Інгібуючий склад для захисту системи охолодження двигунів внутрішнього згоряння від корозійних, корозійно-механічних, кавітаційних руйнувань та накипоутворень

Інгібуючий склад для захисту системи охолодження двигунів внутрішнього згоряння від корозійних, корозійно-механічних та кавітаційних руйнувань, що містить продукт взаємодії C2 1 3 довговічності деталей трактів охолодження від корозійних і корозійно-механічних руйнувань, а також запобігти утворенню шламовідкладень на металевих поверхнях систем охолодження, що знижує енергоємність устаткування. Утворення відкладень (осад білого кольору - алканоламінфосфати) у системах охолодження, а також при зливі охолодної рідини й зберіганні її в міжопераційний період є наслідком розкладання з бігом часу самого складу, що інгібує. Крім того, при нетривалому зберіганні (менш 3-х місяців) у складі [6] при обраних співвідношеннях компонентів у результаті прояви закону співосадження випадає в осад комплект солей молібдатов і нітратів, труднорозчинних у воді. Все це значно знижує його захисні здатності. Найбільш близьким до заявляемого інгібітору є водний склад [5] прийнятий нами за прототип. Водний склад [5] містить продукти взаємодії алканоламіну ортофосфорної кислоти й гліцерину, борат натрію, молібдат натрію, бензотриазол, 4,4дигідрокситрифенілметил-2 сульфонат і воду при наступному кількісному співвідношенні компонентів (мас. %): Продукт взаємодії алканоламіну, ортофосфорної кислоти й гліцерину 5-15 Борат натрію 1-3 Молібдат натрію 2-3 Бензотриазол 0,5-1,5 4,4-дигідрокситрифенілметил-2 сульфонат 0,02-0,06 Вода решта. Недоліком цього складу є його нездатність збільшити довговічність і забезпечити високий ступінь захисту металевої поверхні деталей трактів охолодження, від корозійно-механічних руйнувань за допомогою формування подвійного електричного шару з мінімальним зарядом на охолоджуваних поверхнях через утворення на них шламовідкладень і накипоутворень. При тривалому застосуванні зазначеного складу на охолоджуваних поверхнях утворюється білий осад алканоламінофосфатів і накипу. Метою цього винаходу є підвищення захисних властивостей інгібітору від корозійно-механічних руйнувань (при знакозмінних і статичних навантаженнях) збільшення довговічності устаткування за допомогою формування подвійного електричного шару з мінімальним зарядом, підвищення антинакипних властивостей інгібітору, виключення його схильності до шламовідкладень і утворення осадів на металевій поверхні деталей трактів охолодження. Поставлена мета досягається тим, що інгібітор, який складається із продукту взаємодії алканоламіну ортофосфорної кислоти й гліцерину, борату натрію, молибдату натрію, бензотриазолу, 4,4-дигідрокситрифенілметил-2 сульфонату і води, додатково містить силікат натрію й оксіетілидендифосфоновонової кислоти при наступному кількісному співвідношенні компонентів (мас.%): Продукт взаємодії алканоламіну, ортофосфорної кислоти й гліцерину 20-30 91432 4 Борат натрію 10-15 Молібдат натрію 4-7 Силікат натрію 0,15-0,25 Бензотриазол 1,5-3 4,4-дигідрокситрифенілметил-2 сульфонат 0,001-0,002 Оксіетілидендифосфоновонова кислота 0,005-0,015 Вода решта. Порівняльний аналіз із прототипом дозволяє зробити висновок про те, що композиція відрізняється від відомого введенням нових компонентів і зміною співвідношень відомих, що забезпечує складу такі властивості, які він проявляє в заявленому рішенні. Приклад готування композиції, у плоскій колбі нВ 1л змішували 75мл алканоламіну 28мл ортофосфорної кислоти й 24мл гліцерину, потім суміш нагрівали при постійному перемішуванні до 100 120°С і витримали при цій температурі 2,5-3 години. Суміш прохолоджували до 80°С і при постійному перемішуванні додавали: 15мл дистильованої води, 100мл борату натрію, 15мл бензотриазолу 40мл молібдату натрію, 0,01мл дигідрокситрифенілметил-2 сульфонату. Після охолодження при перемішуванні додали 0,05м фосфонату (ОЭДФ), потім додають 1,25% розчин силікату натрію (1,5мл силікату натрію розчиненого в 120мл дистильованої води), розчин доводили до 1л дистильованою водою й відфільтрували через паперовий фільтр. Склад уводять у кількості переважно 0,4-1,0% від загальної маси робочої рідини. Робочий діапазон температур становить 10-90°С. Застосування запропонованого складу забезпечує: - підвищення механохімічної і термодинамічної міцності металів шляхом формування на поверхні металу в системі метал-охолоджуючої суміші подвійного електричного шару з мінімальним зарядом і пасивних плівок окремими компонентами і