ماهو مثبط للتآكل؟
مثبط التآكل للـ مادة الكيميائية أو مركب من المواد التي حين تضاف للبيئة المتآكلة بتركيزات منخفضة جدا، يقوم بشكل فعال بتقليل سرعة تآكل المعدن أو الوقاية من حدوث ذلك دون أن يؤثر على البيئة المحيطة. يمكن أن تكون منتجات مثبط التآكل صلبة أو سائلة أو على شكل غاز، و تستخدم في الأماكن الصلبة مثل الخرسانة و الطلاءات العضوية، بيئات سائلة مثل الماء و المذيبات العضوية أو البيئات الغازية مثل الجو أو بخار الماء . يتم اختيار مثبطات التآكل بناءً على قابلية الذوبان أو التشتت في السائل الذي يتم فيه تنفيذ عمل المثبط.
إن استخدام المركبات المضادة للتآكل معروف جيدًا ويستخدم كطريقة فعالة ومرنة لتقليل التآكل في مختلف الصناعات بما في ذلك التنقيب عن النفط والغاز وإنتاجهما ، ومصفاة النفط ، والإنتاج المواد الكيميائية ، ومعالجة المياه. تستخدم المثبطات في الغالب في الأماكن المغلقة بسبب الوثوق من تركيزاتها المناسبة و السيطرة على تركيزاتها بسهولة. يمكن رؤية هكذا ظروف في أنظمة الإعادة و إنتاج النفط و تكرير النفط. أحد أكثر التطبيقات رواجاً للمثبطات هي في مانع تجمد لمبرد السيارات. يجب توخي الحذر عند استخدام مثبطات التآكل لتطبيقات محددة لأن المثبطات يمكن أن توفر حماية ممتازة للمعدن في ظل ظروف معينة ولكنها في نفس الوقت تزيد من تآكل المعادن الأخرى في نفس النظام.
|
شركة شيميايي تصفية الرائدة في مجال إنتاج و مبيعات مضاد التآكل و ارسالها لجميع انحاء البلاد. للطلب و شراء هذه المنتج يمكنكم التواصل مع فريق الدعم عبر النت أو الاتصال المباشر مع الأرقام التالية +989121486064 +982149013000 |
انواع مضادات التآكل
المثبطات يمكن أن تكون مركبات عضوية أو معدنية. بعض مثبطات المعادن الأكثر فعالية هي الكرومات والنترات والسيليكات والكربونات والفوسفات. من بين أكثر المثبطات العضوية شهرة ، الأمينات ، مركبات النيتروجين غير المتجانسة ، مركبات الكبريت مثل الثيوتر ، كحول الثيول ، الثيو أميد ، الثيوريا والهيدرازين. تقلص استخدام الكرومات و أملاح الزنك في الوقت الراهن بسبب تسممها الى حد ملحوظ و تم استبدالها في الغالب بمثبطات عضوية أخرى.
يمكن للمثبطات أن تعمل كاثوديًا ، وأنيوديًا و مختلطاً وتقلل التآكل عن طريق إنشاء طبقة لاصقة على السطح بسبب الامتصاص. تعمل هذه المثبطات من خلال تكوين طبقة واقية كارهة للماء على سطح المعدن مما يجعلها سداً امام تآكل المعدن في الكهرباء. يجب أن تتمتع هذه المثبطات بقابلية الذوبان أو التشتت في البيئات المحيطة بالمعدن. النوع الآخر لتصنيف انواع مثبطات التآكل الاخرى تتضمن الموارد التالية:
- التآكل الموحد أو الكلي
- التآكل الكيميائي أو الموضعي
- تآكل الأخدودي
- التجويف
- تآكل بين الخلايا الحبيبية
- الفصل الانتقائي
- التآكل الاحتكاكي
- التآكل المصحوب بالتوتر
- التآكل البيولوجي
لاستخدام المثبطات ، يجب مراعاة العوامل البيئية المختلفة، لأن بعض هذه العوامل مثل نوع المعدن ودرجة الحموضة والتركيب والشوائب ودرجة الحرارة وهندسة النظام وتركيز المثبط ومزيج من عدة مثبطات يمكن أن تغير خاصية مقاومة التآكل. بالإضافة إلى ذلك ، يجب مراعاة معايير مثل سلامة الاستخدام المثبط ، والقيود الاقتصادية ، و المخاوف البيئية عند اختيار المثبطات.
