MD1494Z - Process for corrosion protection of steel in water - Google Patents

Process for corrosion protection of steel in water Download PDF

Info

Publication number
MD1494Z
MD1494Z MDS20200076A MDS20200076A MD1494Z MD 1494 Z MD1494 Z MD 1494Z MD S20200076 A MDS20200076 A MD S20200076A MD S20200076 A MDS20200076 A MD S20200076A MD 1494 Z MD1494 Z MD 1494Z
Authority
MD
Moldova
Prior art keywords
corrosion
water
steel
inhibitor
hours
Prior art date
Application number
MDS20200076A
Other languages
Romanian (ro)
Russian (ru)
Inventor
Владимир ПАРШУТИН
Александр КОВАЛЬ
Original Assignee
Институт Прикладной Физики
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Прикладной Физики filed Critical Институт Прикладной Физики
Priority to MDS20200076A priority Critical patent/MD1494Z/en
Publication of MD1494Y publication Critical patent/MD1494Y/en
Publication of MD1494Z publication Critical patent/MD1494Z/en

Links

Landscapes

  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

The invention relates to the field of metal protection from corrosion in water and can be used to inhibit corrosion in closed steel pipeline systems.The process for corrosion protection of steel in water comprises the introduction into the corrosive medium of 0.5-1.5 g/L of potassium permanganate KMnO4 and 10-30 ml/L of aqueous extract of walnut leaves, obtained by extraction of dry leaves in water in a mass ratio of (2-4):10 at a temperature of 70-100°C for 1-3 hours, with subsequent filtration.The technical result of the invention consists in using an environmentally friendly, effective and inexpensive inhibitor, which provides an increase in the corrosion resistance of up to 10.8 times.

Description

Invenţia se referă la domeniul protecţiei metalelor de coroziune în apă şi poate fi utilizată pentru a inhiba coroziunea în sistemele închise ale conductelor de oţel. The invention relates to the field of protecting metals from corrosion in water and can be used to inhibit corrosion in closed steel pipeline systems.

Se ştie că apa naturală sau tehnologică, care conţine ioni de activare de clor şi de sulfat, este un mediu destul de agresiv, în care coroziunea oţelului se desfăşoară cu o viteză mare. Astfel, în Chişinău, pentru apa de la robinet, care conţine, mg/l: Ca2+-42,5, Mg2+-19,5, HCO3 --97,6, SO4 2--203,7, Cl--56,7, cu un conţinut total de sare de 0,457 g/l, viteza de coroziune a oţelului St. 3 la 8 ore de testare este foarte mare, ajungând la 21 g/m2· zi. Pe măsură ce timpul de expunere creşte, viteza de coroziune scade (de exemplu până la 4 g/m2·zi la 240 ore), datorită formării produselor de coroziune pe suprafaţa de corodare a filmului de peroxid-oxid. Cu toate acestea, peretele ţevii devine mai subţire şi, datorită prezenţei ionilor de clor în apă, se pot forma adâncituri pe suprafaţă care, în unele cazuri, pot deveni penetrante, ceea ce va conduce la o situaţie de urgenţă (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). It is known that natural or technological water, containing chlorine and sulfate activation ions, is a rather aggressive environment, in which steel corrosion proceeds at a high speed. Thus, in Chisinau, for tap water, which contains, mg/l: Ca2+-42.5, Mg2+-19.5, HCO3--97.6, SO4-2--203.7, Cl--56.7, with a total salt content of 0.457 g/l, the corrosion rate of St. 3 steel at 8 hours of testing is very high, reaching 21 g/m2· day. As the exposure time increases, the corrosion rate decreases (for example, up to 4 g/m2· day at 240 hours), due to the formation of corrosion products on the corroding surface of the peroxide-oxide film. However, the pipe wall becomes thinner, and due to the presence of chlorine ions in the water, indentations can form on the surface, which in some cases can become penetrating, which will lead to an emergency situation (Паршутин В. В., Шолтоян Н. С., Сидельникова С. П., Володина Г. Ф. Ингибирование бороглюконатом калция корозии углеродистой стали Ст. 3 в воде. Коррозия в условия Natural ventilation and forced convection. Electronic processing of materials, 1999, № 5, p. 42-56).

Este cunoscută utilizarea permanganatului de potasiu KMnO4 ca inhibitor al coroziunii oţelului în acid nitric de diferite concentraţii, în acid acetic (81%) la temperatura de fierbere, precum şi a cuprului în acidul nitric şi soluţiile de săruri, a aluminiului în substanţe alcaline [1]. The use of potassium permanganate KMnO4 as a corrosion inhibitor of steel in nitric acid of various concentrations, in acetic acid (81%) at boiling temperature, as well as of copper in nitric acid and salt solutions, and of aluminum in alkaline substances is known [1].

Dezavantajul acestui inhibitor este concentraţia înaltă şi micşorarea nesemnificativă a pierderilor corozive ale metalelor în mediile acide şi alcaline. The disadvantage of this inhibitor is the high concentration and the insignificant reduction of corrosive losses of metals in acidic and alkaline environments.

Sunt cunoscuţi diferiţi inhibitori ai coroziunii, care reprezintă extracte din seminţe de schinduf, lupin, vânătă, sfeclă ş.a. [2]. Various corrosion inhibitors are known, which are extracts from fenugreek seeds, lupine, eggplant, beet, etc. [2].

