Інгібітор корозії та солевідкладення для теплообмінних систем

Інгібітор корозії та солевідкладення для теплообмінних систем, що містить тетраборат натрію, метасилікат натрію, трилон Б, нітроген і сульфур 3 62617 дії в результаті утворення осадів на теплопровідній поверхні та продуктів розкладу композиції при експлуатації в умовах високих температур (110130°С), що звужує область її використання. Крім того, дана композиція має в складі оксиди важких металів, що небезпечно для навколишнього середовища. Таким чином, використання даної композиції не забезпечує надійного теплообміну при експлуатації теплонапружених високофорсованих двигунів. В основу корисної моделі поставлено завдання створення інгібітора, який ефективно запобігає корозії конструкційних сплавів на основі заліза, міді та алюмінію, поліметалічних сполук двигунів, а також запобігає утворенню осадів на теплонавантажених поверхнях (120-130°С) при використанні жорсткої природної води в системі охолодження ДВЗ. Крім того, цей інгібітор має бути нетоксичним та не містити сполук важких металів (Cr, Mo, W та інші). Поставлене завдання досягається тим, що до складу інгібітора корозії та солевідкладення, що містить тетраборат натрію, метасилікат натрію, трилон Б, нітроген і сульфурпохідну бензолу, згідно корисної моделі, додатково введено бензоат натрію, натрієві солі суміші насичених двоосновних кислот виробництва адіпінової кислоти, нітрит натрію, поліамінометиленфосфонат натрію і четвертинну амонійну сіль у такому співвідношенні компонентів, %: тетраборат натрію 18,0-18,5 метасилікат натрію 19,5-20,0 трилон Б 1,6-1,9 нітрит натрію 4,8-5,0 бензоат натрію 20,0-30,5 натрієві солі суміші насичених 18,3-28,8 4 двоосновних кислот поліамінометиленфосфонат натрію 0,5-0,9 нітроген і сульфурпохідні бензолу 3,2-3,9 четвертинна амонійна сіль (триетилбензиламоній бромід) 2,2-2,6. Інгібітор додається до охолоджувальної рідини у кількості 1,5-2,5% за масою. Введення бензоату натрію та відходів виробництва адіпінової кислоти - натрієвих солей суміші насичених двоосновних кислот, в присутності невеликої кількості нітриту натрію підвищує захисну дію інгібітора відносно залізовмісних сплавів - чавуну та сталі, а також алюмінію. Використання натрієвих солей суміші насичених дикарбонових кислот підвищує стабільність охолоджувальної рідини в умовах експлуатації її при високих температурах. Інгібітор в своєму складі має четвертинну сіль амонію (триетилбензиламоній бромід), яка забезпечує найбільш оптимальний розподіл електродного потенціалу по поверхні поліметалічної конструкції та придає бактерицидну функцію інгібітору корозії. Крім того, поліамінометиленфосфонові похідні запобігають відкладенню солей на теплопровідній поверхні. Таким чином, при взаємодії всіх компонентів композиції відбувається синергетичний ефект, за допомогою якого досягається рішення поставленого завдання. Корозійні випробування проводили прискореним методом в термостаті протягом 15 діб. Режим випробувань: 8 год. при 92±1°С; 16 год. при 2022°С на трьох варіантах складів захисної композиції (табл.1). В якості агресивного середовища ви3 користовували водний розчин складу, мг/дм : натрію сульфат - 148 ; натрію хлорид - 165; натрію гідрокарбонат - 138. Таблиця 1 Склад дослідних зразків Вміст компонентів, мас % Компонент композиції тетраборат натрію метасилікат натрію трилон Б нітрит натрію бензоат натрію натрієві солі суміші насичених двоосновних кислот (ТУ9.24.2.33270581003.2005) поліамінометиленфосфонат натрію нітроген і сульфурпохідні бензолу(меркаптобензтиазол) четвертинна амонійна сіль Зразки металів збирали в пакети по п'ять штук в такій послідовності: фторопластова шайба; зразок з міді; латунна шайба, зразок з латуні; фторопластова шайба, зразок зі сталі; стальна шайба; зразок з чавуну; стальна шайба, алюмінієвий зразок; фторопластова шайба. В якості тримача зраз І 18,5 19,5 1,6 5,0 20,0 II III 18,0 20,0 2,0 5,2 30,5 18,2 19,8 1,9 4,8 25,8 28,8 18,3 23,2 0,5 0,9 0,5 3,9 3,5 3,2 2,2 1,6 2,6 ків використовували латунну шпильку, на яку для захисту від електричного контакту між зразками та шпилькою надівали трубку з полімерного електронепровідного матеріалу. Даний пакет зразків добре імітував електричні контакти металів, які використовуються в реальному двигуні. 