Інгібітор корозії маловуглецевистих сталей кнб-зп для замкнутих охолоджувальних водних систем

1 Іннбітор корозії маловуглецевих стапей КНБ-ЗП для замкнутих охолоджувальних водних систем що включає поліфосфат-хромат-цинкову який відрізняється тим, що компоненти композиції фосфат аніон хромат-анюн цинк-катюн мають співвідношення *5 З 1. при цьому вій додатково містить 1 •• 10% вагових по+ верхнево активної речовини та 0,5 + 5% ча(ових органічною юмплексоутворгавача 2 Інгібітор по п 1, який відрізняється тим, що як почерхнево-активну речовину він МІСГИІЬ блоксополімер OP-СИДІВ етилену і пропілену, а як органічний комппессоутБорювач - дізд/шніовкй зепе,нии Винахід відноситься до хімічних методш захисту від корозії мета пічного обладнання та комунікацій замкнутих рециркуляційних охолоцжувальних водних систем ВІДОМИЙ інгібітор корозії «орних металів в водних середовищах - нітрит натрію (МаМОг) [Путилова И Н , Баладин С А , Баранник В П Metallic СОІІОЬЮП Inhibition, New-York 1960, Інгібітор Nalko 8539, Сотр Nalko Chemikal АБ, Lagenvagen, 4, 136 ЗО Hanmge] відноситься до інгібіторів, яці створюючи оксидні плівки на поверхні металу в присут но'„ті кисню переводять ИОЇО в пасивний стан Б той же час №МОг, як інгібітор має ряд суттєвих недоліків які різко знижують можливість його використання для вищевказаної мети Основні недоліки NaNOs - забезпечення надійного захисту від корозії тільки при дуже високих концентраціях (до 4 г/дм3) і суворому дотриманні рН 9-10 для чого в систему охолодження необхідно додавати окрім інпбігора, значні КІЛЬКОСТІ лугів таких як NaOH чи КОН стимуляція локальних різновидів корозч (пітингова виразкова, щільова, міжкристзлгтна тощо) при зниженні концентрації інибітора в системі нижче критичної {100 - 150 мг/дм3) причому швидкість локальної корозії в даному аипадку перевищує швидкість загальної корозії а 10-15 разів обов'язковість введєілня в систему бюцидних препаратів для попередження бюобростання та виникнення біохімічних різновидів корозії, - дуже висока токсичність що зумовлює великі матеріапьні витрати на охорону праці кокст рукційне t технологічне оснащення промесу s ме -,аю утилізації і захоронения відпрацьованих водних розчинів в спеціальних сховищах позаяк РИ киди залишків NaNO^ в СТІЧНІ ВОДИ категорично за бороняються - необхідність організації та проведення комплексу спеціальних технічних заходів по :>а побіганню витжань охолоджувагьиоі води що wcтить NaNO? через флянцеві з'єднання, ущільнення гадвижхи ющо і оперативно^ тз кваліфікованому знешкодженню шкідливих ХІМІЧНИХ речовин (нітрит, луги, бюцид), коли витікання все іч відбупося (наприклад при шарп, ревізії насосів, ремонті і т п ) Проведення вказаних заходів необ>ідне, перш за все тому що нітрит натрію є окислювачем і при висиханні на повітрі може Сіати пзичиното самозагоряння спецодягу, гамчір'р та інших допоміжних текстильних матеріалів, які використовують в технопопчних процесах Більш близькими до винаходу інгібіторами корозії взятиіми іа поототип є композиції на основі поліфосфатів хроматів і солей цинку у співвідношенні (в перерахунку на аніони PO, що включає поліфосфат-хромат-цинкову композицію, новим є те, що компоненти композиції фосфат-аніон, хромат-аніон, цинк-катюн мають співвідношення 15-3*1 відповідно, при цьому він додатково містить 1-10 вагових поверхнево-активноі речовини та 0,5 - 5 0% вагових органічного комплексоутворювача В якості поверхнево-активної речовини та органічного комплексоутворювача він