Ингибиторы коррозии

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 
Казанский национальный исследовательский 
технологический университет 
ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ
Учебное пособие 
Казань 
Издательство КНИТУ 
2023 

УДК 620.197.3(075) 
ББК 34.662я7 
И59 
Печатается по решению редакционно-издательского совета  
Казанского национального исследовательского технологического университета 
Рецензенты: 
канд. хим. наук Е. В. Миронова 
канд. техн. наук С. И. Васюков 
И59 
Авторы: А. Е. Лестев, Я. В. Ившин, А. Ф. Дресвянников, 
Ж. В. Межевич 
Ингибиторы коррозии : учебное пособие / А. Е. Лестев, Я. В. Ившин, 
А. Ф. Дресвянников, Ж. В. Межевич; Минобрнауки России, Казан. 
нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2023. – 96 с. 
ISBN 978-5-7882-3407-6 
Рассмотрены классификации ингибиторов коррозии, их физико-химические 
и технологические свойства, технико-экономические показатели, определяющие 
выбор ингибиторов, а также вопросы коррозионного менеджмента, мониторинга 
коррозии и ингибирования.  
Предназначено для бакалавров направления 18.03.01 «Химическая технология» (профили «Технологии электрохимических производств» и «Технологии защиты от коррозии»), а также для магистров направления 18.04.01 «Химическая 
технология» (программы «Коррозия и защита металлов», «Перспективные электрохимические технологии»).  
Подготовлено на кафедре технологии электрохимических производств. 
УДК 620.197.3(075) 
ББК 34.662я7 
ISBN 978-5-7882-3407-6 
© Лестев А. Е., Ившин Я. В., Дресвянников А. Ф., 
Межевич Ж. В., 2023 
© Казанский национальный исследовательский 
технологический университет, 2023 
2

С О Д Е Р Ж А Н И Е
ВВЕДЕНИЕ 
.............................................................................................................................. 5 
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ ...................................................... 6 
1.1. Неорганические ингибиторы коррозии ...................................................................... 8 
1.2. Органические ингибиторы коррозии 
.......................................................................... 9 
1.3. Классификация органических ингибиторов коррозии на основе активных 
функциональных групп ..................................................................................................... 14 
1.4. Классификация ингибиторов коррозии на основе электродного процесса 
.......... 15 
1.4.1. Анодные ингибиторы коррозии 
.......................................................................... 15 
1.4.2. Катодные ингибиторы коррозии 
......................................................................... 16 
1.4.3. Смешанные ингибиторы коррозии 
..................................................................... 18 
1.5. Классификация ингибиторов коррозии по способу защиты 
.................................. 18 
1.6. Механизм ингибирования коррозии ......................................................................... 21 
1.7. Растворимость ингибиторов коррозии ..................................................................... 23 
Примеры решения задач ................................................................................................... 24 
Вопросы для самостоятельной работы 
............................................................................ 26 
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ 
.......................... 29 
2.1. Методика определения внешнего вида ингибиторов коррозии 
............................. 33 
2.2. Измерение плотности ингибиторов коррозии ......................................................... 33 
2.3. Измерение вязкости ингибиторов коррозии ............................................................ 34 
2.4. Определение температуры застывания ингибиторов коррозии ............................ 35 
2.5. Определение температуры вспышки ингибиторов коррозии ................................ 36 
2.6. Исследование растворимости (диспергируемости) ингибиторов коррозии 
......... 37 
2.7. Исследование влияния ингибиторов коррозии на вспенивание абсорбентов 
...... 38 
2.8. Определение концентрации водородных ионов (pH) ингибиторов коррозии ..... 39 
2.9. Исследование защитных свойств ингибиторов коррозии в лабораторных 
условиях 
.............................................................................................................................. 39 
2.10. Испытание ингибиторов коррозии и контроль за эффективностью их 
применения в промышленных условиях ......................................................................... 40 
2.11. Экспертиза документации ингибиторов коррозии 
................................................ 43 
3 

