- PII
- S3034618525010067-1
- DOI
- 10.7868/S3034618525010067
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 61 / Issue number 1
- Pages
- 105-117
- Abstract
- The corrosion of low carbon steel in a flow of H3PO4 solutions containing FePO4, including media with additives of mixture of corrosion inhibitors consisting of a 3-substituted derivative of 1, 2, 4-triazole (IFKhAN-92) and KNCS, was studied. In the discussed medium, partial reactions of anodic ionization of iron, cathodic reduction of H+ and Fe (III) cations are realized on steel. The first two reactions are characterized by kinetic control, and the last one is diffusion-controlled. The accelerating effect of FePO4 on steel corrosion in a H3PO4 solution is mainly due to the reduction of Fe (III). In inhibited acid, the accelerating effect of Fe (III) cations affects all partial reactions of steel. Despite such an accelerating effect, the mixtures of IFKhAN-92 and KNCS retain a high inhibitory effect on the electrode reactions of steel, which is an important result. The data on corrosion of low carbon steel in the flow of the studied media, obtained from the mass loss of metal samples, are in satisfactory agreement with the results of the study of partial electrode reactions. The accelerating effect of FePO4 on steel corrosion in the flow of H3PO4 solutions, including in the presence of inhibitors, is noted. In these media, steel corrosion is determined by the convective factor, which is typical for processes with diffusion control. Mixtures of inhibitors IFKhAN-92 + KNCS provide significant slowdown of steel corrosion in the flow of H3PO4 solution containing FePO4, which is the result of its effective slowdown of all partial electrode reactions of the metal.
- Keywords
- конвекция диффузионная кинетика коэффициент диффузии кислотная коррозия низкоуглеродистая сталь фосфорная кислота фосфат железа (III) ингибиторы коррозии
- Date of publication
- 17.01.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 63
References
- 1. Кузин, А.В., Горичев, И.Г., Шелонцев, В.А., Кузьменко, А.Н., Плахотная, О.Н., Овсянникова, Л. В. Роль комплексообразования при растворении оксидов железа в ортофосфорной кислоте. Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2. Химия. 2021. T. 62. № 6. С. 515. [Kuzin, A.V., Gorichev, I.G., Shelontsev, V.A., Kuzmenko, A.N., Plakhotnaia, O.N., and Ovsyannikova, L.V., The Role of a Complex Formation in the Dissolution of Iron Oxides in Orthophosphoric Acid, Moscow Univ. Chem. Bull., 2021, vol. 76, no. 6, p. 398.] DOI: 10.3103/S0027131421060055
- 2. Кузин, А.В., Горичев, И.Г., Шелонцев, В.А., Елисеева, Е.А., Маманков, А.В. Исследование и моделирование растворения магнетита в ортофосфорной кислоте. Металлы. 2021. № 2. С. 11. [Kuzin, A.V., Gorichev, I.G., Shelontsev, V.A., Eliseeva, E.A., and Mamankov, A.V., Dissolution of magnetite in orthophosphoric acid: study and modeling, Russ. Metall., 2021, vol. 2021, p. 260.] DOI: 10.1134/S0036029521030083
- 3. Кузин, А.В., Горичев, И.Г., Лайнер, Ю. А. Oсобенности стимулирующего действия фосфат-ионов на кинетику растворения оксидов железа в кислой среде. Металлы. 2013. № 5. С. 24. [Kuzin, A.V., Gorichev, I.G., and Lainer, Y.A., Stimulating effect of phosphate ions on the dissolution kinetics of iron oxides in an acidic medium, Russ. Metall., 2013, vol. 2013, p. 652.] DOI: 10.1134/S0036029513090073
- 4. Продан, И.Е., Ещенко, Л.С., Печковский, В. В. Изучение кристаллизации фосфатов железа в системе железо (III) – фосфорная кислота – вода. Журн. неорган. химии. 1989. Т. 34. № 7. С. 1860. [Prodan, I.E., Yeshchenko, L.S., and Pechkovsky, V.V., Study of the crystallization of iron phosphates in the system iron (III) – phosphoric acid – water, Russ. J. Inorg. Chem., (in Russian), 1989, vol. 34, no. 7, p. 1860.]
