Développement durable d’un système anti-efficace

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12169 (2023) Citer cet article

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Une application des composés organiques consiste à les utiliser comme inhibiteurs de corrosion dans des environnements acides pour diminuer la corrosion de l’acier. Ces inhibiteurs ne présentent pas de très bonnes propriétés d'inhibition dans les environnements salins (NaCl). De nombreuses études ont été réalisées pour améliorer les performances de ces inhibiteurs dans de tels environnements (en particulier les milieux contenant du Cl−). L’une des voies proposées consiste à utiliser simultanément des inhibiteurs organiques et inorganiques. L'effet synergique de ces inhibiteurs a donné des résultats prometteurs dans la réduction de la corrosion de l'acier. Dans cette étude, le nitrate de cérium (III) et le phosphate trisodique (TSP) ont été utilisés comme inhibiteurs organiques et inorganiques pour contrôler la corrosion de l'acier dans un environnement contenant 3,5 % en poids de NaCl. Les mesures de corrosion ont été effectuées dans un environnement à 3,5 % en poids de NaCl par des méthodes EIS et de polarisation. Les études de surface ont été réalisées par les méthodes SEM, Raman, GIXRD et EDS. Des études de corrosion (EIS et polarisation) ont révélé que lorsque 500 ppm de Ce(NO3)3 et 500 ppm de TSP sont ajoutés au milieu NaCl à 3,5 % en poids, l'indice de synergie (1,27) et l'efficacité d'inhibition (73,7 %) les plus élevés sont obtenus. atteint. De plus, en ajoutant 500Ce-500TPS à la solution, l'icorr et le Rct de l'acier ont diminué d'environ 80 % et ont augmenté d'environ 4 fois, respectivement. Cette amélioration des performances de l'acier contre la corrosion en présence d'un rapport égal de Ce(NO3)3 et de TSP est le résultat de la formation d'un film dense hydrophobe (constitué de complexes Ce(OH)3, Ce/Fe-phosphate). sur la surface métallique. Cette affirmation a été prouvée par des analyses SEM/EDS, Contact Angel, FT-IR et XRD.

La faible résistance de l’acier de type St-12, un alliage de qualité industrielle réputé, à la corrosion est l’un des dilemmes difficiles liés à son application1,2,3. Diverses méthodes sont proposées pour minimiser ce problème, telles que la prévention anodique/cathodique, l'utilisation de revêtements anticorrosion et l'application d'inhibiteurs4,5,6. Parmi ceux-ci, les inhibiteurs sont aujourd’hui de plus en plus prisés en raison de leur facilité d’utilisation et de leur faible coût. L'efficacité des inhibiteurs et leur mécanisme d'inhibition relève de plusieurs paramètres (tels que les ions corrosifs, la structure chimique des inhibiteurs, le nombre de sites absorbés sur la surface métallique, etc.)7. Organiques/inorganiques sont deux principaux groupes d'inhibiteurs selon leur structure chimique8. Les inhibiteurs organiques forment généralement un film barrière sur la surface métallique. Ils possèdent de nombreux groupes fonctionnels, notamment des hétéroatomes riches en électrons (O, N et S) dans leur structure9,10,11. D’un autre côté, les inhibiteurs inorganiques peuvent retarder les réactions anodiques/cathodiques. Ils sont divisés en deux grands groupes, anodiques et cathodiques, en fonction de leur impact significatif sur les réactions anodiques ou cathodiques12. Les inhibiteurs organiques fonctionnent bien dans les environnements acides ; de nombreux chercheurs ont travaillé dur pour trouver un inhibiteur organique capable de retarder la corrosion de l'acier dans des environnements salins (comme une solution de NaCl à 3,5 % en poids). En revanche, les inhibiteurs inorganiques montrent une bonne efficacité en milieu salin. L'acier souffre généralement de corrosion par les attaques de solutions salines dans les réservoirs de stockage d'eau, les canalisations de transition d'eau de mer, etc. Dans les environnements salins, les anions chlorure jouent un rôle important dans la corrosion de l'acier. Les inhibiteurs de corrosion organiques ne sont pas efficaces dans les environnements riches en chlorures. Ainsi, la combinaison des inhibiteurs organiques et inorganiques est une idée pour surmonter ce problème qui a été observée récemment dans la plupart des études13,14.

Les composés de chromate et de zinc sont respectivement des inhibiteurs inorganiques anodiques et cathodiques, qui sont des inhibiteurs de corrosion supérieurs pour divers métaux dans des solutions contenant des sels neutres. Cependant, en raison des risques environnementaux, leur utilisation a été strictement interdite par diverses organisations15,16,17,18,19,20. De nombreux inhibiteurs de corrosion organiques et inorganiques ont été utilisés comme alternatives aux chromates. Il a récemment été prouvé que les composés de lanthanides (éléments des terres rares, ETR) pouvaient être utilisés comme inhibiteurs de corrosion verts respectueux de l'environnement21,22,23,24. Les sels à base de Ce ont été utilisés avec succès comme inhibiteurs de corrosion. Ces composés ont démontré un bon comportement de protection contre la corrosion à une concentration d'environ 1 000 ppm (~ 2,68 mM)25. Les composés de cérium (III) sont des inhibiteurs cathodiques qui peuvent réduire la vitesse de réaction cathodique et bloquer les sites cathodiques via la formation de composés oxyde/hydroxyde de Ce26,27. Les composés Ce(III) ne sont pas de puissants inhibiteurs car ils ne peuvent pas former un film dense et sans défaut sur la surface du métal.