14 октября 2016 г. на заседании Диссертационного совета Д 212.242.09 на базе ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» состоялась успешная защита кандидатской диссертации по специальности 02.00.05 – электрохимия (технические науки) аспиранткой кафедры физической химии ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского» Аль Нуаими Адиба Али Махммод, гражданки Республики Ирак, преподавателя Университета Дияла.

Диссертационное исследование «Научные основы технологии коррозионной защиты низкоуглеродистой стали в фосфорно-кислых средах» (научный руководитель – доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой физической химии СГУ Казаринов И. А.) посвящено разработке технологии эффективной коррозионной защиты нагнетательных скважин и нефтепромыслового оборудования. Применение для этих целей растворов фосфорной кислоты имеет определенные преимущества, поскольку в этом случае в широкой области рН возможна пассивация железа труднорастворимыми фосфатами. Выбор такого направления исследований определялся Техническим заданием, выданным руководителями Университета Дияла для аспирантки Адиба А. Махммод. Однако, как было показано в ходе исследования,  эффективная защита низкоуглеродистой стали в растворах фосфорной кислоты может быть достигнута только при дополнительном введении в рабочие растворы соответствующих ингибиторов коррозии и (или) формировании поверхностных антикоррозионных фосфатных покрытий (ФП). Применение методов дополнительной антикоррозионной защиты позволяет существенно повысить надежность и долговечность оборудования, не изменяя технологии процесса.

Научная новизна и практическая значимость  исследования заключается в следующем:

- Установлен механизм анодного растворения стали в растворах фосфорной кислоты,  который протекает с участием дигидрофосфатных ионов     с замедленной стадией отдачи двух электронов и не зависит от рН раствора.

- Впервые в качестве ингибиторов коррозии стали в растворах фосфорной кислоты изучены соединения  класса  тетразолов: ФТХ1 –  9-фенил-5,6,7,8-тетрагидротетразоло [5,1-b] хиназолин, ФЦП3 – 10-фенилтетразоло [5,1-b] циклогепта[d] пиримидин, ФЦД6 – 10-фенилтетразоло[5,1-b]циклогепта[d]-4,10-дигидропиримидин, ТТХ – 9-(тиен-2ил)-4,5,6,7,8,9-гексагидро[5,1-b]тетразолохиназолин и ФТХ2 –  9-фенил[5,1b] азолохиназтетролин (химические соединения были получены на кафедре органической и биоорганической химии СГУ под руководством доктора химических наук, профессора Кривенько А. П.). Показано, что данные ингибиторы относятся к ингибиторам анодного типа (тормозят процесс анодного растворения металла и не оказывают влияния на катодный процесс выделения водорода). Установлено, что торможение процесса растворения стали при введении ингибитора в раствор происходит без изменения механизма реакции, а ингибирующий эффект связан с экранирующим эффектом и повышением перенапряжения электродных реакций в результате смещения значения потенциала коррозии в положительную область.

- Применение метода импедансной спектроскопии позволило предложить эквивалентную электрическую схему процесса коррозии стали марки Ст3 в растворе фосфорной кислоты в присутствии исследуемых ингибиторов и  рассчитать некоторые параметры процесса коррозии: степень заполнения поверхности электрода ингибитором (Θ) и защитный эффект (Z).  Полученные  значения Z  указывают на то, что исследуемые ингибиторы ряда тетразолов можно отнести к ингибиторам со средним защитным эффектом.

- Усовершенствован  состав  фосфатирующего  раствора   на основе универсальной цинк-нитрат-фосфатной  системы,  в  котором изучен процесс холодного фосфатирования низкоуглеродистой стали марки Ст3. Подтверждена электрохимическая природа процесса фосфатирования: скорость формирования ФП определяется скоростью стационарного электрохимического процесса, протекающего на исследуемых объектах.

- Предложена и апробирована эффективная неорганическая  кремний-содержащая добавка (CД-С), введение которой в фосфатирующий раствор способствует ускоренному формированию коррозионно-стойких фосфатных покрытий на Ст3. Для повышения коррозионной стойкости ФП соединений была использована методика «химической сборки покрытий», заключающаяся в последующей обработке ФП в водном растворе, содержащем соединения кремния.

- Получаемые фосфатные покрытия по защитным свойствам превышают  требования ГОСТ 9.302-88 ЕС3КС. Такие  покрытия могут быть рекомендованы в качестве подслоя под лакокрасочные и другие виды покрытий, а также совместно с ингибирующими смазками.

Составы фосфатирующих растворов предложены впервые и являются предметом  патентования.

Результаты диссертационного исследования прошли широкую апробацию: они докладывались на шести Международных и Всероссийских конференциях, в том числе и на XX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (г. Екатеринбург, Россия, 26-30 сентября 2016 г.).

Оппонентами диссертационного исследования выступили, доктор технических наук, технический директор ПАО «Завод автономных источников тока», г. Саратов  и кандидат химических наук, заведующая сектором контроля качества продукции ООО «НИТА-ФАРМ», г. Саратов. Ведущая организация – ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»; отзыв подписан известным в нашей стране и за рубежом специалистом  в области коррозии и защиты металлов и сплавов от коррозии, заведующим кафедрой физической химии ВГУ, доктором химических наук, профессором Введенским А. В.