2.12. Количественные оценки эффективности действия ингибиторов коррозии ....... 45 
Примеры решения задач ................................................................................................... 49 
Задачи для самостоятельного решения ........................................................................... 51 
3. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ИНГИБИТОРОВ
КОРРОЗИИ ............................................................................................................................ 58 
3.1. Оценка экономической эффективности защиты трубопроводов (выкидных 
линий, коллекторов, водоводов, нефтепроводов) ингибиторами коррозии ................ 62 
3.2. Пример оценки экономической эффективности применения ингибиторов 
коррозии 
.............................................................................................................................. 63 
3.3. Принятие решения о применении ингибиторной защиты 
...................................... 65 
3.4. Пример расчета экономической эффективности защиты оборудования 
и выкидных линий нефтяных скважин ингибитором коррозии И-1-А 
........................ 66 
3.5. Расчет показателей экономической эффективности ингибиторов коррозии ....... 68 
4. КОРРОЗИОННЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ 
.............................................................................. 73 
4.1. Система управления коррозией 
................................................................................. 76 
4.2. Проектирование, планирование и внедрение системы управления коррозией ... 76 
4.3. Мониторинг коррозии ................................................................................................ 78 
4.4. Мониторинг ингибирования коррозии 
..................................................................... 80 
4.5. Эффективность ингибиторной защиты .................................................................... 81 
4.5.1. Система мониторинга ингибирования коррозии трубопроводов ................... 81 
4.5.2. Группы параметров для оценки эффективности ингибирования 
.................... 81 
4.6. Определение основных параметров ингибирования .............................................. 84 
4.6.1. Постоянное дозирование ..................................................................................... 84 
4.6.2. Периодическое дозирование ............................................................................... 85 
4.7. Понятие качества ингибитора коррозии .................................................................. 86 
4.8. Транспортирование и хранение ингибиторов коррозии 
......................................... 87 
Примеры решения задач ................................................................................................... 88 
Задачи для самостоятельного решения ........................................................................... 89 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................................... 92 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................................... 92 
4 

В В Е Д Е Н И Е
В настоящее время существуют различные технологии для борьбы 
с коррозией: проектные технологические решения, применение коррозионно-стойких материалов или покрытий и ингибирование. Тем не менее эффективность защиты от коррозии с помощью ингибиторов порой 
еще недооценивают – ее отсутствие не воспринимается как непосредственный риск для целостности трубопроводов и другого оборудования, вследствие чего этим способом пренебрегают, отдавая приоритет 
другим экономическим и техническим потребностям. 
Для предприятий нефтегазохимического комплекса России актуальной является проблема оптимизации эксплуатационных расходов за 
счет снижения производственных затрат на техническое обслуживание 
и ремонты, сокращение потерь от аварий и простоев, внедрение новых 
технологий и методов контроля. Оперативность получения информации о техническом состоянии объектов контроля, ее полнота и достоверность, своевременность и качество управленческих решений по 
обеспечению надежности работы оборудования и эффективности процесса управления являются определяющими условиями для достижения положительного эффекта от реализуемых мероприятий. 
Предлагаемое пособие содержит всю необходимую информацию 
о ингибиторах коррозии, их свойствах, принципах выбора и промышленном применении. Оценка эффективности защиты ингибиторами базируется на методах мониторинга коррозии, представляющих самостоятельную область деятельности. С этой целью авторами рассмотрены 
принципы мониторинга, лабораторная оценка эффективности, процесс 
контроля качества и механизм защитного действия ингибиторов коррозии, а также их типичные структуры, свойства и товарные формы. Теоретические сведения дополнены примерами расчетов характеристик 
эффективности ингибиторной защиты, а также перечнем задач для самостоятельного решения. 
5 

