Большое внимание в своих исследованиях С. А. Балезин уделял способам и условиям применения ингибиторов атмосферной коррозии. Так, он во многом содействовал внедрению разработанного В. Т. Нетребой способа консервации трубопроводов и другого судового оборудования с помощью «ингибированного воздуха». Ингибированным воздухом называется подогретый в сублиматоре до определенной температуры воздух, насыщенный парами летучего ингибитора. При прохождении ингибированного воздуха по внутренним полостям оборудования и контакте паров ингибитора с холодной поверхностью металла на последней происходит ресублимация ингибитора, который и оседает на нем сплошным слоем. Исследования позволили выбрать оптимальный режим работы сублиматора для консервации оборудования. Сейчас этот способ используется не только на судах морского и речного флота, но и при консервации внутренних замкнутых полостей различного оборудования [260, 264, 356].
Одним из способов защиты металлов от атмосферной коррозии является нанесение на поверхность изделий консистентных смазок или жидких масел. Защитное действие их сравнительно невелико: все они растворяют кислород, обладают паро- и водопроницаемостью, вследствие чего на поверхности металлов через какое-то время под слоем смазки образуется пленка влаги (электролита) и начинается коррозионный процесс. В работах С. А. Балезина и Г. Б. Ротмистровой было предложено вводить в смазки и масла водорастворимые ингибиторы атмосферной коррозии: карбонат моноэтаноламина, беизоатный буфер [140, 141, 145]. В результате экстрагирования ингибитора из слоя смазки на металле образуется водная пленка, содержащая ингибитор и защищающая металл от коррозионного разрушения. Исследователи разработали также способы введения водорастворимых ингибиторов в масла и смазки. Под руководством С. А. Балезина подбирались эффективные эмульгаторы, разрабатывались способы эмульгирования с помощью быстроходной мешалки и ультразвука. Применение ультразвука было новым интересным решением этого вопроса. В результате работ были рекомендованы в практику ингибированные смазки различного состава, обладающие высокими защитными свойствами. Так, пушечная смазка, содержащая ингибитор — карбонат моноэтаноламина, снижает скорость коррозии черных металлов в 20 раз по сравнению с неингибированной смазкой. Вазелиновое и трансформаторное масла с тем же ингибитором снижают скорость коррозии черных металлов в 10 раз. Масла и смазки, включающие в качестве ингибитора коррозии бензоатный буфер, оказались эффективными для защиты латуней от коррозии и коррозионного растрескивания. Разработанные на кафедре МГПИ ингибированные масла и смазки нашли применение на предприятиях Москвы, Ленинграда и ряда других городов.
Особый интерес для техники представляют масла и смазки, добавка в которые антикоррозионных присадок не снижает их рабочие характеристики. Такие рабоче- консервационные материалы на основе присадки АКОР были исследованы на кафедре и в условиях их практического применения [254]. Эти материалы обеспечивают сохранность автотракторной и сельскохозяйственной техники в условиях хранения и не требуют их расконсервации при переводе в рабочее состояние. В настоящее время это перспективное направление защиты металлов от коррозии продолжает успешно разрабатываться.
В середине 60-х годов С. А. Балезии возглавил научную группу по созданию новых антикоррозионных материалов — съемных ингибированных покрытий, обладающих достаточной эластичностью и механической прочностью. За короткий срок такие покрытия были разработаны на основе поливинилацетата — ПВА, этилцеллюлозы — ЭЦ, ацетобутирата целлюлозы — АБЦ. Наиболее эффективными оказались покрытия на основе ЭЦ (покрытия серии «ЗИП»), АБЦ, и ПВА, которые обеспечивают длительную защиту (5—15 лет) изделий из стали и некоторых цветных металлов. За разработку покрытия серии «ЗИП» С. А. Балезин с сотрудниками был удостоен медалей ВДНХ. Работа по созданию покрытия на основе ПВА также удостоена медали ВДНХ. С 1980 г. покрытие «ЗИП» выпускается промышленностью. Работы по созданию новых антикоррозионных покрытий успешно продолжаются в МГПИ им. В. И. Ленина Л. Б. Лайхтером, Е. 3. Земсковой и др.
