Степан Афанасьевич Балезин (1904-1982)

Для того чтобы данные лабораторных исследований лучше проецировались на реальные производственные процессы, С. А. Балезин стремился собрать исчерпывающие сведения о влиянии самых различных факторов на коррозию и защиту металлов. Систематическому изучению подверглась кинетика травления в кислотах сталей с различным содержанием углерода и легирующих элементов, изучалось влияние на этот процесс концентрации кислоты, ингибитора и накапливающихся в растворе продуктов травления. Специальные исследования были посвящены анализу влияния температуры травильных растворов, давления в коррозионных системах, скорости потока коррозионной среды.

С. А. Балезин часто становился инициатором проведения многофакторного химического эксперимента, активно участвуя в его планировании и обсуждении результатов. И каждая такая работа вносила свой вклад в теорию защиты металлов. Так, при исследовании влияния скорости потока кислот на защитное действие замедлителей коррозии, в частности уротропина, триэтаноламина, иодида калия, катапина и других, было показано, что защитные свойства ингибиторов существенно зависят от скорости потока коррозионной среды. Обнаружилось, что ингибиторы кислотной коррозии в потоке тормозят процесс кислородной деполяризации.

Исследовалось влияние давления газа над серной кислотой в присутствии замедлителей и стимуляторов. Оказалось, что скорость растворения стали в серной кислоте при остаточном давлении 2 кПа почти в 2 раза меньше, чем при нормальном давлении. В такой кислоте растворенного кислорода очень мало и его роль в растворении стали крайне ничтожна. С понижением давления скорость образования пузырьков водорода, которая в какой-то мере определяет скорость процесса растворения, сильно возрастает. При наблюдении за процессом растворения стали при 2 кПа создается обманчивое впечатление крайне бурного выделения водорода (раствор «кипит»). Этот газовый слой экранирует поверхность металла от воздействия кислоты. При пониженном давлении в присутствии тиодигликоля скорость растворения стали почти не уменьшается. Эффект замедления возрастает с повышением давления. И наоборот, стимулирующее действие паранитроанилина уменьшается с повышением давления.

С. А. Балезин, Н. И. Подобаев и Ф. К. Курбанов провели систематическое исследование поведения углеродистых сталей в соляной кислоте при высоких температурах и давлениях, в том числе с применением ингибиторов коррозии [194, 195, 212, 218, 219]. Была показана зависимость скорости растворения стали в соляной кислоте от температуры при постоянном давлении: при температуре до 153° эта зависимость подчиняется тем же закономерностям, что и при температуре до 100°. Приближенно это можно описать следующим уравнением:

ρ = А_е (-E_эф/RT),

где А — постоянная; Е_эф — эффективная энергия активации процесса.

Зависимость скорости растворения стали от концентрации кислоты при давлениях до 200 атм (20,26 X 10³ кПа) и температуре до 155° выражена уравнением

ρ = b (а±)ⁿ

где а± — средняя активность катионов и анионов; b, n — константы.

С увеличением давления скорость растворения стали в соляной кислоте уменьшается за счет формирования более плотной пленки шлама. Защитное действие ингибиторов в области высоких давлений сильно снижается (пленка шлама не образуется, увеличивается растворимость водорода, и экранирующее действие газообразного водорода ослабевает).

С. А. Балезиным совместно с Н. И. Подобаевым и А. М. Солок исследовано влияние ультразвука на процесс травления стали в 15 %-ном растворе соляной кислоты с ингибиторами ПБ-5, БА-6, ПБ-8/2, И-I-В и ПКМ при температуре +40° [281]. Оказалось, что ингибиторы тормозят растворение чистого металла в ультразвуковом поле, почти не замедляя процесса удаления окалины. Эти работы определили еще один важный метод интенсификации кислотного травления металлов.

С. А. Балезин и К. Н. Смирнов исследовали влияние легирующих добавок хрома, никеля и меди на коррозию и ингибиторную защиту стали в растворах серной и соляной кислот [164, 188].

Вместе с И. И. Кейлиным ученый изучал влияние галоид-ионов на кинетику восстановления водорода и ионизации железа-армко в деаэрированном растворе серной кислоты [342, 357]. Было показано, что галоидионы повышают перенапряжение выделения водорода, которое с увеличением концентрации галоид-ионов стремится к пределу. Это связано с максимальным заполнением поверхности металла галоид-ионами и, следовательно, с изменением кинетики выделения водорода. Введенные галоид-ионы существенно изменяют кинетику активного растворения железа. При потенциалах, близких к стационарному, они сильно тормозят анодную реакцию, при более высоких потенциалах наряду с другими анионами принимают участие в элементарных стадиях ионизации металла.