CS262294B1

CS262294B1 - Směsný inhibitor koroze oceli

Info

Publication number: CS262294B1
Application number: CS878623A
Authority: CS
Inventors: Jitka Ing Csc Nemcova; Eva Ing Cyrusova; Josef Rndr Ing Csc Jizba
Original assignee: Nemcova Jitka; Cyrusova Eva; Josef Rndr Ing Csc Jizba
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1987-11-27
Publication date: 1989-03-14
Also published as: CS862387A1

Abstract

Řeší se složení směsného inhibitoru koroze pro alkalické chloridové roztoky. Inhibitor obsahuje od 10 do 90 % hmotnostních sulfidu a/nebo polysulfidu alkalického kovu s 1 až 5 atomy síry, a od 10 do 90 % hmotnostních fosfátu organické dusíkaté heterocyklické báze s jedním atomem dusíku, například fosfátu chinolinu. Očinek směsného inhibitoru se dále zvýší přídavkem 10 až 50 % hmotnostních pyrokatechinborátu etanolaminu.

Description

Vynález se týká směsného inhibitoru koroze oeexi, zejména pro alkalicé chloridové roztoky, používané při těžbě plynu.

Ocelová těžební zařízení na zemní plyn přicházejí při své funkci do styku s pracovními kapalinami, například tzv, vystrojovací kapalinou. Tyto kapaliny musí mít velkou specifickou hmotnost, aby zabránily úniku zemního plynu vrtem a umožňovaly montáž těžebního potrubí a opravárenské práce při provozu zařízení. Této podmínce vyhovují a jsou proto používány jako vystrojovací kapaliny vodné alkalické roztoky anorganických elektrolytů, například chloridu sodného, chloridu draselného, chloridu vápenatého, chloridu hořečnatého, uhličitanu sodného případně s přídavkem hydroxidu sodného. Tyto vystrojovací kapaliny jsou již samy o sobě agresivní vůči ocelovému povrchu těžebních zařízení, navíc je jejich korozivní působení zvyšováno oxidem uhličitým, přítomným v prostředí těženého zemního plynu. Na povrchu oceli tak vzniká korozní systém ocel - vodný alkalický ro2tok chloridu + oxid uhličitý o proměnné koncentraci, kde dochází k rovnoměrné i nerovnoměrné bodové až důlkové korozi, zvláště při teplotách kolem 80 °C. Chloridové ionty se negativně uplatňují i svým stimulačním účinkem na zhoršení mechanických vlastností oceli. V místech spojů potrubí a zařízení se často vyskytuje i tak zvaná štěrbinová koroze. V těchto lokalitách jsou totiž koncentrační poměry odlišné od roztoku, který smáčí volný kovový povrch. Tak bylo laboratorními zkouškami s roztokem 180 g.l ¹ NaCl + 8,8 g.l ¹ NaOH při 80 °C zjištěno, že rychlost rovnoměrné koroze ve štěrbině, tj. štěrbinové koroze, je cca 3x větší než rychlost rovnoměrné koroze oceli v ploše, kam je volný, ničím neomezený přístup prostředí.

Ochrana ocelových potrubí a zařízení proti korozi chloridovými roztoky se v současné době provádí jednak úpravou pH těchto roztoků na hodnoty větší než 9, jednak aplikací inhibitorů koroze. Zvýšení hodnoty pH však nemá výrazný antikorozní účinek a známé inhibitory koroze mají některé nevýhody. Tak například benzoany a kyanatany alkalických kovů a glukóza sice inhibují v alkalických chloridech za přítomnosti oxidu uhličitého průběh rovnoměrné koroze oceli, ale nezamezují průběh lokální bodové koroze, vedoucí někdy až k proděravění potrubí. Další známé inhibitory - molybdenany alkalických kovů - jsou sice schopny inhibovat i průběh nerovnoměrné koroze, ale koroze oceli ve štěrbině není jejich působením vůbec zpomalena. Navíc je použití molybdenanů ekonomicky nevýhodné. Další známé inhibitory koroze - chromany - nelze používat z ekologických důvodů.

Současný stav techniky v této oblasti zdokonaluje směsný inhibitor koroze oceli, zejména pro alkalické chloridové roztoky, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že inhibitor obsahuje od 10 do 90 % hmotnostních sulfidu a/nebo polysulfidu alkalického kovu s 1 až 5 atomy síry, například pentasulfidu sodného, a od 10 do 90 % hmotnostních fosfátu organické dusíkaté heterocyklické báze s jedním atomem dusíku, například fosfátu chinolinu. Účinnost směsného inhibitoru koroze je možno ještě zvýšit přídavkem 10 až 50 % hmotnostních pyrokatechinborátu etanolaminu.

Směsný inhibitor koroze oceli podle vynálezu je rozpustný ve vodě a v alkalických roztocích chloridů. Pro aplikaci do vystrojovacích kapalin je vhodné připravovat zásobní 10 až 25% vodný roztok, který se přidává do těchto kapalin tak, aby kapalina obsahovala směsný inhibitor v koncentraci 1 až 10 g.l^-1.

