Александр Балезин - Степан Афанасьевич Балезин 1904-1982

В ходе исследований был установлен и факт уменьшения степени влияния окислителя на защитное действие ингибитора с ростом концентрации кислоты.

С. А. Балезин, Л. В. Бабич и В. Б. Ратинов выявили зависимость между составом азотированного слоя на стали и его химической устойчивостью в кислых средах [65, 85]. Оказалось, что химическая устойчивость стали в кислоте определяется не концентрацией азота в поверхностном слое, а глубиной его проникновения. В разбавленных водных растворах серной кислоты азотированный слой склонен к местной коррозии, которая проявляется в виде язв, пятен и линейноизбирательного разрушения у границ полифазного контакта (в качестве третьей фазы применялись парафин и вазелин). С целью приближения лабораторных опытов к реальным условиям водные растворы были насыщены углекислым и сернистым газами. Полученные результаты показали, что агрессивность 0,25 моль/л серной кислоты десятикратно превышает агрессивность азотной, муравьиной и уксусной кислот той же концентрации. При повышении концентрации H 2SO 4увеличивается скорость растворения, изменяется характер коррозии, она становится равномерной.

Исследованные замедлители коррозии азотированной стали в различной степени замедляют и изменяют характер ее растворения в серной кислоте; пиридин, моноэтаноламин, хинолин и 1-диэтиламино-5-аминопентан делают это сравнительно слабо, но зато способствуют более равномерному растворению азотированного слоя. Оптимальная концентрация в серной кислоте KCI, KBr и KI сильно снижает общую скорость растворения стали, не предохраняя, однако, азотированный слой от местной коррозии. Как и для неазотировапных сталей, защитное действие галоидных ионов возрастает в последовательности Сl -, Br -, I -. Смеси изученных галоидных ионов и азотсодержащих замедлителей коррозии действуют значительно эффективнее, чем каждый из них в отдельности. При этом смеси уменьшают не только скорость растворения азотированной стали, но и глубину коррозионных язв, делая процесс коррозии более равномерным.

Были найдены чрезвычайно эффективные замедлители коррозии азотированной стали в серной кислоте: бромид и иодид тетрафенилфосфония.

Изучение процесса разрушения стали в растворах фосфорной кислоты различной концентрации, проведенное С. А. Балезиным совместно с Е. С. Ивановым и Т. П. Князевой, показало, что с наибольшей скоростью металл разрушается в пятимолярном растворе фосфорной кислоты, причем в интервале температур от 20 до 100 °С растворение стали протекает только в кинетической области [358, 359, 407]. Для защиты стали-3 в растворе (5 моль/л) фосфорной кислоты эффективным оказался катапин «К», тормозящий как катодный, так и анодный процесс.

Большие практические результаты С. А. Балезин и группа сотрудников получили в ходе изучения защитного действия смесей ингибиторов. Оно во многом напоминает действие смесей катализаторов: некоторые закономерности каталитических процессов распространяются и на тормозящее действие ингибиторов. Это сходство становится более понятным, если процессы ингибирования рассматривать как один из случаев отрицательного катализа.

В этой связи С. А. Балезин, И. Н. Путилова и В. П. Баранник использовали терминологию, применяемую при изучении смешанных катализаторов. Они показали, что торможение коррозии смесью алкалоидов — наркотина и морфина — слагается из тормозящего действия указанных веществ. Это простое сложение ингибирующего эффекта было названо аддитивностью. Причина аддитивности защитного действия веществ, сходных по химическому составу, объясняется тем, что такие вещества образуют на поверхности металла защитную пленку, имеющую такое же соотношение молекул ингибиторов, как и в растворе кислоты.

При изучении ингибиторного эффекта смесей ингибиторов оказалось, что он редко бывает суммарным. Чаще наблюдается взаимное усиление или взаимное ослабление тормозящего действия. Если защитный эффект смеси веществ А и В больше аддитивного, то такой эффект называется синергетическим. В случае снижения эффекта защитного действия смеси (по сравнению с аддитивным) его характеризуют как взаимное ослабление или антагонизм. Примером проявления синергетического эффекта служит защитное действие смеси уротропина с иодидом калия. Оба этих вещества являются ингибиторами коррозии стали в серной и соляной кислотах. Защитное действие уротропина относительно невелико. Иодид калия — более эффективный ингибитор кислотной коррозии, однако высокого ингибиторного эффекта можно достичь лишь при его значительной концентрации в растворе. Исследование совместного действия уротропина и иодида калия на скорость растворения стали-20 в серной кислоте (18—100°) показало, что защитное действие смеси 1 % уротропина и 1 % иодида калия в несколько раз выше, чем у промышленных ингибиторов ПБ-5 и ЧМ. Особенно эффективна эта смесь при температуре раствора 60—100°С.

Резкое взаимное усиление защитного действия в соляной кислоте наблюдается у таких смесей, как тттодигликоль и ацетальдегид, хинолин и тиодигликоль.

При травлении и химической очистке металлов кислотами большое значение имеет защита металла при высокой температуре. Поэтому технически важной задачей является разработка высокотемпературных ингибиторов и их смесей. С. А. Балезии, исследуя ингибиторы аминного ряда, установил, что температурный максимум их защитного действия может быть сдвинут в сторону более высоких температур при замене некоторых углеводородных радикалов в молекулах ингибиторов. Увеличение ингибиторного эффекта с ростом температуры обусловлено, по С. А. Балезину, тем, что при высоких температурах физическая адсорбция переходит в химическую. Дальнейшее снижение ингибиторного эффекта при повышении температуры С. А. Балезин связывает с частичной десорбцией ингибитора.

Большой интерес для теории и практики представляют работы С. А. Балезина и его сотрудников, связанные с изучением температурного максимума ингибиторного эффекта смеси, состоящей из двух ингибиторов с различными температурными максимумами. В ходе эксперимента было установлено, что этот максимум приближается к более высокотемпературному. Если же температурные максимумы для двух веществ одинаковы, то при их смешении температурный максимум ингибиторного эффекта остается без изменений.

Используя результаты этих работ, Н. И. Подобаев и С. А. Балезин добавками уротропина к отечественным ингибиторам кислотной коррозии ПБ-5, И-I-А, катапину и БА-6 сумели резко повысить их защитное действие при 100° в 16%-ной соляной кислоте. Иначе говоря, температурный максимум защитного действия этих ингибиторов был смещен в сторону более высоких температур. Так, смесь И-I-A с уротропином оказалась эффективной и при 130°.