ككل، للإنخفاض أو للوقاية من تآكل المواد المعدنية من خلال المثبطات، يجب أن تتمتع المثبطات بالمعايير التالية:
- يجب أن تظهر حماية جيدة من التآكل امام التركيزات المنخفضة.
- يجب أن تحمي جميع الفلزات الموجودة في النظام و التي هي معرضة في البيئة المتآكلة.
- يجب أن تكون فعالة بشكل جيد في الظروف الاجرائية الشديدة (الحرارة أو السرعة العالية).
- عند ما تتم زيادة أو نقصان في تركيزات المثبطات لا يجب أن يزداد التآكل فيها.
- لا ينبغي أن تحدث المواد المثبطة أية ترسبات على سطح الفلز خاصة في الأماكن التي يحدث فيها عمليات انتقال الحرارة.
- يجب أن تسيطر على التآكلات الموحدة و الموضعية
- لا يجب أن تسبب التسمم و التلوث.
التآكل ممكن أن يحدث في العديد من المعادن. البعض منها مثل الحديد النقيء قد يتآكل بسرعة ولكن الفولاذ المقاوم للصدأ (مزيج من الحديد و العناصر الاخرى) يتعرض قليلاً للتآكل بالتالي يرعى اهتماما أكبر لهذه الفئة من المواد في الصناعات. يتم تصنيف التآكل وفقاً لطرق مختلفة. في التصنيف المعتمد على البيئات المسببة للتآكل ، ينقسم التآكل إلى مجموعتين: التآكل الرطب أو التآكل في درجات الحرارة المنخفضة والتآكل الجاف أو التآكل الناتج عن درجات الحرارة العالية. في الغالب 90% من التآكلات تحدث في البيئة المتآكلة الرطبة أو في درجات الحرارة المنخفضة و آلية التآكل غالباً ما تكون كهروكيميائية. نواتج التآكل الرئيسية هي أكاسيد المعادن ، والكبريتات ، والفوسفات.
مضاد لتآكل ماء البحر
تحتوي مياه البحر على 3.5% ملح و هي قلوية الى حد ما (pH=8). مياه البحر هي مادة إلكتروليت جيدة وتوفر ظروفًا مواتية لجميع أنواع التآكل (الجلفاني ، التجويفي والمحزز). تعتمد مياه البحر على كمية الأكسجين، سرعة حركة المياه، درجات الحرارة و المكونات البيولوجية.
التآكل الناجم عن المياه الطبيعية أو مياه الشرب
يتأثر تآكل المعادن في البيئات المائية بشدة بظروف المياه (عسر الماء والأملاح القابلة للذوبان والمواد العضوية والكائنات الحية الدقيقة في الماء).
من أهم العوامل التي تحدد درجة التآكل في الوسط المائي هو الأس الهيدروجيني أو حموضة الماء. يختلف نمط تآكل المعادن المختلفة في الوسط المائي عن تغيرات الأس الهيدروجيني ، بحيث يكون تآكل المعادن مثل البلاتين والذهب مستقلاً تمامًا عن التغيرات في حموضة الماء ، في حين أن المعادن القائمة على الحديد لها سلوك تآكل مختلف تمامًا عند درجات حموضة مختلفة، بحيث إنها تتآكل بسرعة في الأس الهيدروجيني الأقل من 4 ، في الأس الهيدروجين بين 4 و 9 سرعة تآكله قليلة و عند درجة حموضة 12 تتآكل إلى أدنى حد و تصبح سلبية تقريبا. ولكن عند الأس الهيدروجيني الأعلى من 12 مع تكوين أيونات الهيبوكلوريت ، تتآكل بشدة مرة أخرى.
