Вплив екстрактів рослинної сировини на корозію та корозійно-втомне руйнування сталі у прісній воді

Abstract

Обґрунтовано необхідність врахування внеску корозійно-втомного руйнування (КВР), яке поряд з корозією та солевідкладенням ускладнює надійну експлуатацію теплообмінних систем. Показана важлива роль деформації зразків у зміні змочування поверхні сталі водою та інгібованими розчинами. Встановлено, що збільшення деформації зразка посилює гідрофілізацію поверхні сталі. Крайові кути змочування поверхні сталі водними екстрактами дуба нижчі, ніж відповідні кути змочування водою в усьому діапазоні досліджених деформацій (1,86…13,3%), що вказує на превалювання адсорбції складових інгібітора над адсорбцією води. Показано, що вода, періодично змочуючи поверхню зразків, суттєво знижує опір сталі КВР порівняно з повітрям. Екстракт дуба (2 g/l) підвищує опір сталі такому руйнуванню на низьких рівнях навантажень у 2,6 рази порівняно з водою та змінює його характер з міжзеренного у воді на крізьзеренний в інгібованому середовищі, що дає можливість рекомендувати інгібітор на основі екстракту дуба не лише для гальмування корозійних процесів, але й КВР.

Обоснована необходимость учета коррозионно-усталостного разрушения (КУР), которое совместно с коррозией и солеотложением усложняет надежную эксплуатацию теплообменных систем. Показана важная роль деформации образцов в изменении смачивания поверхности стали водой и ингибированными растворами. Установлено, что увеличение деформации образца усиливает гидрофилизацию поверхности стали. Краевые углы смачивания стальной поверхности водными экстрактами дубовой стружки ниже, чем соответствующие углы смачивания водой во всем диапазоне исследованных деформаций (1,86…13,3%), что указывает на преобладание адсорбции составляющих ингибитора над адсорбцией воды. Показано, что вода, периодически смачивая поверхность образцов, существенно снижает сопротивление стали КУР по сравнению с воздухом. Экстракт дубовой стружки (2 g/l) повышает сопротивление стали такому разрушению на низких уровнях нагружения в 2,6 раза по сравнению с водой и изменяет его характер на этапе зарождения трещины с межзеренного в воде на трансзеренный в ингибированной среде, что позволяет рекомендовать ингибитор на основе экстракта дуба не только для торможения коррозионных процессов, но и КУР.

The necessity of considering corrosion fatigue fracture, that alongside with corrosion and scale deposit, complicates the reliable exploitation of heat-exchange equipment is substantiated. The important role of samples deformation in variation of the ability of steel surface wetting with water and inhibited solutions is shown. It is established that increasing deformation of the sample intensifies the steel surface hydrophilization. The edge angles of wetting of the 20 steel surface with oak extracts solution are lower than the angles of wetting with water in the whole studied deformation range (1.86…13.3%), thus indicating the prevailing inhibitor components adsorption to compare with water. Water, periodically wetting the sample surface, decreases essentially the steel resistance to corrosion fatigue fracture comparing to air. Oak bark extract (2 g/l) improves the steel resistance to corrosion fatigue fracture at low levels of loading in 2.6 times compared to water and changes the mechanism of fracture at the crack initiation stage from intergranular in water to transgranular in the inhibited medium. Inhibitor, based on the oak bark extract, can be used not only for corrosion inhibition but also for corrosion fatigue fracture retardation.