ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2024.249.321-334isplta-343Research ArticleХИМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ. БИОТЕХНОЛОГИЯCHEMICAL TECHNOLOGY OF WOOD. BIO TECHNOLOGYВлияние водных экстрактов древесной коры на кислотную коррозию аустенитных сталей 10Х18Н10Т и 10Х17Н13М2ТThe effect of tree bark aqueous extracts on acid corrosion of austenitic steels 10X18N10T and 10X17N13M2Thttps://orcid.org/0000-0002-0199-1200ШкольниковЕ. В.Shkol'nikovE. V.

Школьников Евгений Васильевич - профессор кафедры «Химия» СПбГЛТУ, доктор химических наук, профессор.

194021, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург

Researcher G-8108-2016, Scopus Author ID Scopus 7003735499

Evgeny V. Shko'nikov - DSc (Chemical), Professor, St. Petersburg State Forest University.

Institute per. 5, St. Petersburg, 194021

Researcher ID G-8108-2016, Scopus Author ID Scopus 7003735499

eshkolnikov@yandex.ruСанкт-Петербургский государственный лесотехнический университетРоссияSt. Petersburg State Forest UniversityRussian Federation2024090820240249321334Copyright © Школьников Е.В., 20242024Школьников Е.В.Shkol'nikov E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/343

Механизм ингибирования коррозии аустенитных сталей 10Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т в сильных кислотах, а также возможность увеличения антикоррозийного действия экстрактов коры изменением породного состава древесной коры, минеральными и органическими добавками изучены недостаточно. Цель работы - гравиметрическое и электрохимическое исследование влияния температуры и состава ингибирующих композиций на основе водных экстрактов коры осины (ЭКО), ели (ЭКЕ) и сосны (ЭКС) на скорость и механизм коррозии сталей 10Х18Н10Т и 10Х17Н13М2Т в 5%-й соляной кислоте. Эта кислота применяется с добавкой ингибитора для промывки и химической очистки варочного и теплообменного оборудования. Получены и анализируются новые данные по кинетике кислотной коррозии исследованных сталей, необходимые для определения механизма ингибирования водоэкстрактивными веществами древесной коры. Показано, что при одинаковом содержании 1 г/л ингибирующее действие водоэкстрактивных веществ (ВЭВ) древесной коры на кислотную коррозию сталей увеличивается в ряду ЭКС < ЭКЕ < ЭКО, при повышении концентрации ВЭВ до 3,8 г/л и температуры от 20 до 50 °С , при смешении экстрактов коры разных видов и еще сильнее при введении в экстракты синергистов гексаметилентетрамина или йодида калия.

The mechanism of corrosion inhibition of austenitic steels 10X18N10T and 10X17N13M2T in strong acids, as well as the possibility of increasing the anti-corrosive effect of bark extracts by changing the species composition of tree bark, mineral and organic additives have not been sufficiently studied. The aim of the work is a gravimetric and electrochemical study of the effect of temperature and inhibitory compositions based on aqueous extracts of aspen (EKO), spruce (EKE) and pine (EKS) burk on the rate and mechanism of 10X18N10T and 10X17N13M2T steels corrosion in 5% hydrochloric acid. This acid is used with the addition of an inhibitor for washing and chemical cleaning of cooking and heat exchange equipment. New data on the kinetics of acid corrosion of the studied steels are obtained and analyzed, which are necessary to determine the mechanism of inhibition by water-extractive substances of tree bark. It is shown that with the same content of 1 g / l the inhibitory effect of wood bark water-extractive substances on steels acid corrosion increases in a number of EKS <EKE< EKO, with an increase in the concentration of extractive substances to 3,8 g / l and a temperature from 20 to 50 °C, when mixing bark extracts of different types and even stronger when introducing synergists hexamethylenetetramine or potassium iodide into the extracts.