تأثير معدل عسر الماء على تآكل المعادن أو مقاومة تآكلها
المياه العسرة تحتوي على كميات كبيرة من املاح الكالسيوم و المغنيسيوم. لذلك ، من خلال تكوين ترسيب كربونات الكالسيوم أو المغنيسيوم على الأسطح المعدنية كطبقة واقية ، يتم تقليل نسبة التآكل في هذه البيئات المائية بشكل كبير. من أجل أن تؤدي هذه الطبقة الواقية أقصى قدر من الكفاءة في حماية المعدن ، يجب أن تكون طبقة موحدة ومستمرة تمامًا كطبقة رفيعة وملتصقة تمامًا على السطح ، وإلا فإنها يمكن أن تتسبب في حدوث تآكل مجوف من تلقاء نفسها.
طريقة عمل المضاد للتآكل
تعمل مثبطات التآكل ذات الوزن الجزيئي المنخفض على تغيير التوتر السطحي للماء. في الواقع تقوم هذه المجموعة بدور العامل بالتوتر السطحي، لسبب أنها تقوم بتكوين طبقة واقية على سطح المعدن. تعمل المثبطات البوليمرية بأداء مماثل للتآكل ذات الوزن الجزيئي المنخفض. تختلف مثبطات تآكل الأغشية البوليمرية عن الطلاءات البوليمرية (التي تتفاعل مع السطح قبل تكوين الفيلم الجاف). قد لا تشكل مثبطات التآكل البوليمرية طبقة حاجزة ضد الأكسجين والماء ، ولكنها بالمقابل ،تقوم بتغير إمكانية تآكل المعدن. مثبط التآكل هو مادة كيميائية تقلل بشكل فعال من معدل التآكل عند إضافتها إلى البيئة بتركيزات صغيرة.
التآكل في صناعة النفط
يكلف التآكل قطاع النفط مليارات الدولارات سنويًا. حدثت موارد كثيرة من التآكلات في أنابيب الإنتاج و الصمامات و في خطوط تدفق النفط من الأبار نحو معدات التكرير. والسبب في ذلك هو أن النفط والغاز المستحصل من الآبار يحتويان على كميات مختلفة من الماء يمكن ترسيبها كخطوة منفصلة تلامس سطح المادة. كما إن هذه المياه تحتوي على غازات مثل ثاني أكسيد الكربون و من المحتمل أن تحتوي على H2S وكذلك الملح. في معظم حالات التآكل الشديد ، يلعب ثاني أكسيد الكربون دورًا رئيسيًا.
التآكل أثناء عملية التحميض
التحميض، هو إزالة الأكاسيد المتكونة على المعدن أثناء التشغيل من خلال استخدام الأحماض المعدنية. حمض الهيدروكلوريك هو أحد الأحماض الأكثر شهرة وفعالية في هذا المجال. تستخدم أيضًا الأحماض مثل حمض السلفاميك أو حامض الستريك الفوسفوريك أو حمض الكبريتيك في هذا المجال.
كما يستخدم كمثبط لحماية الأسطح النظيفة امام التآكل. كما أنه يمنع إهدار المعدن وتغير لونه. المثبطات تحمي المنطقة الملحومة وتمنع المعدن من الاحتراق.
تحميض الأبار هي خطوة جداً هامة في صناعة النفط و الغاز. تسبب الأحماض تحت الضغط العالي تآكلها عن طريق المرور عبر الفراغات بسبب تكوين الصخور من خلال التلامس الكيميائي مع الصخور. یقوم بزيادة قنوات التدفق الموجودة و يفتح قنوات جديدة. بسبب هذه التطبيقات ، فإن حقن الحمض في نظام الآبار المصنوع من الأنابيب الفولاذية هو أحد الطرق الرئيسية.