При разработке съемных ингибированных покрытий был выполнен большой комплекс исследовательских работ: подбор пластификаторов и ингибиторов, способов их введения для получения совместимости добавок с основой. Изучалась зависимость физико-механических свойств покрытий от содержания пластификаторов.
Важным этапом при разработке защитных покрытий является выбор ингибиторов и исследование их влияния на физико-химические свойства покрытий: влагопоглощение и паропроницаемость. «Покрытие должно быть датчиком ингибитора», — считал С. А. Балезин, имея в виду, что пленка должна постоянно выделять ингибитор на поверхность металла.
В качестве ингибиторов было исследовано большое количество водо- и маслорастворимых веществ. Высокие защитные свойства в покрытиях на основе АБЦ были получены с синтетическими жирными кислотами (СЖК) фракции С20 и выше, а также мылами тяжелых металлов.
Первые из созданных покрытий содержали ингибиторы коррозии черных металлов. Медь и ее сплавы, а также другие цветные металлы долгое время защищать покрытием не удавалось. Ряд ингибиторов черных металлов, вводимых в покрытие, выступали стимуляторами коррозии цветных металлов. Используя опыт применения смесей ингибиторов для совместной защиты черных и цветных металлов в водных средах и водомасляных эмульсиях, С. А. Балезин с сотрудниками получил универсальные покрытия («ЗИП-У») для защиты сложных изделий с деталями из разных металлов,
Широкое внедрение ингибиторов атмосферной коррозии и ингибированных материалов в практику консервации металлических изделий на предприятиях различных отраслей промышленности много лет тормозилось отсутствием соответствующей документации. В середине 60-х годов коллективом специалистов разных организаций по инициативе и при непосредственном участии С. А. Балезина были разработаны Общемашиностроительные типовые и руководящие материалы (ОМТРМ) «Консервация машин, оборудования, приборов, инструмента и запасных частей». Эта работа имела большое практическое значение и была удостоена медалей ВДНХ. ОМТРМ послужили основой для разработки первого Государственного стандарта на консервацию металлических изделий—ГОСТ 13168—69 «Консервация металлических изделий (включая крупногабаритные)», введенный в действие Постановлением Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР от 11 августа 1969 г.
ГОСТ был разработай Всесоюзным научно-исследовательским институтом стандартизации совместно с кафедрой общей и аналитической химии МГПИ им. В. И. Ленина. Благодаря энергии и усилиям С. А. Балезина был создан авторский коллектив, в который вошли сотрудники кафедры Э. Г. Зак, Н. Г. Ключников и ведущие специалисты по консервации изделий С. А. Гинцберг, В. М. Поддубный и др. И хотя С. А. Балезин в период создания ГОСТа находился в Индии, его роль в подготовке этого документа несомненна.
Разработка ингибиторов коррозии для защиты металлов в неводных средах
С. А. Балезин и Л. В. Бабич, вероятно, были первыми в нашей стране исследователями коррозии и защиты металлов в неводных средах [104]. Совместно с В. М. Чистяковым ими были изучены факторы, влияющие на механизм и кинетику разрушения стали в четыреххлористом углероде [154, 156, 173, 177]. Оказалось, что этот процесс начинается только при 20%-ной влажности продукта и что одним из определяющих факторов этого процесса является наличие в среде кислорода. Другим действующим фактором, особенно в начальной стадии процесса, был назван хлороводород, образующийся как конечный продукт гидролиза четыреххлористого углерода.
Исследователи отметили три периода процесса коррозии металла в условиях постоянного притока влаги извне — индукционный, фазовоповерхностный и гидролитический. Для индукционного периода характерны следующие процессы: конденсация влаги на поверхности стали, каталитический гидролиз CCl4, начало разрушения оксидной пленки продуктами гидролиза и начало функционирования гальванических пар типа пленка—пора. От соотношения этих процессов зависит продолжительность данного периода.