ингибирование кислотной коррозииаустенитные сталиводные экстракты древесной корыinhibition of acid corrosionaustenitic steelsaqueous extracts of tree barkReferencesОлиференко Г.Л., Иванкин А.Н., Устюгов А.В., Зарубина А.Н. Проблема коррозии технологического оборудования на предприятиях по химической переработке древесины // Лесной вестник/ Forestry Bulletin . 2021. Т. 25. № 3. С. 142¬151. URL: https://doi.org/10.18698/2542-1468-2021-3-142-151Bayol E., Kayakirilmaz K., Erbil M. The inhibitive effect of hexamethylenetetramine on the acid corrosion of steel. Materials Chemistry and Physics, 2007, vol. 104, pp. 74¬82. URL: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2007.02.073.Соболева С.В., Воронин В.М., Есякова О.А. Содержание биологически активных веществ водно-этанольных экстрактов из коры осины и изучение их рострегулирующей активности // Химия растительного сырья. 2020. № 1. С. 373-380. URL: https://doi.org/10.14258/jcprm.2020014442Cooney P.A. Mechanistic studies of the decomposition reactions of hexamine and some acetylated and nitrated derivatives, Durham theses, Durham University. 1986. 248 p. Available at Durham E-Theses (accused September 07, 2023).Школьников Е.В., Ананьева Г.Ф. Ингибирование кислотной коррозии сталей водорастворимыми веществами еловой коры // Известия Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии. 1997. Вып. 163. С. 81-87.Feng S., Cheng S., Yuan Z., Leitch M., Xu C. Valorization of bark for chemicals and materials: a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2013, vol. 26, pp. 560-578. URL: https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.06.024Школьников Е.В., Ананьева Г.Ф. Ускоренное определение склонности аустенитных сталей к питтинговой коррозии // Журнал прикладной химии. 1998. Т. 71. № 7. С. 1134-1137.Oliferenko G.L., Ivankin A.N., Ustyugov A.V., Zarubina A.N. Problema korrozii tekhnologicheskogo oborudovaniya na predpriyatiyakh po khimicheskoy pererabotke drevesiny [The corrosion problem of technological equipment at chemical wood processing enterprises]. Forestry Bulletin .2021. vol. 25, no. 3, pp. 142-151. URL: https://doi.org/10.18698/2542-1468-2021-3-142-151.Школьников Е.В., Ананьева Г.Ф. Ингибирование коррозии варочного и теплообменного оборудования при очистке соляной кислотой // Целлюлоза. Бумага. Картон, 1999. № 7-8. С. 38-40.Soboleva S.V., Voronin V.M., Esyakova O.A. Soderzhaniye biologicheski aktivnykh veshchestv vodno-etanol'nykh ekstraktov iz kory osiny i izucheniye ikh rostreguliruyushchey aktivnosti [The content of biologically active substances of water-ethanol extracts from aspen bark and the study of their growth-regulating activity]. Khimiya rastitel'nogo syr'ya, 2020, №1, pp. 373-380. URL: https://doi.org/10.14258/jcprm.2020014442Школьников Е.В., Ананьева Г.Ф. Кинетика выделения водорастворимых веществ из коры ели и сосны при водно-щелочной обработке // ИВУЗ. Лесной журнал. 2001. № 2. С. 95-100.Shkol'nikov E.V., Anan'eva G.F. Ingibirovaniye kislotnoy korrozii staley vodorastvorimymi veshchestvami elovoy kory [Inhibition of acid corrosion of steels by water-soluble substances of spruce bark]. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 1997, iss. 163, pp. 81-87. (In Russ.)Школьников Е.В., Смирнов В.Д., Ананьева Г.Ф. Контроль и ингибирование коррозии сталей в кислых сероводородсодержащих средах // Мониторинг нефтегазовых сооружений в условиях коррозии: матер. Междунар. совещания, Суздаль, 29-30 сентября 1993 г. М., 1993. С. 32 -34.Shkol'nikov E.V., Anan'eva G.F. Uskorennoye opredeleniye sklonnosti austenitnykh staley k pittingovoy korrozii. Zhurnal prikladnoy khimii, 1998, vol. 71, no. 7, pp. 1134-1137. (In Russ.)Bayol E., Kayakirilmaz K., Erbil M. The inhibitive effect of hexamethylenetetramine on the acid corrosion of steel // Materials Chemistry and Physics. 2007. Vol. 104. P. 74-82. URL: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2007.02.073Shkol'nikov E.V., Anan'eva G.F. Ingibirovaniye korrozii varochnogo i teploobennogo oborudovaniya pri ochistke solyanoy kislotoy [Inhibition of corrosion of cooking and heat exchange equipment during cleaning with hydrochloric acid]. Tsellyuloza. Bumaga. Karton, 1999, no. 7-8, pp. 38-40. (In Russ.)Cooney P.A. Mechanistic studies of the decomposition reactions of hexamine and some acetylated and nitrated derivatives. Durham theses, Durham University. 1986. 248 p. Available at Durham E-Theses (дата обращения: 07.09.2023).Shkol'nikov E.V., Anan'eva G.F. Kinetika vydeleniya vodorastvorimykh veshchestv iz kory yeli i sosny pri vodno-shchelochnoy obrabotke [Kinetics of the release of water-soluble substances from the spruce and pine bark during water-alkaline treatment]. IVUZ. Lesnoy zhurnal, 2001, no. 2, pp. 95-100. (In Russ.)Feng S., Cheng S., Yuan Z., Leitch M., Xu C. Valorization of bark for chemicals and materials: A review// Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013. Vol. 26. P. 560-578. URL: https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.06.024Shkol'nikovE.V., Smirnov V.D., Anan'eva G.F. Kontrol' i ingibirovaniye korrozii staley v kislykh serovodorodsoderzhashchikh sredakh [Control and inhibition of steels corrosion in acidic hydrogen sulfide-containing media]. Monitoring neftegazovykh sooruzheniy v usloviyakh korrozii: materialy Mezhdunar. Soveshch, Suzdal'. 29-30 sentyabrya 1993 g. M., 1993, pp. 32-34. (In Russ.)Shkol'nikov E.V. Chemical processing and comprehensive utilization of tree bark. Abstracs Intern. confer. «Renewable Wood and Plant Resources: Chemistry, Technology, Medicine». Saint Petersburg, Russia: VVM Publishing Ltd., 2017. P. 152-153.Shkol'nikov E.V. Chemical processing and comprehensive utilization of tree bark. Abstracs of Intern. confer. «Renewable Wood and Plant Resources: Chemistry, Technology, Medicine». Saint-Petersburg, Russia: VVM Publishing Ltd, 2017, pp. 152-153.Zakeri A., Bahmani E., Aghdam A.S.R. Plant extracts as sustainable and green corrosion inhibitors forprotection of ferrous metals in corrosive media: A mini review // Corrosion Communications. 2022. Vol. 5. P. 25-38. URL: https://doi.org/10.1016/j.corcom.2022.03.002Zakeri A., Bahmani E., Aghdam A.S.R. Plant extracts as sustainable and green corrosion inhibitors forprotection of ferrous metals in corrosive media: A mini review. Corrosion Communications, 2022, vol. 5, pp. 25-38. URL: https://doi.org/10.1016/j.corcom.2022.03.002.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.