في الآبار العميقة ، قد ترتفع درجة الحرارة الأساسية إلى 200 درجة. أثناء عملية التحميض ، يمكن أن تتلامس المادة المعدنية مع المحلول الحمضي وفي بعض الحالات مع H2S و ثاني أكسيد الكربون في درجات حرارة مرتفعة. نظرًا للمشاكل المذكورة أعلاه ، تتطلب عملية التحميض العناية بالتآكل لمكونات الأنابيب وغيرها من المعدات المستخدمة المعرضة جدًا للتآكل.
اعتمادًا على الخصائص المختلفة لبنية الأرض ، يتم استخدام أنواع ونسب مختلفة من الحمض. حتى عام 1960 ، بسبب عدم قابلية ذوبان مثبطات تآكل الزرنيخ باعتباره أول المثبطات المستخدمة آنذاك ، كان ينبغي أن يكون التركيز القياسي للحمض المستخدم 15٪ لأنه كان غير قابل للذوبان بتركيزات أعلى من 17٪. الأحماض الأكثر استخداماً هي HCI. HF, . ACETIC و حمض الفورميك. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه يتم استخدام خليط من هذه الأحماض الشائعة جنبًا إلى جنب مع السلفاميك والكبريت والفوسفوريك.
من عيوب استخدام حمض الهيدروكلوريك التي يمكن الإشارة اليها هي تفاعلها السريع مع المعدات الفولاذية والألمنيوم و صفائح الكروم. من أجل تحقيق اختراق أعمق في الطبقات التي تشكل الأرض ، يحتاج الحمض إلى عامل تعليق مناسب. في بعض الدراسات ، يتم استخدام حمض الأسيتيك وحمض الفورميك بشكل مستمر مع حمض الهيدروكلوريك لأنهما يتفاعلان بشكل أبطأ من حمض الهيدروكلوريك. من أجل منع التآكل في هذه الصناعات ، يتم استخدام أنواع مضادة للتآكل مثل مثبطات التآكل القائمة على الأمين.
يمكن أن ترتبط مثبطات التآكل أيضًا بالأسطح المعدنية عن طريق نقل الإلكترونات إلى المعدن لتكوين نوع إحداثيات الرابطة. يتم تعزيز هذه العملية من خلال وجود دوائر إلكترونية معدنية فارغة منخفضة الطاقة ، مثل تلك التي تحدث في المعادن الانتقالية. يتم تقوية نقل الإلكترون من الأنواع الممتزة بسبب وجود إلكترونات محدودة نسبيًا ، مثل تلك الموجودة في الأنيونات ، والجزيئات العضوية المحايدة التي تحتوي على إلكترونات زوج واحد أو أنظمة فطيرة إلكترونية مرتبطة بحلقات متعددة ، خاصة الروابط الثلاثية ، أو الحلقات العطرية. مع زيادة كفاءة تثبيط التآكل في سلسلة من المركبات ذات الصلة ، فإنها تزداد مع كثافة الإلكترون في المجموعات الوظيفية. هذا يتوافق مع زيادة قوة الرابطة التنسيقية وبالتالي زيادة الامتصاص نظرًا لسهولة نقل الإلكترون.
امتصاص الجزيئات المثبطة هو تفاعل انتقالي و يتضمن إزالة جزيئات الماء الممتزة من السطح. أثناء امتصاص الجزيء ، يعد التغيير في طاقة التفاعل مع جزيئات الماء في مرور المحلول إلى الحالة الممتصة جزءًا مهمًا من التغيير في الطاقة الحرة في الامتزاز. لقد ثبت أن زيادة طاقة الذوبان للأنواع الممتزات تزداد مع زيادة حجم جزء الهيدروكربون في الجزيء العضوي. بالتالي ظيادة الحجم تؤدي الى إنخفاض الذوبان و زيادة الإمتصاص. يتوافق هذا مع الزيادة في الكفاءات المثبطة التي لوحظت بتركيزات ثابتة مع زيادة الحجم الجزيئي في عدد من المركبات ذات الصلة.
