DE69311514T2 - Korrosioninhibitor für eisensenthaltende Materiale - Google Patents
Korrosioninhibitor für eisensenthaltende MaterialeInfo
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Classifications
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Description
- Diese Erfindung betrifft einen Korrosionsinhibitor für Eisen enthaltende Materialien, insbesondere für solche Materialien, wenn sie in einer Schwefel enthaltenden Umgebung vorliegen.
- Die Herstellung und der Transport von überwiegend aus Kohlenwasserstoff bestehenden Gasen und Ölen umfaßt die Verwendung von Eisen enthaltenden Materialien, die in Schwefel enthaltenden Atmosphären einer erheblichen Korrosion ausgesetzt sind, insbesondere unter Produktionsbedingungen, die Temperaturen von etwa 40 bis 205 ºC (etwa 100 ºF bis 400 ºF) umfassen.
- In der japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 55- 158278 ist ein 2-Mercaptopyrimidinderivat als eine Hauptkomponente bei der Verhinderung von Metallkorrosion beschrieben. Die Verbindung wird gegebenenfalls in Kombination mit einer Vielfalt von bekannten Rostschutzmitteln zu einem Medium gegeben, das gegenüber Metall korrosiv ist.
- Gemäß einem ersten Aspekt liefert die Erfindung einen Korrosionsinhibitor für ein Eisen enthaltendes Material, der eine Mischung aus (A) 2,4-Diamino-6-mercaptopyrimidinsulfat (DAMPS) und (B) ein Gruppe IVB- (vorzugsweise Ti, Zr, Hf) -Oxysalz oder ein Gruppe VB- (vorzugsweise V, Nb, Ta) -Oxysalz umfaßt. Das Metallsalz und seine Verwendung ist vollständig in dem amerikanischen Patent US-A-4 763 729 beschrieben, und dies wird hierin durch Bezugnahme darauf eingeführt.
- Gemäß einem zweiten Aspekt liefert die Erfindung ein Verfahren zur Inhibierung von Korrosion eines Eisen enthaltenden Materials, bei dem das Material mit einem wie oben definierten Korrosionsinhibitor behandelt wird.
- Das Eisen enthaltende Material ist üblicherweise eine Eisenlegierung wie beispielsweise Stahl.
- Kürzliche Ergebnisse zeigen, daß Korrosion auftritt, wenn Eisenatomen schnell durch einen Eisensulfidoberflächenfilm migrieren. Um dieses Phänomen zu kontrollieren, stellt die Erfindung einen gemischten anorganischen/organischen Inhibitor bereit, um die Massenchemie des Sulfidfilms durch Unterdrückung der Eisenmigration und Bewirkung einer Inhibierung durch Adsorptionen an der Sulfidoberfläche zu verändern.
- Es wird angenommen, daß das feuerfeste Metalloxysalz in die Eisensulfidkruste eingeführt wird, die sich auf der Eisenlegierung gebildet hat, und das Wachstum der Kruste inhibiert, während die Stickstoffatome des DAMPS mit der Oberfläche der Kruste reagieren, wodurch ferner die Migration von Eisenatomen zu der Oberfläche verhindert wird und die Bildung von zusätzlicher Eisensulfidkruste inhibiert wird.
- Die Figur zeigt relative Korrosionsraten, gezeichnet in Mil/Jahr in der Ordinate gegenüber Stunden in der Abszisse, für eine nicht-inhibierte Eisenlegierung, Kohlenstahl (A), für die nur mit DAMPS inhibierte Eisenlegierung, (B), für die nur mit einem Oxysalz inhibierte Eisenlegierung (C) und für die mit einer Kombination aus DAMPS und einem Oxysalz inhibierte Eisenlegierung (D). 1 Mil ist 25,4 µm.
