MD1414Z - Procedeu de protecţie a oţelului împotriva coroziunii în apă - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la protecţia metalelor de coroziune în apă şi poate fi utilizată pentru a inhiba coroziunea în sistemele închise ale conductelor de oţel.Procedeul de protecţie a oţelului de coroziune în apă constă în introducerea în mediul coroziv a 50-150 mg/l de borogluconat de calciu şi 50-150 mg/l de urotropină.Rezultatul tehnic al invenţiei constă în reducerea vitezei de coroziune a oţelului în apă.

Description

Invenţia se referă la domeniul protejării metalelor de coroziune în apă şi poate fi utilizată pentru a inhiba coroziunea în sistemele închise ale conductelor de oţel.

Se ştie că apa naturală sau de proces, care conţine ioni de activare ai clorului şi sulfatului este un mediu destul de agresiv, în care coroziunea oţelului se desfăşoară cu viteză mare. La Chişinău în apa de la robinet, care conţine, în mg/l: Ca2+ - 72,5, Mg2+ - 19,5, HCO3 - - 98,0, SO4 2- - 204,0, Cl- - 57,0 cu un conţinut total de sare de 0,457 g/l, viteza de coroziune a oţelului St. 3 la 8 ore de testări este mare, ajungând la 21 g/m2·zi. Pe măsură ce timpul de expunere creşte, viteza de coroziune scade (de exemplu până la 12 g/m2· zi la 24 de ore, 66 g/m2·zi la 72 ore şi 4 g/m2·zi la 240 ore), datorită formării peliculei de oxid-hidroxid pe suprafaţa de corodare a produselor de coroziune, precum şi a calcitului CaCO3. Ionii de SO4 2- provoacă o coroziune generală, destul de uniformă. Totuşi, pe suprafaţa interioară a ţevilor se pot forma ciupituri adânci datorită prezenţei ionilor de clor activi în apă. În plus, fierul ionizat, care trece în apă, se acumulează acolo, afectând calitatea sa (Паршутин В. В., Шолтоян Н. С., Андреева Л. Н., Володина Г. Ф., Лозан В. И., Болога О. А., Гэрбэлэу Н. В. Ингибирование глюконатом кальция коррозии углеродистой стали Ст. 3 в воде. Электронная обработка материалов, 1999, № 1, p. 43-55).

Este cunoscută utilizarea borogluconatului de calciu ca inhibitor al coroziunii [1]. S-a constatat că proprietăţile inhibitoare ale compusului sunt îmbunătăţite la creşterea concentraţiei acestuia.

Dezavantajul acestui inhibitor este următorul. În apa distilată, care conţine mai puţină sare decât apa de la robinet, efectul borogluconatului de calciu este mai pronunţat. În apa de la robinet, în special în cazul circulaţiei forţate a unui mediu coroziv, efectul este mult mai scăzut. În acelaşi timp, există o scădere foarte inegală a pierderii la coroziune în timp: acţiunea sa deseori slăbeşte odată cu creşterea timpului de expunere a probei, ceea ce este nedorit; se observă o diferenţă în valorile lui γ. La concentraţii scăzute ale inhibitorului (de 5-200 mg/l), efectul său este neglijabil.

Deoarece borogluconatul de calciu este o substanţă destul de costisitoare, pentru reducerea costului inhibitorului, dar în acelaşi timp pentru creşterea efectului său de inhibare a coroziunii, este logic să se găsească aditivii necesari pentru borogluconatul de calciu pentru a reduce concentraţia acestuia şi a conduce la o inhibare mai mare a procesului de coroziune.

Problema invenţiei este de a mări rezistenţa la coroziune a sistemelor închise ale conductelor de oţel, în care purtătorul este apa.

Problema propusă este rezolvată prin procedeul de protecţie a oţelului de coroziune în apă, care constă în introducerea în mediul coroziv a 50-150 mg/l de borogluconat de calciu Ca2B2C12H22O18 şi 50-150 mg/l urotropină (hexametilentetramină) C6H12N4.

Rezultatul tehnic al invenţiei propuse este o reducere semnificativă a pierderilor la coroziune, asigurând o suprimare uniformă a coroziunii în timp, reducând costul inhibitorului, datorită introducerii suplimentare a urotropinei în compoziţia sa.

Testele la coroziune ale probelor cu dimensiunile de 50×25×3 mm au fost efectuate cu imersie completă în soluţie la aceeaşi adâncime cu accesul aerului. Rugozitatea lor iniţială a fost stabilită prin şlefuire. Pierderile la coroziune au fost înregistrate gravimetric. Efectul de acţiune a inhibitorului a fost evaluat cantitativ prin viteza de coroziune k, g/m2 · zi şi valoarea coeficientului de inhibare γ = k1/k, unde k1, k sunt vitezele de coroziune ale metalului, respectiv cu şi fără utilizarea inhibitorului. Acest coeficient indică de câte ori viteza de coroziune se micşorează ca urmare a acţiunii inhibitorului.