.  К Л А С С И Ф И К А Ц И Я  И Н Г И Б И Т О Р О В
К О Р Р О З И И  
Коррозия – это естественный процесс, обусловленный расходованием энергии. Ингибирование является превентивной мерой против 
коррозионного воздействия на металлические материалы. 
Ингибитор коррозии – это химическое вещество, которое, находясь в системе защиты от коррозии в малой, но достаточной концентрации, уменьшает скорость коррозии без заметного изменения концентрации какого-либо коррозионного реагента. Ингибитор коррозии достаточно эффективен в небольших концентрациях, они варьируются от 
0,0001 до 1,5 % мас.  
Ингибиторы наиболее пригодны для использования в закрытых системах окружающей среды, имеющих хорошую циркуляцию для обеспечения необходимой и контролируемой их концентрации, например 
в системах рециркуляции охлаждающей воды, при добыче газа и нефти, 
переработке нефти, а также в химическом производстве и при кислотной 
обработке изделий из стали. Одним из наиболее известных применений 
ингибиторов является антифриз для автомобильных радиаторов. 
До недавнего времени ключевым фактором при выборе ингибитора была его эффективность, а проблема его возможного воздействия 
на окружающую среду не рассматривалась. Представления об ингибиторах коррозии начали меняться в середине 1980-х гг., когда их использование перешло от чисто экономических аспектов к более эффективным концепциям. Одна из них (так называемая E3 – эффективность, 
экономия и экология) была разработана в 1994 г. Р. Калманом. Но на 
практике оказалось, что наиболее эффективные ингибиторы представляют опасность для экологии – правда, хотя термин «экология» и является общепринятым, в данном случае правильнее было бы говорить 
о безвредности для окружающей среды.  
Сегодня научное сообщество прилагает огромные усилия для поиска и производства ингибиторов, которые сочетали бы низкую токсичность с высокой эффективностью ингибирования. Ингибиторы коррозии этого типа известны как экологически приемлемые, «зеленые», или 
экологически чистые. 
Ингибиторы обычно просты в применении и обеспечивают преимущество нанесения непосредственно на месте, не вызывая какихлибо существенных нарушений технологического процесса.  
6 

Ингибиторы замедляют коррозионные процессы за счет: 
а) ограничения перемещения или диффузии ионов к металлической поверхности; 
б) повышения электрического сопротивления цепи при образовании продуктов растворения металлической поверхности. 
В результате действия ингибиторов наблюдается увеличение характеристик анодной или катодной поляризации (наклоны Тафеля). 
Ингибиторы коррозии могут находиться в любых состояниях 
(твердые вещества, жидкости и газы).   
Для того чтобы снизить коррозию металлических конструкций, 
ингибиторам необходимо соответствовать следующим требованиям: 
– ингибиторы должны обеспечивать надежную защиту от коррозии при использовании их в малой концентрации; 
– ингибиторы должны сохранять эффективность в сложных условиях эксплуатации (высокие температуры, скорость); 
– скорость коррозии не должна резко возрастать при недостаточном или превышенном количестве ингибиторов; 
– ингибиторы коррозии или продукты реакции не должны быть 
источниками формирования каких-либо отложений на поверхности металла, особенно на тех участках, где имеет место теплопередача; 
– ингибиторы должны тормозить как равномерную, так и локальную коррозию; 
– ингибиторы должны сохранять эффективность на значительном 
расстоянии. 
Ингибиторы коррозии можно систематизировать на классы или 
группы по нескольким показателям: 
1) Природа химическая (компонентный состав ингибиторов). Ингибиторы могут быть органическими и неорганическими, а также 
масло-, спирто-, нефте- и водорастворимыми. 
2) Механизм защитного функционирования ингибиторов. Ингибиторы могут уменьшать площадь активной поверхности металла за счет 
адсорбции или формирования с ионами металла труднорастворимых 
соединений, образующих на поверхности пленки, которые значительно 
тоньше наносимых защитных покрытий.  
Ингибиторы коррозии также могут изменять энергию активации 
электрохимических реакций, лимитирующих сложный коррозионный 
процесс. Какой бы реакции ни препятствовал ингибитор коррозии, он 
будет взаимодействовать на границе раздела «металл – раствор», образуя пленку, которая может быть трех разных типов:  
7 

а) пассивирующей;  
б) осажденной;  
в) адсорбционной. 
3) Механизм электродного процесса – в зависимости от торможения 
той или иной стадии коррозионного электрохимического процесса различают ингибиторы анодные, катодные, а также смешанного действия. 
4) Состав коррозионной среды, в которой функционирует конструкция. Среды могут быть нейтральными, кислыми коррозионными 
и специфическими (нефтесодержащими, щелочными, сероводородными, в виде пленки влаги в атмосферных условиях).  
Многообразие видов и способов защитного действия ингибиторов 
обусловливают сложность их классификации. Однако на сегодняшний 
день наиболее популярная система классификации заключается в их 
ранжировании по функциональному назначению:  
– ингибитор анодной коррозии;  
– ингибитор катодной коррозии;  
– органический ингибитор коррозии; 
– осадительный ингибитор коррозии;  
– летучий ингибитор коррозии. 
1 . 1 .  Н е о р г а н и ч е с к и е  и н г и б и т о р ы  к о р р о з и и  
Большинство неорганических веществ обладают способностью замедлять коррозию металлов. Силикаты, нитриты, молибдаты, фосфаты, 
соли цинка и церия широко используются в качестве неорганических ингибиторов. Неорганические катодные ингибиторы увеличивают катодное перенапряжение или уменьшают поверхность катода, тем самым 
снижая скорость коррозии. На поверхности катода ингибиторы формируют защитные экранирующие осадки, состоящие из нерастворимых соединений. Например, Са(НСО3)2 как самый дешевый катодный экранирующий ингибитор применяется для защиты системы водоснабжения. 
При повышении рН воды гидрокарбонат кальция превращается в нерастворимый карбонат кальция СаСО3, который создает на поверхности металла слой, изолирующий металл от электролита. 
Если процесс коррозии протекает с водородной деполяризацией, 
то катодные ингибиторы увеличивают перенапряжение катодной 
8 