5 62617 В доповненні до цього проводили випробування зразків у водяному насосі спеціального двигуна, де імітувались умови експлуатації в режимі кавіта 6 ції. Результати випробувань приведені в табл. 2. Таблиця 2 Порівняльні захисні характеристики охолоджувальних рідин 2 Захисні характеристики г/м *год. Охолоджувальна рідина Найближчий аналог Запропонована композиція, І, II, III Концентрація композиції, % 2 1,5 2,0 2,5 латунь Як видно з табл. 2, запропонований інгібітор виявляє надійні захисні властивості від корозії та солевідкладення при захисті систем охолодження теплонавантажених двигунів. Технологія отримання охолоджувальної рідини складається в розчиненні у воді компонентів інгібітора. Приклад 1 Інгібітор готують розчиненням компонентів у воді у вигляді пігулки при такому вмісті компонентів, %: тетраборат натрію 18,5 метасилікат натрію 19,5 трилон Б 1,6 нітрит натрію 5,0 бензоат натрію 20,0 натрієві солі суміші насичених двоосновних кислот (ТУ 9.24.1 33270581 003.2005) 28,8 поліамінометиленфосфонат натрію 0,5 меркаптобензтиазол 3,9 четвертинна амонійна сіль 2,2 Інгібітор додають до охолоджувальної рідини у кількості 1,5% за масою. На поверхні зразків відсутнє солевідкладення, швидкість корозії наведена у таблиці 2. Приклад 2 Інгібітор готують розчиненням компонентів у воді у вигляді пігулки при такому вмісті компонентів , %: тетраборат натрію 18,0 метасилікат натрію 20,0 трилон Б 2,0 нітрит натрію 5,2 бензоат натрію 30,5 натрієві солі суміші насичених двоосновних кислот (ТУ 9.24.1 33270581 003.2005) 18,3 поліамінометиленфосфонат натрію 0,9 меркаптобензтиазол 3,5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський сталь чавун алюміній 0,008 0,004 0,005 0,002 0,003 0,001 0,0015 0,002 0,0004 0,0003 0,0002 0,0001 0,004 0,001 0,002 0,0015 мідь 0,015 0,001 0,002 0,0025 четвертинна амонійна сіль 1,6 Інгібітор додають до охолоджувальної рідини у кількості 2,0% за масою. На поверхні зразків відсутнє солевідкладення, швидкість корозії їх наведена в таблиці 2. Приклад 3 Інгібітор готують розчиненням компонентів у воді у вигляді пігулки при такому вмісті компонентів, %: тетраборат натрію 18,2 метасилікат натрію 19,8 трилон Б 1,9 нітрит натрію 4,8 бензоат натрію 25,8 натрієві солі суміші насичених двохосновних кислот (ТУ9.24.1 33270581 003.2005) 23,2 поліамінометиленфосфонат натрію 0,5 меркаптобензтиазол 3,2 четвертинна амонійна сіль 2,6 Інгібітор додають до охолоджувальної рідини у кількості 2,5% за масою. На поверхні зразків відсутнє солевідкладення, швидкість корозії наведена в таблиці 2. Аналіз результатів корозійних випробувань, а також стендових випробувань зразків свідчить про високий рівень захисної дії запропонованої композиції до процесів корозії та солевідкладень при температурі теплопередаючої стінки 110-130°С. Запропонована композиція є нетоксичною і не містить в складі іонів важких металів. Джерела інформації: 1. Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений: Справочник в 2-х томах / Под ред. А.А. Герасименко - М.: Машиностроение, 1987 - 688 с. 2. Патент України на корисну модель № 45971 «Інгібітор корозії та солевідкладення» C23F 11/04, 2009 р.(найближчий аналог). Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601