بررسی اثرات مشتقات بنزامیدازول به عنوان بازدارنده‌های خوردگی برای فولاد ساده کربنی در محیط HCl

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

فولاد ساده کربنی در صنایع نفت و پتروشیمی بسیار استفاده می‌شود و خوردگی آن در محیط‌های اسیدی از جمله مشکلات و معضلات این صنایع است. استفاده از بازدارنده‌های خوردگی یکی از راه‌های مهم برای جلوگیری از خوردگی تجهیزات صنعتی محسوب می‌شود. مشتقات بنزامیدازول یکی از ترکیبات آلی هتروسیکلیک هستند که به‌عنوان بازدارنده‌های خوردگی فولاد ساده کربنی در محیط‌های اسیدی به خوبی عمل می‌کنند. در این تحقیق اثرات بازدارندگی خوردگی و توانایی جذب دو مشتق 2- مرکاپتوبنزامیدازول و 2- متیل‌بنزامیدازول بر سطح فولاد در محلول 1 مولار HCl بررسی شد. آزمون‌های پلاریزاسیون پتانسیو‌دینامیک در محلول 1 مولار HCl در غلظت‌های 0, 50, 100, 150, 200 و ppm 250 این بازدارنده‌‍‍‌ها انجام شدند. نتایج نشان دادند که مشتق 2- مرکاپتوبنزامیدازول بازده بیشتری از 2- متیل بنزامیدازول دارد. 2- مرکاپتوبنزامیدازول با غلظت ppm 250, تا 88 درصد و 2- متیل بنزامیدازول در غلظت ppm 250, تا 54 درصد موجب کاهش خوردگی شد. جذب هر دو مشتق روی سطح فولاد با ایزوترم لانگمیر مطابقت داشت. محاسبه انرژی آزاد استاندارد جذب نشان داد که جذب هر دو مشتق روی سطح فولاد از نوع شیمیایی است. با توجه به شیب‌های منحنی تافل و پتانسیل‌های تعادلی, مکانیزم حفاظتی هر دو بازدارنده از نوع مختلط تعیین شد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Benzimidazole Derivatives as Corrosion Inhibitors for Carbon Steel in Hydrochroric Acid Solution

چکیده [English]

Carbon steel has been widely used in oil and petro-chemical industries, and thus, its corrosion is one of the serious problems encountered in these industries. Application of corrosion inhibitors can be considered as an effective way to reduce the degradation of equipment in these industries. Benzimidazole derivatives are   heterocyclic organic compounds, which can be used successfully as corrosion inhibitors for carbon steel in acidic media. In this study, the inhibitive properties and adsorption ability of two derivatives of benzimidazole, namely 2-mercaptobenzimidazole and 2- methylbenzimidazole, as well as their effect on corrosion resistance of carbon steel in 1M HCl solution was investigated. The potentiodynamic polarization readings were carried out in HCl solution containing inhibitor concentrations of 0, 50, 100, 150, 200 and 250 ppm. The results showed that the 2-mercaptobenzimidazole was more efficient than 2-methylbenzimidazole. The 2-mercaptobenzimidazole decreased the corrosion rate of carbon steel 88% at 250 ppm, while this value was 54% for 2- methylbenzimidazole at the same concentration. The adsorption of both inhibitors obeys the Langmuir isotherm. The standard free energy of adsorption calculated for both derivatives indicated on physical adsorption. By considering the Tafel slops and equilibrium potentials, the inhibition mechanism of both inhibitors was estimated to be of mixed type.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Benzimidazole
  • Inhibitor
  • Corrosion
  • Carbon Steel

[1] Benali O., Larabi L., Traisnel M., Gengembre L. & Harek Y., “Electrochemical,theoretical and XPS studies of 2-mercapto-1-methylimidazole adsorption on carbon steel in 1 M HClO4”, Applied Surface Science, Vol. 253, pp. 6130-6139, 2007.

[2] Migahed M.A., Abd-El-Raouf M., Al-Sabagh A.M. & Abd-El-Bary H.M., “Effectiveness of some non ionic surfactants as corrosion inhibitors for carbon steel pipelines in oil field”, Electrochimica Acta, Vol. 50, pp. 4683-4689, 2005.

[3] Cruz J., Martinez R., Genesca J. & Garcia-Ochoa E., “Experimental and theoretical study of 1-(2-ethylamino)-2-methylimidazoline as an inhibitor of carbon steel corrosion in acid media”, Journal of Electroanalytical Chemistry, Vol. 566, pp. 111-121, 2004.

[4] Migahed M.A. & Nassar I.F., “Corrosion inhibition of Tubing steel during acidization of oil and gas wells”,                 Electrochimica Acta, Vol. 53, pp. 2877-2882, 2008.

[5] Khalifa M.A., El-Batouti M., Mahgoub F. & Bakr Aknish A., “Corrosion inhibition of steel in crude oil storge tanks”, Materials and Corrosion, Vol. 54, pp. 251-258, 2003.    

[6] Wang L., “Evaluation of 2-mercaptobenzimidazole as corrosion inhibitor for mild steel in phosphoric acid”,              Corrosion Science, Vol. 43, pp. 2281-2289, 2001.       

[7] Popova A., Christov M., Raicheva S. & Sokolova E., “Adsorption and inhibitive properties of benzimidazole derivatives in acid mild steel corrosion”, Corrosion Science, Vol. 46, pp. 1333-1350, 2004.

[8] Amar H., Tounsi A., Makayssi A., Derja A., Benzakour J. & Outzourhit A., “Corrosion inhibition of Armco iron by 2-mercaptobenzimidazole in sodium chloride 3% media”, Corrosion Science, Vol. 49, pp. 2936-2945, 2007.

[9] Khaled K.F., “The inhibition of benzimidazole derivatives on corrosion of iron in 1M HCl solutions”,                                        Electrochimica Acta, Vol. 48, pp. 2493-2503, 2003.

[10] El Ashry H., El Nemr A., Essawy S.A. & Ragab S., “Corrosion  inhibitors  part V: QSAR of benzimidazole and 2-substituted derivatives as corrosion inhibitors by  using the quantum chemical parameters”, Progress in Organic Coatings, Vol. 61, pp. 11-20, 2008.

[11] Bereket G., Hür E. & Ögretir C., “Quantum chemical studies on some imidazole derivative as corrosion                        inhibitors for iron in acidic medium”, Journal of Molecular Structure (THEOCHEM), Vol. 578, pp. 79-88, 2002.

[12] Avci G., “Corrosion inhibition of indole-3-acetic acid on mild steel in 0.5 M HCl”, Colloids and Surface A, Vol. 317, pp. 730-736, 2008.

[13] Solmaz R., Kardas G., Culha M., Yazici B. & Erbil M., “Investigation of adsorption and inhibitive effect of 2-mercaptothiazoline on corrosion of mild steel in hydrochloric acid media”, Electrochimica Acta, Vol. 53, pp. 5941-5952, 2008.