InhibiČně korozní účinnost směsného inhibitoru koroze podle vynálezu byla ověřována v laboratorních podmínkách při 20, 80 a 150 °C metodou gravimetrickou a elektrochemickou, a to měřením polarizačního odporu. Zkoušky byly prováděny s ocelí tř. 11? část vzorků byla vystavena působení kapaliny celou volnou plochou a část vzorků byla upravena tak, že byla hodnocena i koroze ve štěrbině mezi vzorky o rozměrech 0,5 až 2 mm. Výsledky zkoušek jsou uvedeny u jednotlivých příkladů možného konkrétního provedení vynálezu, kterými je vynález podrobněji vysvětlen.

Přikladl

Do 1 litru vystrojovací kapalipy o složení 180 g.l NaCl a 8,75 g.l NaOH bylo přidáno 0,5 g směsného inhibitoru koroze, sestávajícího z 0,45 g (90 %) fosfátu chinolinu a 0,05 g (10 %) tetrasulfidu sodného, rozpuštěného v 5 ml vody. Do takto upraveného roztoku vystrojovací kapaliny, byly ponořeny vzorky oceli tř. 11 a po měsíční expozici při 80 °C byla zjištěna gravimetricky účinnost inhibitoru ve volné ploše 88 % a Ve štěrbině 89 %.

Příklad 2

V 25 ml vody bylo rozpuštěno 5 g směsného inhibitoru koroze, tj. 4,5 g (90 %) sulfidu sodného a 0,5 g fosfátu pyridinu (10 %) a’ tento 20% roztok byl přidán k 1 litru alkalického chloridového roztoku o složení 300 g.l NaCl + 10 g.l NaOH. Do zkušebního roztoku byly umístěny vzorky oceli o rozměrech 30x80x1 mm a dále stejné vzorky spojené šroubem ze stejného materiálu tak, aby vznikla štěrbina 1 mm. Po čtrnáctidenní zkoušce při 150 °C byla gravimetrickou zkouškou zjištěna účinnost v ploše 92 % a ve štěrbině 90 %.

Příklad 3

V 10 ml vody bylo rozpuštěno 2,5 g směsného inhibitoru koroze, a to 1 g (40 %) fosfátu lutídinu a 1,5 g (60 %) pentasulfidu sodného. Tento roztok byl přidán k 1 litru alkalického -1 -1 chloridového roztoku o složení 50 g.l NaCl + 7,5 g.l NaOH. Ve zkušebním roztoku, termostatovanému na 80 °Č, byla zjištována rychlost koroze oceli a náchylnost oceli k bodové korozi elektrochemickým měřením polarizačního odporu systému ocel-roztok vystrojovací kapaliny se směsným inhibitorem koroze. Srovnávacím systémem byl týž roztok bez inhibitoru koroze.

Z výsledků měření vyplynůlo, že rychlost koroze oceli v roztoku bez inhibitoru koroze dosahuje hodnot ŽS^m.r^-1, zatímcotomtéž roztoku se směsným inhibitorem koroze je rychlost koroze oceli 0,8 (Um.r Zatímco ocel v roztoku chloridů bez inhibitoru koroze byla náchylná k bodové korozi, v roztoku se směsným inhibitorem koroze se tato tendence, podle výsledků měření polarizačního odporu, vůbec neprojevila.

Přiklaď 4

Ve 20 ml vody (20% roztok) bylo rozpuštěno 4 g směsného inhibitoru koroze, obsahujícího 0,4 g (10 %) fosfátu chinolinu, ,1,6 g (40 %) sulfidu sodného a 2 g (50 %) pyrokatechinborátu etanolaminu. Účinnost tohoto směsného inhibitoru koroze byla zkoušena ve vodném roztoku, obsahujícím 180 g.l^-'' NaCl a 8,75 g.l^-''' NaOH při 80 °C gravimetrickou metodou v ploše i ve štěrbině mezi vzorky oceli. .Gravimetricky byla zjištěna účinnost v ploše 95 % a ve štěrbině 94 %. :

Claims

Vynález je možno využívat k inhibici koroze oceli v prostředí roztoků alkalických chloridů.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Směsný inhibitor koroze oceli, zejména pro alkalické chloridové roztoky, vyznačujíc! se tím, že obsahuje od 10 do 90 % hmotnostních sulfidu a/nebo polysulfidu alkalického kovu s 1 až 5 atomy síry, například pentasulfidu sodného, a od 10 do 90 % hmotnostních fosfátu organické dusíkaté heterooyklické báze s jedním atomem dusíku, například fosfátu chinolinu.
2. Směsný inhibitor podle bodu 1 vyznačující se tím, že dále obsahuje od 10 do 50 % hmotnostních pyrokatechinborátu etanolaminu.