їхніми сумішами, що проявляють синергетичний ефект; - підвищення кавітаційної міцності за рахунок гідроізоляції поверхні металу адсорбційною плівкою колоїдного характеру, утвореної компонентами композиції; - зменшення енергії схлопивання кавітаційних пухирців і механічного інгібірування кавітаційної ерозії металів за допомогою утворення высокомолекулярної грузлої адсорбційної плівки за участю всіх компонентів композиції; - запобігання накипоутворень в трактах охолодження; - збільшення довговічності заявляємого складу шляхом запобігання його руйнування з бігом часу в результаті синергетичного ефекту за рахунок використання бензотриазолу, силікату й оксиду етилідендифосфонової кислоти, а також співвідношення компонентів заявляемої композиції: Для експериментальної перевірки заявленої композиції було виготовлено кілька складів, методи яких були описані вище. Склади наведені в таблиці 1. 5 91432 6 Таблиця 1 Приклади складів пропонованого інгібітору для захисту від корозії, корозійно-механічних руйнувань (при знакозмінних і статичних навантаженнях) і запобігання накипоутворень № 1 2 3 4 5 6 7 8 Склад в % маси. Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Компоненти Продукт взаємодії алканоламіну, ортофосфорної кислоти й гліцерину Борат натрію Молібдат натрію Силікат натрію Бензотриазол 4,4-дигідрокситрифенілметил-2-сульфонат Оксіетилідендифосфонова кислота Вода Для експериментальної перевірки були приготовлені охолодні суміші, що складаються із заявляємої композиції, від 0,3 до 1,2% маси і прісної води з наступними концентраціями: Загальна твердість, мг/-екв/л 0,6-1,0 рН 6-7 зміст хлоридів, мг/л 80-100 сухий залишок, мг/л 68-105 зміст зважених речовин, мг/л 0,4-4,4. Випробування проводилися з наступних методик. Ступінь захисту металів від корозії і кавітаційної ерозії визначалася гравіметричним методом. Ступінь захисту металів від корозійної утоми визначалася при циклічному навантаженні зразків металу із частотою 50Гц на серійних машинах МУН-6000. Ступінь захисту металів при корозійному розтріскуванні визначалася при статичних навантаженнях на машинах важільного типу. Здатність композиції запобігати накипоутворень й утворення органічних відкладень оцінювалася візуальним спостереженням за утворенням накипу на плоских металевих зразках при їхній витримці в термостаті суміші, що складає з заявляємої композиції, води й добавок наступного складу (мг/л): Хлористий кальцій СаСl2 83,2 Сірчанокислий магній MqSO4 6Н2О 171,0 Двовуглекислий натрій NaHCO 126,0. Для порівняння захисних властивостей заявляємого інгібітору випробовувався склад, обраний як прототип. Результати випробувань викладені в таблиці (див. акт випробувань). Згідно з даними, що приведені у таблиці, кращими є склади, які утримують від 20 до 30 (% мас.) продукту взаємодії алканоламіну, ортофосфорної кислоти і гліцерину, від 10 до 15% борату натрію, від 4 до 7% молібдату на Комп’ютерна верстка М. Ломалова 20 25 30 10 4 0,15 1,5 0,001 0,005 інше 10 5 0,2 2,0 0,001 0,010 інше 15 7 0,25 3,0 0,002 0,015 Інше трію, від 0,15 до 0,3% силікату натрію, від 0,15 до 0,30% бензотриазолу, від 0,001 до 0,002% 4,4дигідрокситрифенілметилен 2-сульфоната, від 0,005 до 0,015 оксіетилідендифосфонової кислоти. Зменшення концентрації компонентів нижче зазначеної межі приводить до зниження захисних властивостей інгібітору, а підвищення концентрації вище зазначеної межі практично їх не підсилює. Ці випробування показали, що захисна здатність пропонованого інгібітору значно вище, ніж в інших аналогічних інгібіторів. Застосування пропонованого складу, що інгібує дозволяє збільшити довговічність роботи енергетичних установок в 3-6 разів. Склад виготовлявся в м.Севастополі в 19891992рр., поставлявся для збірних замовлень, для захисту систем охолодження судів: - Севастопольського морського порту - керування тралового флоту - Черноморнефтегаза Результати випробувань позитивні, акти проведених робот є в наявності. Випущений стандарт підприємства "Севморзавод" м.Севастополь на застосування присадки при спеціальній обробці виробів. Випущені технічні умови для промислового виготовлення присадок на заводі "Хімпром" м.Севастополь. Склад демонструвався на виставці досягнень народного господарства м.Москва. Література: 1. US №3932303 кл. 252-389, 13.01.76. 2. US №4172787, Кл. 210-58, 30.10.79. 3. JP №4930626, Кл. 12А82, 14.08.74. 4. JP №4935496, Кл. 12А82, 24.09.74. 5. SU №1056664, 1981 (прототип). 6. SU №1235255, 1984. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601