реакции. Такими ингибиторами являются соли некоторых тяжелых металлов, которые, контактно осаждаясь на поверхности стальных электродов, заметно повышают перенапряжение выделения водорода.  
Анодные неорганические ингибиторы, к которым относятся пленкообразователи и окислители, образуют на поверхности металла тонкие 
(≈10 нм) пленки, замедляющие переход ионов металла в раствор. Такие 
ингибиторы называют еще пассиваторами. Они формируют на металлической поверхности фазовые или адсорбционные пленки, тормозят 
анодную реакцию – растворение металла за счет образования оксидов. 
К таким ингибиторам можно отнести фосфаты и карбонаты. 
Но пассиваторы могут быть и опасными при неправильно побранной концентрации или в присутствии хлорид-ионов. Тогда они из ингибиторов коррозии превращаются в катализаторы коррозии, могут вызвать чрезвычайно опасную точечную коррозию. 
1 . 2 .  О р г а н и ч е с к и е  и н г и б и т о р ы  к о р р о з и и  
Органические ингибиторы коррозии широко используются в промышленности из-за их эффективности в широком диапазоне температур, совместимости с защищаемыми материалами, хорошей растворимости и относительно низкой токсичности. Эти соединения действуют 
как катодные и анодные ингибиторы. Катодные ингибиторы коррозии 
снижают потенциал коррозии до более низких значений и ингибируют 
или задерживают реакции, происходящие на катоде (восстановление 
кислорода и выделение водорода). А анодные ингибиторы коррозии 
взаимодействуют с катионами металла, образуя нерастворимые гидроксиды, блокирующие активные участки на поверхности металла. В результате этого потенциал коррозии смещается в более положительную 
сторону, и, как следствие, растворение металла замедляется, а скорость 
коррозии падает. Необходимо контролировать и использовать правильную дозировку ингибитора, поскольку заниженная концентрация может привести к локальной коррозии, которую достаточно сложно обнаружить. 
Большой интерес вызывают смешанные ингибиторы, поскольку 
они влияют и на катодный, и на анодный процессы, обеспечивая эффективную защиту. 
9 

На рис. 1.1 представлена схема механизма действия органических 
ингибиторов, в основе которого лежит адсорбция на поверхности металла и образование защитного слоя. Защитный слой вытесняет воду 
с поверхности металла, защищая его тем самым от дальнейшего разрушения. Этот процесс нельзя отнести ни к физической адсорбции, ни 
к химической. Известно, что в основе физической адсорбции лежит 
электростатическое взаимодействие между заряженными металлической поверхностью и молекулой ингибитора. Химическая же адсорбция 
связана с донорно-акцепторным взаимодействием между парами свободных электронов и вакантной d-орбиталью металла.  
 
Рис. 1.1. Схема процесса адсорбции органических ингибиторов 
Адсорбция – это процесс, который определяется химической природой и структурой органических ингибиторов, природой поверхностного заряда, распределением заряда в молекуле, а также видом коррозионной среды и степенью ее агрессивности. 
Органические ингибиторы, которые проявляют высокую эффективность, как правило, содержат гетероатомы – серу, азот, кислород, 
фосфор с фрагментами с π-электронами (это ароматические кольца 
и соединения с двойными и тройными связями), которые способны 
коммуницировать со свободными орбиталями d-элементов, содействуя 
процессу адсорбции. 
10