателям коррозии, наилучшими ингибирующими свойствами обладают добавки нитратов калия, натрия и магния (при высокой степени анодного контроля низкие показатели изменения массы и глубинные показатели коррозии). Увеличение содержания ингибиторов до концентрации, равной 5%, оказалось нецелесообразным, поскольку возрастание степени анодного контроля для них не сопровождается увеличением показателей изменении массы и глубинных показателей коррозии. Наиболее оптимальна концентрация добавки 0,5%, поэтому для дальнейших исследований были использованы добавки нитратов калия, натрия и магния с таким содержанием в коррозионной среде.

Показатели коррозии стали марки Ст3 в растворах NaCl 10% с комбинированными добавками

Выводы