Противокоррозионные свойства шунгита и шунгитсодержащих материалов

Е.Н.Ефимова¹, В.Н.Никитина², А.С.Рыжов², В.И.Трусов¹

1. Санкт-Петербургский государственный морской технический университет, Санкт-Петербург, e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
2. Промышленно-строительная компания ООО «АЛЬФАПОЛ», Санкт-Петербург, e-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

В литературе отсутствуют сведения о противокоррозионном поведении шунгита. Можно ожидать, что шунгитовый фуллерен способен тормозить катодную реакцию коррозии за счет сорбции молекул воды и кислорода на металлической поверхности с эффектом ловушки. Одновременно представляет интерес изучение свойств магнезиальных шунгитсодержащих строительных материалов.

В работе использованы сухие смеси «АЛЬФАПОЛ МИ», «АЛЬФАПОЛ АК», «АЛЬФАПОЛ ШТ-1», «АЛЬФАПОЛ М» с затворением раствором бишофита в стандартном соотношении и шунгитовая крошка фр0-10мм Зажогинского месторождения производства ООО «Карбон».

Изучалась коррозионная стойкость стандартных образцов стали Ст3 при нанесении на них строительных смесей и консервационных смесей на основе индустриального масла И-20А с добавлением шунгитового порошка. Строительные смеси наносились на сталь шпателем минимально возможным слоем, в консервационные масляные смеси образцы погружались, выдерживались 10-15 минут и вынимались с последующим стеканием избытка масла.

Образцы с покрытиями затем помещались в агрессивные коррозионные среды. Первый тест был основан на поведении образцов в условиях полного погружения в водную среду, содержащую активатор коррозии – ионы хлора.

В стаканы с 3%-ным раствором NaCI помещались образцы стали Ст3 на капроновых нитях таким образом, чтобы образец не касался стенок стакана и находился все время в состоянии полного погружения при стандартной температуре. Периодически в стаканы доливался раствор по мере его испарения. Полученные результаты представлены в табл. 1.

Исследование защитных свойств консервационных составов проведено по ГОСТ 9.054 (метод 1). Сущность метода заключается в выдерживании образцов в условиях повышенной относительной влажности и температуры и периодической конденсации влаги. Эти испытания проводились циклами. Каждый суточный цикл испытаний состоял из двух частей:

• воздействие воздушной среды при температуре Т= 40±2^оС и относительной влажности φ= 94-96% в течение 7 часов;
• создание условий конденсации влаги в результате выключения обогрева камеры с одновременным естественным охлаждением образцов и камеры до Т=20±2^оС.

Продолжительность охлаждения – 1 час, выдерживание при 20^оС – 16 часов. Общее количество циклов проведенных испытаний – до 14.

Полученные данные (табл.2) свидетельствуют о том, что испытания в гигростате, как и при погружении в морскую воду, полностью выдержали смеси ?ПШТ-1 и ?ПМ.

С целью отдельного изучения свойств шунгитового порошка была выполнена серия испытаний, в которой в масле И-20А готовились консерванты с различными формами углерода. Шунгитовая крошка фр 0-10 мм была подвергнута дополнительному помолу.

Маслорастворимой формой шунгитового углерода является фуллерен. Для его выделения масло подогревалось до Т=50^оС, смесь подвергалась длительному перемешиванию. Циклы нагревания и охлаждения масла повторялись несколько раз до получения концентрированного раствора фуллерена в масле. Затем смесь отфильтровывалась от твердых частиц шунгита.

Для сравнения была приготовлена также смесь в масле графита и активированного угля (1:1).

Результаты (табл.3) показывают в сравнении с основой консерванта резкое усиление коррозии в случае графита и угля. Фуллерен в масле нейтрален, защитные свойства остаются на уровне масляной основы консерванта.

К сожалению, ингибирующих свойств у шунгита выявить не удалось. Единственный теоретически возможный механизм защиты фуллерена оказался недостаточным. Большое значение имеет противоречивость компонентов шунгитового углерода, когда все формы кроме фуллерена в масле нерастворимы и стимулируют коррозию.

Проделанная работа показала высокую защитную способность смесей АЛЬФАПОЛ ШТ-1 и ?ПМ при нанесении на сталь, последняя смесь не содержит шунгита. Можно сделать вывод, что эта способность определяется магнезиальной, а не шунгитовой составляющей смеси.

Таблица 1 - Коррозионные испытания на стали Ст3 при полном погружении образцов в 3%-ный раствор NaCI при стандартной температуре

Таблица 2 - Результаты коррозионных испытаний покрытий по ГОСТ 9-054 (метод 1) с периодической конденсацией влаги в течение 14 суточных циклов (Т=40±2^оС, Отн. влажность = 94-96%)

Таблица 3 - Результаты коррозионных испытаний покрытий по ГОСТ 9-054 (метод 1) в течение 14 суточных циклов (Т=40±2^оС, Отн. влажность=94-96%)

УДК 620.197.3
Противокоррозионные свойства шунгита и шунгитсодержащих материалов Е.Н.Ефимова, В.Н.Никитина, А.С.Рыжов, В.И.Трусов

Проведены ускоренные коррозионные испытания магнезиальных шунгитсодержащих строительных смесей и шунгитового порошка в морской воде и в камере тепла и влаги.

Показано, что шунгитовый фуллерен нейтрален и не обладает заметными ингибирующими свойствами, остальные составляющие шунгита являются стимуляторами коррозии. Выявлены высокие защитные свойства смесей АЛЬФАПОЛ ШТ-1 и АЛЬФАПОЛ М на стали.