- 5. Авдеев, Я.Г., Панова, А.В., Андреева, Т. Э. Коррозия низкоуглеродистой стали в потоке раствора фосфорной кислоты, содержащего фосфат железа (III). Электрохимия. 2023. Т. 59. C. 404. DOI: 10.31857/S0424857023070046 [Avdeev, Y.G., Panova, A.V., and Andreeva, T.E., Corrosion of Low-Carbon Steel in a Flow of Phosphoric Acid Solution Containing Iron (III) Phosphate, Russ. J. Electrochem., 2023, vol. 59, p. 512.] DOI: 10.1134/S1023193523070030
- 6. Avdeev, Ya.G., Panova, A.V., and Anfilov, K.L., Effect of Fe(III) salts on the protection of low carbon steel in sulfuric acid solutions by some corrosion inhibitors, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2024, vol. 13, no. 2, p. 1135. DOI: 10.17675/2305-6894-2024-13-2-26
- 7. Авдеев, Я.Г., Андреева, Т. Э. Особенности механизма коррозии сталей в ингибированных растворах кислот, содержащих соли железа (III). Журн. физ. химии. 2022. Т. 96. № 2. C. 281. DOI: 10.31857/S0044453722020030 [Avdeev, Ya.G. and Andreeva, T.E., Mechanism of Steel Corrosion in Inhibited Acid Solutions Containing Iron (III) Salts, Russ. J. Phys. Chem. A., 2022, vol. 96, no. 2, p. 423.] DOI: 10.1134/S0036024422020030
- 8. Кузнецов, Ю.И., Андреев, Н.Н., Маршаков, А. И. Физико-химические аспекты ингибирования коррозии металлов. Журн. физ. химии. 2020. Т. 94. № 3. C. 381. DOI: 10.31857/S0044453720030152 [Kuznetsov, Yu.I., Andreev, N.N., and Marshakov, A.I., Physicochemical Aspects of Metal Corrosion Inhibition, Russ. J. Phys. Chem. A, 2020, vol. 94, no. 3. p. 505.] DOI: 10.1134/S0036024420030152
- 9. Avdeev, Ya.G., Tyurina, M.V., and Kuznetsov, Yu.I., Protection of low-carbon steel in phosphoric acid solutions by mixtures of a substituted triazole with sulfur-containing compounds, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2014, vol. 3, no. 4, p. 246. DOI: 10.17675/2305-6894-2014-3-4-246-253
- 10. Авдеев, Я.Г., Тюрина, М.В., Кузнецов, Ю.И., Пронин, Ю.Е., Казанский, Л. П. Защита низкоуглеродистой стали в растворах фосфорной кислоты ингибитором ИФХАН-92. Ч. 2. Коррозия: материалы, защита. 2013. № 6. С. 17. [Avdeev, Ya.G., Tyurina, M.V., Kuznetsov, Yu.I., Pronin, Yu.E., and Kazanskiy, L.P., Protection of low-carbon steel in phosphoric acid solutions with IFKhAN-92 inhibitor. Part 2, Corros.: mater., prot. (in Russian), 2013, no. 6, p. 17.]
- 11. Кеше, Г. Коррозия металлов. Физико-химические принципы и актуальные проблемы / Пер. с нем. под. ред. акад. Я. М. Колотыркина. М.: Металлургия, 1984. 400 с. [Kaesche, H., Die Korrosion der Metalle. Physikalischchemische Prinzipien und Aktuelle Probleme (in German), Springer, Berlin, 1979.]
- 12. Плетнев, М.А., Решетников, С. М. Кооперативные эффекты в задаче о кислотной коррозии металлов. Защита металлов. 2004. Т. 40. № 5. С. 513. [Pletnev, M.A. and Reshetnikov, S.M., Cooperative Effects in the Problem of Acid Corrosion of Metals, Prot. Met., 2004, vol. 40, p. 460.] DOI: 10.1023/B: PROM.0000043064.20548.e0
- 13. Антропов, Л. И. Теоретическая электрохимия. М.: Высш. шк., 1965. С. 348–380. [Antropov, L. I. Theoretical Electrochemistry (in Russian), Vysshaya Shkola, Moscow, 1965, p. 348–380.]