може містити блок-сополімер оксидів етилену і пропілену та діамантовий зелений, відповідно Введення в охолоджувальну воду такої композиції забезпечує: - більш високі ступені захисту металевого обладнання, виготовленого із маловуглецевистих сталей, завдяки синергетичній дії усіх компонентів КОМПОЗИЦІЇ . - ефективний і довгостроковий захист від локальних видів корозії' і "заліковування" міжкристапітних літингів та пошкоджень, які утворились на поверхні металу при його виплавці, подальшій обробці, монтажі обладнання тощо, - більш високу стабільність захисної плівки на поверхні металу, що захищається при коливанні параметрів в системі охолодження, таких як температура, рН середовища, швидкість потоку, що приводить до підвищення її твердості по БреНЄЛЮ", - суттєве зниження в системі робочо* концентрації1 найбільш токсичного компонента - хромат-анюнз (до 15 мг/дмя), що автоматично вирішує проблему утилізації відпрацьованих охолоджувальних розчинів шляхом їх безпечного дренування після ІОНІТНОІ" обробки в загальнозаводську систему зворотного водопостачання ДЛЙ підтвердження ефективної захисної дії інгібітора корозії КНБ ЗП були проведені наступні експерименти* Захисні властивості розробленої композиції, окремих м компонентів та композиції, взятої за прототип, досліджували масометричниги методом, суть якого полягає у визначенні втрати маси споціапьиих взірців-свідків із маповугпецевистоі сталі У8Г, яка використовується для виготовлення обладнання та трубопроводів замкнутих рециркупяційних охолоджувальних водних систем, наприклад, в металургійній промисловості. Склад такої сталі (по даних лабораторії ВАО "Дніпроспецстзль"). С -0,84%; Мп - 0,38%; Si 0,20%; Сг - 0,09%; W,V,Mo - 0,01%. Для роботи виготовляли взірці-свідки прямокутної форми з загальною площею 6,3-6,5 см , у верхній частині взірця просвердлювали отвір для можливості надійного закріплення його в корозійному середовищі під час випробувань. ПОСЛІДОВНІСТЬ ПІДГОТОВКИ взірців-свідків до випробувань - механічна очистка взірця від слідів корозії, окалини, тощо (протерти гумовим ластиком і зубним порошком чи "віденським вапном"), - промивка проточного та дистильованою еодою, - висушування при 105°С впродовж 1 год І охолодження в ексикаторі; - обезжирення та обезводнення ацетоном, - зважування взірця на аналітичних терезах з точністю ±0,0001 г Підготовлені таким чином до випробувань взірці-свідки зберігали в ексикаторі над СаС!г. На термін випробуаань взірці-свідки завішували безпосередньо в корозійне середовище, в якості якого слугувала дистильована вода, стабілізована фільтруванням через мармуровий щебінь середнього діаметру 5 - 10 мм для видалений двоокису вуглецю, з рН 6,5 - 8,0 і загальною жорсткістю не вище 0,6 мг • екв/дм3 Температуру корозійного середовища при проведена досліджень утримували циклічно в межах 20-22°С і 55-65°С. Термін експозиції складав 168 годин (в т.ч при температурі 55-65"С - 48 годин), а швидкість потоку (±1м/с) забезпечували перемішуванням магнітною мішалкою. ПОСЛІДОВНІСТЬ обробки при знятті взірцівсаідків. - обробка розчином йодидів в концентрованій соляній кислоті для видалення продуктів корозії (не більше 5 хаилин), - промивка проточною та дистильованою водою і сушка, - зважування та розрахунок швидкості корозії. Розрахунок швидкості корозії проводили по формулі: . ДР 1,1377 , . t = мм / рік. k Si де А Р - втрата маси взірця-свідка, г; S - загальна площа пластини, м 2 ; х - термін експозиції, год ; 1,1377 - коефіцієнт для