Efectul concentraţiei inhibitorului şi a timpului de încercare asupra vitezei de coroziune k, g/m2 · zi şi a coeficientului de inhibare γ este prezentat în tabel.

Din datele prezentate se poate observa că atunci, când se utilizează numai borogluconatul de calciu cu o concentraţie de 50-150 mg/l, valoarea maximă a lui γ nu depăşeşte mărimea de 6,3 (la 150 mg/l, după 24 de ore de testări), iar valoarea coeficientului γ este extrem de neuniformă în timpul expunerii (de exemplu, la 8 ore şi la o concentraţie de 50 mg/l, γ = 4,2, iar la 120 de ore de expunere, valoarea sa scade aproape de două ori - până la 2,8).

Introducerea suplimentară a urotropinei în mediul coroziv, chiar şi la concentraţii mici de borogluconat de calciu, duce la o scădere a pierderilor la coroziune şi la o egalizare mai mare a valorilor coeficientului de inhibare în timp. Deci, la concentraţia borogluconatului de calciu în cantitate de 50 mg/l, valoarea maximă a lui γ nu depăşeşte 4,2 la 8 ore de testări, micşorându-se la 120 ore până la 2,8. Adăugarea numai a 50 mg/l de urotropină în mediul coroziv măreşte valoarea coeficientului γ până la 4,6 şi 6,73 respectiv. Un efect şi mai vizibil asupra suprimării procesului de coroziune îl au valorile mari ale concentraţiei de urotropină.

Tabel

Efectul compoziţiei inhibitorilor asupra parametrilor procesului de coroziune a oţelului St. 3 în apă

Concentraţia inhibitorilor, mg/l Timpul încercărilor, h Viteza de coroziune, k, g/m2 · zi Coeficientul de inhibare, γ 0 8 24 72 120 21,0 12,0 6,6 4,6 - - - - Borogluconatul de calciu (BGC) 50 8 24 72 120 5,0 2,86 2,2 1,64 4,2 4,2 3,0 2,8 BGC 100 8 24 72 120 4,1 2,4 1,69 1,3 5,12 5,00 3,90 3,5 BGC 150 8 24 72 120 3,3 2,4 1,43 1,0 6,36 5,7 4,6 4,6 BGC 50+urotropină 50 8 24 72 120 4,57 2,12 1,04 0,68 4,6 5,66 6,35 6,76 BGC 50+urotropină 100 8 24 72 120 3,48 1,96 0,92 0,61 6,03 6,12 7,17 7,54 BGC 50+ urotropină 150 8 24 72 120 3,02 1,82 0,78 0,53 6,95 6,59 8,46 8,68 BGC 100+ urotropină 50 8 24 72 120 2,8 1,55 0,78 0,52 7,50 7,74 8,5 8,85 BGC 100+ urotropină 100 8 24 72 120 2,88 1,52 0,83 0,53 7,29 7,90 7,95 8,68 BGC 100+ urotropină 150 8 24 72 120 2,66 1,44 0,76 0,47 7,90 8,33 8,68 9,79 BGC 150+ urotropină 50 8 24 72 120 2,23 1,23 0,65 0,35 9,42 9,76 10,15 13,14 BGC 150+ urotropină 100 8 24 72 120 2,13 1,2 0,64 0,34 9,86 10,00 10,31 13,52 BGC 150+ urotropină 150 8 24 72 120 1,96 1,07 0,54 0,33 10,70 11,22 12,22 13,94

Cantitatea de inhibitor introdusă în mediul coroziv joacă un rol hotărâtor.

Limita inferioară a concentraţiei borogluconatului de calciu este de 50 mg/l, deoarece la o valoare a ei mai mică, inhibarea coroziunii oţelului scade. Limita superioară a concentraţiei borogluconatului de calciu, cu scopul de a economisi, o alegem de 150 mg/l, la care se intensifică suprimarea procesului de coroziune.

Limita inferioară a concentraţiei de urotropină trebuie luată de 50 mg/l, deoarece la un conţinut al ei mai mic coeficientul γ creşte nesemnificativ. Limita superioară a concentraţiei de urotropină trebuie considerată ca fiind de 150 mg/l, deoarece mărirea ei ulterioară măreşte nesemnificativ inhibarea coroziunii, însă duce la creşterea costului inhibitorului.

Astfel, a fost elaborat un inhibitor eficace, destul de ecologic împotriva coroziunii oţelului în apă, care permite semnificativ de a micşora pierderile la coroziune - până la 13,9 ori.

1. Паршутин В.В., Шолтоян Н.С., Сидельникова С.П., Володина Г.Ф. Ингибирование бороглюконатом кальция коррозии углеродистой стали Ст. 3 в воде. Коррозия в условиях естественной аэрации и принудительной конвекции. Электронная обработка материалов. 1999, № 5, p. 42-56

Claims (1)

1. Procedeu de protecţie a oţelului împotriva coroziunii în apă, care constă în introducerea în mediul coroziv a 50-150 mg/l de borogluconat de calciu şi 50-150 mg/l de urotropină.