Inhibitori de coroziune naturali pentru oțel

1. Noțiuni generale

Datorită calității excelente și a gamei largi de proprietăți mecanice, oțelurile sunt utilizate pe scară largă în industria chimică și petrolieră, necesitând astfel protecție împotriva coroziunii pentru inginerie, automobile, plăci cazane, conducte, vase de reacție, rezervoare, poduri și lucrări de construcție; deoarece oțelul suferă un atac grav de coroziune, trebuie protejat. (Stefania Marzorati, 2018)

Coroziunea oțelului poate fi definită ca deteriorare datorată reacțiilor electrochimice cu metalul și mediul său. Mai ales pentru oțel, ruginirea are loc atunci când fierul din metal se oxidează. În majoritatea cazurilor, pentru a se produce coroziunea, trebuie să existe atât oxigen cât și apă. Coroziunea este cea mai frecventă atunci când apa este prezentă (medii umede) și procesul este accelerat de apă sărată. Coroziunea oțelului poate să apară și fără prezența apei în care fierul se oxidează în atmosferă. Aceasta se numește coroziune uscată și poate fi accelerată de temperaturi mai ridicate. (What You Need To Know About Steel Corrosion: The Basics, 2012)

Inhibarea coroziunii este cea mai economică, practică și convenabilă tehnică pentru a controla coroziunea pe metale în mediI apoase. Inhibitorii de coroziune controlează dizolvarea metalului, precum și consumul de acid. Inhibitorii sunt adsorbiți pe suprafața metalică, formând o barieră protectoare și interacționează cu siturile de reacție anodice și / sau catodice pentru a reduce oxidarea și / sau reducerea reacțiilor de coroziune . Majoritatea inhibitorilor bine cunoscuți sunt compuși organici care conțin grupări funcționale electronegative și electroni π în legături duble sau triple conjugate și prin urmare prezintă proprietăți inhibitoare bune prin furnizarea de electroni prin orbitalii p. Există, de asemenea, o interacțiune specifică între grupările funcționale care conțin heteroatomi cum ar fi azotul, sulful, oxigenul având pereche liberă de electroni și suprafața metalică, care joacă un rol important în inhibare. Când ambele caracteristici se combină, se poate observa o inhibare crescută . (Marko Chigondo, 2016)

Efectul toxic al majorității compușilor organici sintetici ca inhibitori de coroziune a determinat cercetătorii sa se orienteze către găsirea unor noi alternative naturale, ecologice, ușor accesibile și regenerabile Extractele și uleiurile din plante, precum și compușii naturali devin din ce în ce mai acceptabili din punct de vedere ecologic. Utilizarea substanțelor naturale va stabili atât obiectivele economice, cât și cele de mediu.

Fig. 1 Ilustrarea unor tuburi de oțel (What You Need To Know About Steel Corrosion: The Basics, 2012)

Extractele și uleiurile vegetale constituie o sursă bogată de compuși chimici natural sintetizați care pot fi extrași și purificați cu costuri reduse. Inhibarea metalelor se poate face prin compuși naturali, cum ar fi un monoacid, amino esteri, peptide și derivații lor. (Akram A.Al-Asadi, 2015)

2. Inhibitori de coroziune

1. Aloe vera ca inhibitor natural asupra coroziunii oțelului slab

Efectul noului inhibitor de coroziune cunoscut sub numele de aloe vera (manoză-6-fosfat) asupra inhibitorului de coroziune pentru oțelul moale a fost urmărit prin măsurarea polarizării potențiodinamice. Rezultatele obținute au arătat că acest compus este un inhibitor foarte bun și se comporta mai bine în soluția de NaCI. Studiile de polarizare au arătat că aloe vera se comportă ca tip mixt de inhibitor pentru oțelul subțire din soluția de clorură de sodiu. Eficacitatea de inhibare a atins (81,81%) la concentrația de (75 μml).

Aloe vera este o planta suculentă foarte scurtă, care crește până la 80-100 cm înălțime. Studiile au arătat că aloe vera conține polizaharide, steroizi, poligol, acizi organici și elemente esențiale, cum ar fi azotul, antibioticele, în afară de componentele sale nutriționale. Compușii extrași din aloe vera, în special compusul de tanină, pot adsorbi pe suprafața metalică și pot bloca siturile de pe suprafață, reducând astfel viteza de coroziune.

Studiul polarizării este folosit pentru a urmări formarea filmului de protecție pe suprafața metalică. Curbele de polarizare a oțelurilor ușoare scufundate în diferite soluții sunt arătate în figura 2. Parametrii de coroziune cum ar fi potențialul de coroziune (Ecorr) și curentul de coroziune (Icorr) au fost determinate din E în raport cu log din I și tabelat în tabelul 1. Când oțelul ușor este imersat în NaCI, potențialul de coroziune este (-673,5 mV) . Când se adaugă 75 μml de aloe vera, potențialul de coroziune este deplasat către partea anodică, (-642,3 mV) indicând faptul că aloe Vera controlează reacția anodică predominant prin formarea complexului Fe2+ - manoză-6-fosfat pe locurile anodice ale suprafaței metalice. Mai mult, curentul de coroziune scade de la (50,39 μA / cm2 la 16,39 μA / cm2).

Tabelul 2 prezintă valorile ratelor de coroziune, eficienței inhibării și raportului de acoperire obținute din măsurătorile de polarizare potențiodinamică ale diferitelor concentrații