перерахунку. Були проведені також металографічні дослідження зразків-свідків, фотознімки мікрошліфів нетравлених поверхонь яких, зроблені за допомогою металографічного мікроскопа ММР-2П, наведені на рисунку. На фіг 1 зображено мікрошліф 39597 взірця, підготовленого до випробувань, на фіг 2 мікрошліф взірця після випробувань без добавок інпбітора, на фіг 3 -мікрошліф взірця після випробувань з добавкою неорганічно? композиції, на фіг 4 - мікрошліф взірця після випробувань з цобавкою композиційного ркпбітора КНБ-ЗП Розглянемо результати корозійних випробувань, які наведен» в таблиці в КІЛЬКОСТІ 20 прикладів, і результати металографічних досліджень Як видно з таблиці, поліфосфат-хромат-цинкоаа композиція по проготигу в умовах випробувань (див п 2) не забезпечує належних ступенів захисту від корозії маловуглецевистих сталей {Z98%), глибина пітинпв не перевищує 50,2 мк, причому в даному випадку нові пітинги не утворюються, а лише "заліковуються" старі (див знімок 4) ТІ, ЯКІ ВИНИКЛИ В МІСЦЯХ по верхневих пошкоджень металу іще до випробувань {див знімки 1,2) Зростає і твердість металу взірців СВІДКІВ, які захищали від корозії композицією що заявляється, визначена по Брєнепю Так, до випробувань твердість взірців, становила 4J0 НВ, а після випробувань - 460 НВ Композиція ЩО заявляється є інгібітором синергетичної дЛ, тобто спігьна захисна діл ycsx компонентів (див п 13) набагато перевищує протикорозійну дію кожного компонента, взятого окррмо (див п п 3 7 та п п 16-20), а також композицій попарних (див п п 8-Ю) т і потрійно? {див п 11) сумішей основних компонентів Захисна дія розробленого інгтбітопа корозії маловуглєцевиотих стапей КНБ-ЗП для охолоджувальних водних систем стабільна при зміні ряду технологічних параметрів охолоджувальної води, таких як рН (6 5 9 0), температура (10-90"С), швидкості потоку (1-3 м/с) тощо Маючи детергентно-диспергуючі та миючі властивості, інгібітор КНБ-ЗП, який заявляється, попереджає відкладення на поверхні металу, важ корозчинних продуктів корозії та накипоутворення, шр є його дуже суттєвою перевагою перед аналогами, а зменшення робочої концентрації по хромат-юну знижує екологічний ризик Результати корозійних випробувань взірців-свідкіа зі етапі У8Г в дистильованій воді (Жзаг = 0.6 м г екв/дм 3 , рН=6,8-8,0) з різними добавками Добавка, мг/дм3 N9 п/п Швидкість корозії, IK, мм/год Коеф-т Ступінь гальм., ft разів захисту Примітки z.% ТОЛ СгОЛ Zn1* ПМ' БЗ 1 2 з 4 5 6 7 8 9 1 0,4050 2 7 20 4 0,0810 5,0 • 80,0 3 60 • 0,2531 1,6 36,4 4 12 0,2382 1,7 39,4 5 4 0,3682 1.1 13,9 6 10 0,3375 1,2 18,0 7 1 0,3115 1,3 22,2 8 60 12 • 0,0279 14,5 93,0 Чиста поверхня з пітингами до 80 мк 9 60 4 0,0314 12,9 92,3 Чиста поверхня, білий осад в розчині 10 12 4 0,0794 5,1 82,0 11 60 12 4 * 0,0314 12,9 92,3 МІжкристалітна корозія, пітинги до 60 мк 12 60 12 4 to 0,0140 29,0 96,6 Незначна міжкристалітна корозія 13 60 12 4 10 1 0,0060 67,0 98,5 "Залікованґпіттинги. Заявляється (КНБ - ЗП) ' 10 Міжкристаліт. корозія, пітинги до 84 мк, підвищена токсичність розчину (прототип) со СО ел да Продовження таблиці 1 2 3 4 5 6 7 S 3 14 40 12 4 10 1 0,0862 4,7 79,0 15 20 12 4 10 1 0,0826 4,9 79,7 16 87 0,1038 3,9 74,9 17 87 0,0157 25,7 93,1 18 87 0,2131 1,9 46,6 19 87 0,1928 2,1 52,0 20 0,3115 t,3 21,4 * Неіоногенне ПАР " Комплексоутворювзч • 37 10 Висока токсичність CO сл 39597 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна. 88000, м Ужгород вул Гагзріна, 101 (03122) 3 - 72 - 89 (03122) 2 - 5 7 - 0 3