- 14. Bockris, J.O’M., Drazic, D., and Despic, A.R., The electrode kinetics of the deposition and dissolution of iron, Electrochim. Acta, 1961, vol. 4, no. 2–4, p. 325. DOI: 10.1016/0013-4686(61)80026-1
- 15. Катревич, А.Н., Флорианович, Г.М., Колотыркин, Я. М. Выяснение кинетических параметров реакции активного растворения железа в растворах фосфатов. Защита металлов. 1974. T. 10. № 4. C. 369. [Katrevich, A.N., Florianovich, G.M., and Kolotyrkin, Ya.M., Elucidation of the kinetic parameters of the reaction of active dissolution of iron in phosphate solutions, Prot. Met., (in Russian), 1974, vol. 10, no. 4, p. 369.]
- 16. Решетников, С.М., Макарова, Л. Л. Кинетика и механизм катодных и анодных процессов, определяющих кислотную коррозию металлов в области активного растворения. Окислительно-восстановительные и адсорбционные процессы на поверхности твердых металлов: Межвуз. сб. Ижевск: Удмурт. гос. ун-т, 1979. С. 25–49. [Reshetnikov, S.M. and Makarova, L.L., Kinetics and mechanism of cathodic and anodic processes that determine acid corrosion of metals in the area of active dissolution, Redox and adsorption processes on the surface of solid metals (in Russian), Udmurt State University, Izhevsk, 1979, p. 25–49.]
- 17. Решетников, С. М. Ингибиторы кислотной коррозии металлов. Л.: Химия, 1986. 144 с. [Reshetnikov, S.M., Inhibitors of acid corrosion of metals (in Russian), Leningrad: Khimiya, 1986.]
- 18. Плесков, Ю.В., Филиновский, В. Ю. Вращающийся дисковый электрод. М: Наука, 1972. 344 с. [Pleskov, Yu.V. and Filinovskii, V. Yu., The Rotating Disk Electrode Consultants Bureau, New York, 1976.]
- 19. Du, C., Tan, Q., Yin, G., and Zhang, J., Rotating Disk Electrode Method, In Rotating Electrode Methods and Oxygen Reduction Electrocatalysts, Eds. W. Xing, G. Yin, J. Zhang, Elsevier B. V. All rights reserved, 2014, p. 171–198. DOI: 10.1016/B978-0-444-63278-4.00005-7
- 20. Jia, Z., Yin, G., and Zhang, J., Rotating Ring-Disk Electrode Method, In Rotating Electrode Methods and Oxygen Reduction Electrocatalysts, Eds. W. Xing, G. Yin, J. Zhang, Elsevier B. V. All rights reserved, 2014, p. 199–229. DOI: 10.1016/B978-0-444-63278-4.00006-9
- 21. Xing, W., Yin, M., Lv, Q., Hu, Y., Liu, C., and Zhang J., Oxygen solubility, diffusion coefficient, and solution viscosity, In Rotating Electrode Methods and Oxygen Reduction Electrocatalysts, Eds. W. Xing, G. Yin, J. Zhang, Elsevier B. V. All rights reserved, 2014, p. 1–31. DOI: 10.1016/B978-0-444-63278-4.00001-X
- 22. Avdeev, Ya.G., About the nature of iron anodic activation in solutions of mineral acids, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2020, vol. 9, no. 4, p. 1375. DOI: 10.17675/2305-6894-2020-9-4-10
- 23. Pletnev, M.A., Effect of inhibitors on the desorption potentials in the anodic dissolution of iron in acid solutions – A review, Int. J. Corros. Scale Inhib., 2020, vol. 9, no. 3, p. 842. DOI: 10.17675/2305-6894-2020-9-3-4