CS272104B1

CS272104B1 - Způsob korozní inertisace ocele

Info

Publication number: CS272104B1
Application number: CS877000A
Authority: CS
Inventors: Milan Smrz; Jan Doc Ing Csc Vosta; Jan Ing Macak; Josef Prof Ing Csc Pelikan; Jaroslav Ing Kudlicka
Original assignee: Milan Smrz; Vosta Jan; Macak Jan; Pelikan Josef; Jaroslav Ing Kudlicka
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1991-01-15
Also published as: CS700087A1

Abstract

)Seší se problém korozní inertisace uhlíkaté ocele exponované v různých prostředích s obsahem uhličitanů nebo hydrógenuhličitanů alkalických kovů nebo zemin· Prostředí, přicházející do styku s ocelí, se obohatí ionty trojmocného železa v množství 150 až 1500 mg/1 .prostředí.

Description

Vynález se týká korozní inertisace ocele v prostředí obsahujícím uhličitany.

V korozní praxi existuje značná řada konkrétních případů, kdy je uhlíkatá ocel exponována v různých, prostředích, obsahujících uhličitany neby hydrogenuhliČitany alkalických kovů nebo alkalických zemin. Dlouhodobá exposice v těchto prostředích vede ve většině případů ke vzniku plošného korozního napadení, které sice nerepresentuje takové nebezpečí jako lokální korozní procesy, představuje ale díky svojí intenzitě a ve spojení s častou iniciací korozního praskání značný konstrukční, technologický a provozní problém. Zejména se jedná ó konkrétní případy korozních procesů ve vypírkách plynů s obsahem oxidu uhličitého, korozi zásobníků nebo procesních zařízení technologických, celků, pracujících, s vodnými roztoky uhličitanů, ale i o případy korozí uhlíkaté oceli ve vlhkém prostředí porésního charakteru s obsahem uhličitanů a/nebo hydrogenuhličitanů alkalických kovů a/nebo zemin, jako například beton nebo speciální půdní prostředí. Protikorozní ochrana uhlíkaté oceli bývá v těchto případech realisována rozličným způsobem založeným na aplikaci ochranných nátěrů, v případech uvedených porésních prostředí nebo inhibitorů koroze v mnoha případech prostředí kapalných. Často se ocel, exponovaná v prostředí obsahujícím uhličitany, ponechává bez aktivní ochrany. Používání ochranných nátěrů pro protikorozní ošetření uhlíkaté ocele exponované v porésním prostředí s obsahem uhličitanů představuje značně nákladný postup, zejména s ohledem na velikost chráněné plochy. Účinnost tohoto způsobu je zásadně závislá na kvalitě provedení a charakteru použitého materiálu. Při nevhodných parametrech dochází velmi často k mechanicko-chemickému poškozování nátěrového systému, což vede následně k lokálním korozím obnaženého povrchu nebo specifickým formám koroze pod nátěrem.

Aplikace inhibitorů koroze do prostředí, které obsahuje uhličitany, je z obecného hlediska možná pouze tam, kde se jedná o omezené objemy korozního prostředí a současně kde nedochází k rychlé degradaci použitého inhibitoru koroze, zejména za vyšších teplot, až již rozkladem původně dávkované látky jako v případech užití chemisorpčně působících inhibitorů koroze na' bázi sirných a dusíkatých heterocyklických sloučenin ve vypírkách oxidu uhličitého v potaši, nebo změnou oxidačního stavu pasívačního inhibitoru koroze. Častým nedostatkem aplikace inhibitorů koroze je jejich primární toxicita, zejména tam, kde hrozí kontaminace okolního prostředí, jsou-li inhibitory koroze použity ve vyšších koncentracích.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob korozní inertisace ocele v prostředí obsahujícím uhličitany podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že se prostředí, přicházející do styku s ocelí, obohatí ionty trojmocného železa v množství 150 až 1 500 mg/1 prostředí. Podle výhodného provedení se obohacení ionty trojmocného železa provádí elektrochemickou generací iontů za použití proudové hustoty 0,5 až 10 A/m po dobu 0,5 až 10 minut.

Základní výhoda způsobu podle vynálezu spočívá v tom, Že vede k vývinu dlouhodobého imunního stavu, který je representován vymizením anodické rozpouštěcí reakce, původně detekovatelné a vznikem ochranné bariery imunního charakteru mající velmi dobré protikorozní vlastnosti. Uvedený způeob korozní inertisace podle vynálezu je velmi výhodný, protože je eliminován přídavek často nestálých nebo toxických, inhibitorů koroze do prostředí a ochranný proces je realisován vlastními ionty chráněného materiálu. Obohacení korozního prostředí ionty trojmocného železa nepředstavuje nebezpečí z

CS 272 104 Bl důvodů zvýšení toxicity nebo obecného ekologického ohrožení. Povrch uhlíkaté oceli upravený v uhličitanovém roztoku se zvýšeným obsahem trojmocného železa je korozně imunní i v jiných, řádově neagresivnějších prostředích, jako například ve zředěných vodných roztocích solí nebo ve styku s atmosférou.

Podstata vynálezu je dále objasněna na třech příkladných provedeních.

Příklad 1

Laboratorně simulovaný proces vypírky oxidu uhličitého ze syntézního plynu v roztoku 30 % uhličitanu draselného s přídavkem 2 % hmot, diethanolaminu byl dlouhodobě provozován za podmínek desorpce, to jest za varu systému a při parciálním tlaku oxidu uhličitého rovnajícím se 0,1 MPa. Korozní kupony z konstrukční uhlíkaté oceli, umístěné do korozního prostředí nebyly napadeny plošnou ani lokální korozí, nebyl určen žádný korozní úbytek a po ukončení experimentu na nich byla detekována povrchovou analysou ochranná vrstva, převážně cxidického charakteru. Korozní imunisace v tomto případě byla zaručena přídavkem komplexu sacharozy a trojmocného železa tak, že výsledná koncentrace byla 300 mg trojmocného železa na litr roztoku.

Příklad 2

Anodickou polarisací při -870 mV, vzhledem k nasycené kalomelové elektrodě, oři pro— 2 * těkajícím proudu 3 A/m po dobu 5 minut bylo dosaženo na uhlíkaté konstrukční oceli, umístěné ve vlhkém betonu imunního stavu, vyznačujícího se řádově nižší korozní rychlostí oproti systému bez úpravy a vymizením anodické rozpouštěcí reakce.

Příklad 3

Uhlíkatá ocel byla pasivcvána v prostředí obsahujícím 500 mg trojmocného železa, přidaného ve formě komplexu kyseliny etylendiaminotetraoctové do jednoho litru vodného roztoku o složení 20 % uhličitanu draselného a 10 % hydrogenuhličitanu draselného při teplotě 65 °C po dobu 20 minut. Bylo dosaženo dokonalé pasivace s vyšším ochranným účinkem, než v případě použití obdobného postupu s chromeném draselným.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob korozní inertisace ocele v prostředí obsahujícím uhličitany, vyznačující se tím, že se prostředí, přicházející do styku s ocelí, obohatí ionty trojmocného železa v množství 150 až 1 500 mg/1 prostředí.
2. Znůscb podle bodu 1, vyznačující ae tím, že se obohacení ionty trojmocného železa 2 provádí elektrochemickou generací iontů za použití proudové hustoty 0,5 až 10 A/m pc dcbu 0,5 až 10 minut. ’