- Sowohl das DAMPS, ein kommerziell erhältliches chemisches Mittel, als auch das Metalloxysalz werden in Mengen verwendet, die zur Inhibierung von Korrosion wirksam sind, z.B. mindestens etwa 10 bis 50 ppm DAMPS und mindestens etwa 10 bis 50 ppm des Oxysalzes. Eine Lösung, vorzugsweise eine wäßrige Lösung, die geeignete Mengen von DAMPS und dem Oxysalz enthält, wird leicht hergestellt und auf bekannte Weise auf die zu inhibierende, Eisen enthaltende Legierung aufgebracht. Vorzugsweise werden DAMPS in einer Menge von 50 bis 150 ppm und das Oxysalz in einer Menge von etwa 50 bis 100 ppm verwendet.
- Besonders wirksame Oxysalze sind die Meta-, Ortho- und Pyrovanadate (z.B. NaVO&sub3;, Na&sub3;VO&sub4; und Na&sub4;V&sub2;O&sub7;).
- Es wurden Korrosionsraten in Mil/Jahr für einen Kohlenstahl der Serie 4130 bestimmt, indem eine kleine Probe des Materials in eine 3gew.-%ige wäßrige Natriumchloridlösung getaucht wurde, die in einem Pyrexkolben enthalten war, der mit Sonden für elektrochemische Korrosionsratenmessungen ausgestattet war. Eine Gasmischung, die 20 % Schwefelwasserstoff in Argon enthielt, wurde kontinuierlich durch die wäßrige Lösung geblasen, wodurch das korrosive Medium bereitgestellt wurde. Die Ergebnisse sind graphisch in Figur 1 dargestellt. Die Messungen wurden bei einer Temperatur von 95 ºC durchgeführt. Der 4130-Stahl umfaßt typischerweise in Gew.-% 0,28 bis 0,33 c, 0,4 bis 0,6 Mn, 0,035 max. S, 0,15 bis 0,35 Si, 0,8 bis 1,1 Cr und 0,15 bis 1,25 Mo, wobei der Rest Eisen ist.
- Kurve A zeigt Korrosionsraten in Mil/Jahr (mpy) für einen nicht-inhibierten Stahl, Kurve B für einen Stahl, der mit 80 ppm DAMPS inhibiert ist, und Kurve C für Stahl, der mit 50 ppm Natriummetavanadat inhibiert ist. Es wird beobachtet, daß sowohl DAMPS als auch Natriummetavanadat inhibierende Eigenschaften aufweisen, wobei ersteres einen Schutz bei einem Niveau von 58 % liefert, während letzteres 70 % Korrosionsschutz unter den Bedingungen liefert, die im Versuch beschrieben sind.
- Kurve D zeigt die Korrosionsratenmessung, wenn 80 ppm DAMPS mit 50 ppm Natriummetavanadat kombiniert worden sind. Bei diesem Versuch wurde die Korrosionsrate um 95 % gedrückt. Der interessanteste Punkt dieser drei Beispiele besteht darin, daß DAMPS und das Metavanadat selbst keine guten Korrosionsinhibitoren sind. Wenn die beiden jedoch kombiniert werden, wird anstelle, daß ein Durchschnitt der beiden in bezug auf die Korrosionsinhibierung erhalten wird, ein wesentlich erhöhter Korrosionsschutz von 95 % erzielt.
Claims (8)
1. Korrosionsinhibitor für ein Eisen enthaltendes Material, der
eine Mischung aus (A) 2,4-Diamino-6-mercaptopyrimidinsulfat
und (B) ein Gruppe IVB- oder ein Gruppe VB-Oxysalz umfaßt.
2. Inhibitor nach Anspruch 1, bei dem (A) und (B) in einer
wäßrigen Lösung vorliegen.
3. Inhibitor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Oxysalz
ausgewählt ist aus Metavanadat, Orthovanadat und Pyrovanadat.
4. Inhibitor nach Anspruch 3, bei dem das Oxysalz das
Metavanadat ist.
5. Verfahren zur Inhibierung der Korrosion eines Eisen
enthaltenden Materials, bei dem das Material mit einem
Korrosionsinhibitor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche behandelt
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Eisen enthaltende
Material eine Eisenlegierung ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Eisenlegierung Stahl
ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Stahl Kohlenstahl
ist.
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