Оптимізація технології формування триполіфосфатного покриття на низьковуглецевій сталі

Автор(и)

  • Вадим Леонідович Коваленко Український державний хіміко-технологічний університет; В’ятський державний університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-8012-6732
  • Валерій Анатолійович Коток Український державний хіміко-технологічний університет; В’ятський державний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-8879-7189

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.242409

Ключові слова:

триполіфосфат натрію, конверсійне покриття, корозійно-захисні властивості, фосфатування, триполіфосфатне покриття

Анотація

Триполіфосфатні конверсійні покриття є перспективними завдяки активному типу протикорозійного захисту. Однак для впровадження у виробництво необхідно оптимізувати технологію процесу нанесення триполіфосфатного покриття. В дослідженні визначено оптимальні концентрації Na5P3O10 та проведено оцінювання ефективності використання методів занурення та розпилення. Покриття наносилися на зразки листової холоднокатаної сталі ст05кп із водних розчинів триполіфосфату натрію (4 %, 6 %, 10 %, 12 %, 14 %) при t=80 °С методом занурення та методом розпилення. Визначено питому масу та морфологію покриття. Коррозійно-захисну здатність вивчили в кліматичній камері Г-4 при 90 °С и 100 % вологості та за допомогою проби Акімова.

Показано перспективність використання методів занурення і розпилення. Виявлено, що у методі занурення питома маса покриття становить 1–4 г/м2 і лінійно зростає зі швидкістю 0,3–0,35 г/м2 на 1 % (мас.) Na5P3O10. Для методу розпилення покриттів виявлено, що при 4–8 % Na5P3O10 швидкість росту питомої маси 0,2 г/м2 на 1 % Na5P3O10 і питома маса перевищує питому масу покриття, отриманого методом занурення, за рахунок прискорення доступу кисню та збільшення швидкості формування покриття. При 10–14 % Na5P3O10 швидкість росту питомої маси 0,55–0,65 г/м2 на 1 % Na5P3O10, однак питома маса нижче питомої маси покриття, отриманого методом занурення, через самоущільнення матриці триполіфосфату заліза й зниженням маси наповнювача – Na5P3O10.

Методами прискореного корозійного тестування оптимальна концентрація Na5P3O10 для одержання покриття з найвищої корозійно-захисною здатністю становить 6–10 % (мас.). Виявлено кореляцію захисної здатності зразків покриття з дефектністю покриття й наявністю тріщин

Біографії авторів

Вадим Леонідович Коваленко, Український державний хіміко-технологічний університет; В’ятський державний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра аналітичної хімії та хімічної технології харчових добавок та косметичних засобів

Старший науковий співробітник

Центр компетенцій «Екологічні технології та системи»

Валерій Анатолійович Коток, Український державний хіміко-технологічний університет; В’ятський державний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра процесів і апаратів, та загальної хімічної технології

Старший науковий співробітник

Центр компетенцій «Екологічні технології та системи»