في المحاليل الحمضية ، عملية التآكل الأنودي هي عبارة عن مرور أيونات المعدن عبر السطح المعدني بدون أكسيد إلى محلول ، والعملية الكاثودية الرئيسية هي استنفاد أيونات الهيدروجين لإنتاج غاز الهيدروجين. في المحاليل المشبعة بالهواء ، يحدث أيضًا انخفاض كاثودي في الأكسجين المذاب ، ولكن بالنسبة للحديد ، فإن المعدل لا يقارن بالمعدل الذي يتم فيه إطلاق أيونات الهيدروجين حتى يتجاوز الرقم الهيدروجيني 3. قد يقوم مثبط التآكل بتقليل نسبة الأنودي. غالبًا ما تكون العملية أو العملية الكاثودية أو كلتا عمليتي التغيير المحتمل للتآكل بالإضافة إلى المثبط مؤشرًا مفيدًا على أن العملية متخلفة. يشير إزاحة إمكانية التآكل في الاتجاه الإيجابي بشكل أساسي إلى تأخير العملية الأنودية (التحكم الأنودي) ، بينما يشير الإزاحة في الاتجاه السلبي بشكل أساسي إلى تأخير العملية الكاثودية (التحكم الكاثودي). يشير التغيير الطفيف في إمكانية التآكل إلى تأخر كل من العمليات الأنودية والكاثودية.
يؤدي الأداء المشترك لنمو الغشاء و الترسب من المحلول إلى الترسيب الذي يجب إزالته لاستعادة كفاءة المبادلات الحرارية والغلايات والمولدات البخارية. توضح مخططات E-pH أن ترسب أنابيب الغلايات القائمة على الحديد ، بواسطة Fe3O4 و Fe2O3 ، يمكن إذابته في كلا المنطقتين من حيث التآكل الحمضي أو القلوي. في الممارسة العملية ، حمض الهيدروكلوريك المثبط هو الطريقة الأكثر فعالية لإزالة الرواسب. هناك حاجة إلى أربع معادلات بشكل أساسي لشرح الكيمياء المعنية في إزالة الرواسب.
منتجات المضادة للتآكل أو مركبات المانعة للتآكل في صناعة النفط و الغاز و البتروكيماويات أو المصافي تعرض في أسواق هذه الصناعات تحت عنوان Tachem سلسلة 2000 . تنقسم أنواع المواد المضادة للتآكل لشركة شيميايي تصفيه إلى أنواع من مثبطات الذوبان في الماء ، ومثبطات التآكل القابلة للذوبان في الزيت ، ومضادات التآكل الحمضية ، والمراجل المضادة للتآكل. من أجل التعرف بشكل كامل على المنتجات المضادة للتآكل لشركة شيميايي تصفيه وشروط بيع هذه المنتجات ، قوموا بزيارة موقع هذه المجموعة و طالعوا ورقة المواصفات الفنية للمنتج الذي تريدونه.
تمكنت شركة شيميايي تصفيه من تصميم وتحليل أنواع مختلفة من مضادات التآكل بناءً على نوع التطبيق من خلال توظيف مجموعة بحثية قوية ومتعلمة في جامعات مرموقة لها تاريخ ذي صلة في هذا المجال. من أجل زيادة رضا العملاء ، يقوم قسم التحكم والجودة في مجموعة شيميايي تصفيه بفحص أداء المركبات المضادة للتآكل.من خلال مجموعة متنوعة من التحليلات الكيميائية والكهروكيميائية
لهذا الغرض ، تم تصميم منتج بشكل منفصل ذات تأثير مضاد للتآكل ومضاد للترسب في وقت واحد ، سيتم تحضيره وبيعه وفقاً للحاجة و طلب العملاء الأعزاء.
بناءً لإرضاء عملائنا الأعزاء ، لدى شركة شيميايي تصفيه خدمات ما بعد البيع ، بما في ذلك الكمية و طريقة استهلاك المنتج المطلوب حسب مكان تطبيقه.