Посилання

  1. Tamilselvi, M., Kamaraj, P., Arthanareeswari, M., Devikala, S., Selvi, J. A. (2015). Progress in Zinc Phosphate Conversion Coatings: A Review. International Journal of Advanced Chemical Science and Applications (IJACSA), 3 (1), 25–41.
  2. Zeng, R. C., Lan, Z. D., Chen, J., Mo, X. H., Han, E. H. (2009). Progress of Chemical Conversion Coatings on Magnesium Alloys. Transactions of Nonferrous Metal Society of China, 19, 397–404.
  3. Lin, B., Lu, J., Kong, G., Liu, J. (2007). Growth and corrosion resistance of molybdate modified zinc phosphate conversion coatings on hot-dip galvanized steel. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 17 (4), 755–761. doi: https://doi.org/10.1016/s1003-6326(07)60169-1
  4. Weng, D., Jokiel, P., Uebleis, A., Boehni, H. (1997). Corrosion and protection characteristics of zinc and manganese phosphate coatings. Surface and Coatings Technology, 88 (1-3), 147–156. doi: https://doi.org/10.1016/s0257-8972(96)02860-5
  5. Sankara Narayanan, T. S. N. (2005). Surface pretreatment by phosphate conversion coatings – a review. Rev. Adv. Mater. Sci., 9, 130–177.
  6. Amini, R., Sarabi, A. A. (2011). The corrosion properties of phosphate coating on AZ31 magnesium alloy: The effect of sodium dodecyl sulfate (SDS) as an eco-friendly accelerating agent. Applied Surface Science, 257 (16), 7134–7139. doi: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.03.072
  7. Banczek, E. P., Rodrigues, P. R. P., Costa, I. (2006). Investigation on the effect of benzotriazole on the phosphating of carbon steel. Surface and Coatings Technology, 201 (6), 3701–3708. doi: https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2006.09.003
  8. Gomelya, N. D., Radovenchik, V. M., Shut'ko, G. L. (1996). Issledovanie processov korrozii stali v vode. Ekotehnologii i resusosberezhenie, 1, 36–40.
  9. Kuznetsov Yu. L. (2001). Corrosion inhibitors in conversion coatings. III. Zaschita metallov, 37 (2), 119–125. Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44606100
  10. Burokas, V., Martušienė, A., Bikulčius, G. (1998). The influence of hexametaphosphate on formation of zinc phosphate coatings for deep drawing of steel tubes. Surface and Coatings Technology, 102 (3), 233–236. doi: https://doi.org/10.1016/s0257-8972(98)00359-4
  11. Lee, S.-J., Toan, D. L. H., Chen, Y.-H., Peng, H.-C. (2016). Performance Improvement of Phosphate Coating on Carbon Steel by Cathodic Electrochemical Method. International Journal of Electrochemical Science, 11, 2306–2316.
  12. Tumbaleva, Y., Ivanova, D., Fachikov, L. (2011). Effect of the P2O5:NO3 – retio on the zink phosphate coating formation. Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy, 46 (4), 357–362.
  13. Ltifi, M., Guefrech, A., Mounanga, P. (2011). Effects of sodium tripolyphosphate addition on early-age physico-chemical properties of cement pastes. Procedia Engineering, 10, 1457–1462. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2011.04.242
  14. Deyá, M., Di Sarli, A. R., del Amo, B., Romagnoli, R. (2008). Performance of Anticorrosive Coatings Containing Tripolyphosphates in Aggressive Environments. Industrial & Engineering Chemistry Research, 47 (18), 7038–7047. doi: https://doi.org/10.1021/ie071544d
  15. Deyá, M., Vetere, V. F., Romagnoli, R., del Amo, B. (2001). Aluminium tripolyphosphate pigments for anticorrosive paints. Pigment & Resin Technology, 30 (1), 13–24. doi: https://doi.org/10.1108/03699420110364129
  16. Vetere, V. F., Deyá, M. C., Romagnoli, R., Amo, B. (2001). Calcium tripolyphosphate: An anticorrosive pigment for paint. Journal of Coatings Technology, 73 (6), 57–63. doi: https://doi.org/10.1007/bf02698398
  17. Yang, Y. F., Scantlebury, J. D., Koroleva, E., Ogawa, O., Tanabe, H. (2019). A Novel Anti-corrosion Calcium Magnesium Polyphosphate Pigment and Its Performance in Aqueous Solutions on Mild Steel. ECS Transactions, 24 (1), 77–85. doi: https://doi.org/10.1149/1.3453608
  18. Yang, Y. F., Scantlebury, J. D., Koroleva, E., Ogawa, O., Tanabe, H. (2019). A Novel Anti-corrosion Calcium Magnesium Polyphosphate Pigment and Its Performance in Aqueous Solutions on Mild Steel when Coupled to Metallic Zinc. ECS Transactions, 24 (1), 163–183. doi: https://doi.org/10.1149/1.3453615
  19. Kovalenko, V., Kotok, V. (2019). “Smart” anti­corrosion pigment based on layered double hydroxide: construction and characterization. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (12 (100)), 23–30. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.176690
  20. Fahim, I., Kheireddine, A., Belaaouad, S. (2013). Sodium tripolyphosphate (STPP) as a novel corrosion inhibitor for mild steel in 1M HCL. Journal of optoelectronics and advanced materials, 15 (5-6), 451–456.
  21. Gruss, B. (2010). Iron phosphating. Metal Finishing, 108 (11-12), 33–37. doi: https://doi.org/10.1016/s0026-0576(10)00040-1
  22. Vlasova, E., Kovalenko, V., Kotok, V., Vlasov, S. (2016). Research of the mechanism of formation and properties of tripolyphosphate coating on the steel basis. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (5 (83)), 33–39. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.79559
  23. Vlasova, E., Kovalenko, V., Kotok, V., Vlasov, S., Sknar, I., Cheremysinova, A. (2017). Investigation of composition and structure of tripoliphosphate coating on low carbon steel. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (6 (86)), 4–10. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.96572
  24. Vlasova, E., Kovalenko, V., Kotok, V., Vlasov, S., Sukhyy, K. (2017). A study of the influence of additives on the process of formation and corrosive properties of tripolyphosphate coatings on steel. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (12 (89)), 45–51. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.111977
  25. Vlasova, E. V., Karasik, T. L. (2010). Issledovanie pokrytiy, poluchennyh iz vodnyh rastvorov fosfatov. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost', 5, 89–91.
  26. Vlasova, O., Kovalenko, V., Kotok, V., Vlasov, S., Cheremysinova, A. (2017). Investigation of physical and chemical properties and structure of tripolyphosphate coatings on zinc plated steel. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (12 (87)), 4–8. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.103151
  27. Burmistr, M. V., Boiko, V. S., Lipko, E. O., Gerasimenko, K. O., Gomza, Y. P., Vesnin, R. L. et. al. (2014). Antifriction and Construction Materials Based on Modified Phenol-Formaldehyde Resins Reinforced with Mineral and Synthetic Fibrous Fillers. Mechanics of Composite Materials, 50 (2), 213–222. doi: https://doi.org/10.1007/s11029-014-9408-0
  28. Кovalenko, V., Kotok, V. (2017). Selective anodic treatment of W(WC)-based superalloy scrap. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (5 (85)), 53–58. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.91205
  29. Kovalenko, V., Kotok, V. (2017). Definition of effectiveness of β-Ni(OH)2 application in the alkaline secondary cells and hybrid supercapacitors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (6 (89)), 17–22. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110390
  30. Kovalenko, V., Kotok, V. (2018). Influence of ultrasound and template on the properties of nickel hydroxide as an active substance of supercapacitors. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (12 (93)), 32–39. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133548
  31. Kotok, V., Kovalenko, V., Vlasov, S. (2018). Investigation of Ni­Al hydroxide with silver addition as an active substance of alkaline batteries. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (6 (93)), 6–11. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.133465

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-29

Як цитувати

Коваленко, В. Л., & Коток, В. А. (2021). Оптимізація технології формування триполіфосфатного покриття на низьковуглецевій сталі. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(6 (113), 73–78. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.242409

Номер

Том 5 № 6 (113) (2021): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Vadym Kovalenko, Valerii Kotok

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.