Dar aceste extracte pot fi utilizate numai pentru inhibarea coroziunii în soluţii acide. În apă, care prezintă un mediu neutru, influenţa lor la diminuarea pierderilor de coroziune este nesemnificativă. Totodată metoda de extracţie utilizată nu permite extragerea în soluţie a tuturor substanţelor, care pot inhiba coroziunea. But these extracts can only be used to inhibit corrosion in acidic solutions. In water, which is a neutral medium, their influence on reducing corrosion losses is insignificant. At the same time, the extraction method used does not allow the extraction of all substances that can inhibit corrosion from the solution.

Este cunoscut procedeul de protecţie a oţelurilor împotriva coroziunii, care constă în utilizarea extractului apos din frunze şi tulpini uscate de rostopască Chelidonium majus şi acid sulfuric concentrat, cu următorul conţinut al componentelor, ml/l: extract apos de rostopască - 20-40 (sau 1,1-2,9 g, recalculat la masa uscată pe litru de mediu agresiv), acid sulfuric - 0,5-2 [3]. The process of protecting steel against corrosion is known, which consists of using an aqueous extract of dried leaves and stems of the greater celandine Chelidonium majus and concentrated sulfuric acid, with the following content of components, ml/l: aqueous extract of celandine - 20-40 (or 1.1-2.9 g, recalculated to dry mass per liter of aggressive medium), sulfuric acid - 0.5-2 [3].

Dezavantajul acestui inhibitor este prezenţa acidului sulfuric concentrat în inhibitor, ce reprezintă un pericol înalt pentru personalul de serviciu. The disadvantage of this inhibitor is the presence of concentrated sulfuric acid in the inhibitor, which represents a high hazard for service personnel.

În calitate de soluţie proximă poate fi procedeul de protecţie a oţelurilor împotriva coroziunii, în care în mediul coroziv se introduc 0,35-1,05 g/l de hidroxid de calciu şi extract apos din frunze de mesteacăn în cantitate de 10-150 ml/l [4]. As a close solution, the process of protecting steel against corrosion can be used, in which 0.35-1.05 g/l of calcium hydroxide and aqueous extract of birch leaves in an amount of 10-150 ml/l are introduced into the corrosive environment [4].

Dezavantajul acestui procedeu este deficitul de materie primă în RM din cauza dispariţiei masive de mesteceni şi existenţa pericolului pentru ochi, care o prezintă hidroxidul de calciu. The disadvantage of this process is the shortage of raw material in the Republic of Moldova due to the massive disappearance of birch trees and the existence of the danger to the eyes posed by calcium hydroxide.

Problema pe care o rezolvă invenţia este elaborarea unui inhibitor de coroziune a oţelului în apele naturale şi industriale ecologic inofensiv, sigur şi necostisitor şi sporirea rezistenţei la coroziune a sistemelor închise de conducte din oţel. The problem solved by the invention is to develop an environmentally harmless, safe and inexpensive steel corrosion inhibitor in natural and industrial waters and to increase the corrosion resistance of closed steel pipeline systems.

Problema propusă este rezolvată prin procedeul de protecţie a oţelului de coroziune în apă, care constă în introducerea în mediul coroziv a 0,5-1,5 g/l de permanganat de potasiu KMnO4 şi 10-30 ml/l de extract apos din frunze de nuc, obţinut prin extracţia frunzelor uscate cu apă în raport masic de (2-4):10 la temperatura de 70-100°C timp de 1-3 ore, cu filtrarea ulterioară. The proposed problem is solved by the process of protecting steel from corrosion in water, which consists of introducing into the corrosive environment 0.5-1.5 g/l of potassium permanganate KMnO4 and 10-30 ml/l of aqueous extract from walnut leaves, obtained by extracting dried leaves with water in a mass ratio of (2-4):10 at a temperature of 70-100°C for 1-3 hours, with subsequent filtration.

Rezultatul tehnic al invenţiei constă în utilizarea unui inhibitor ecologic inofensiv, sigur şi necostisitor, care asigură sporirea rezistenţei la coroziune cu până la 10,8 ori. The technical result of the invention consists in the use of an ecologically harmless, safe and inexpensive inhibitor, which ensures an increase in corrosion resistance by up to 10.8 times.

Testele la coroziune ale probelor cu dimensiuni de 50×25×3 mm au fost efectuate la imersia 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 = k/k1, 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. Corrosion tests of samples with dimensions of 50×25×3 mm were carried out at full immersion in the solution at the same depth as the air access. Their initial roughness was established by grinding. Corrosion losses were recorded gravimetrically. The effect of the inhibitor action was quantitatively evaluated by the corrosion rate k, g/m2·day and the value of the inhibition coefficient γ = k/k1, where k1, k are the corrosion rates of the metal, respectively with and without the use of the inhibitor. This coefficient indicates how many times the corrosion rate decreases as a result of the inhibitor action.

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 tabelele 1-3. The effect of inhibitor concentration and test time on the corrosion rate k, g/m2·day and the inhibition coefficient γ is presented in tables 1-3.

Tabelul 1 Table 1

Influenţa cantităţii de KMnO4 asupra parametrilor procesului coroziv al oţelului St.3 în apă Influence of the amount of KMnO4 on the parameters of the corrosion process of St.3 steel in water

Concentraţia inhibitorului, g/l Timpul testării, ore Viteza de coroziune, k, g/м2·zi Coeficientul de inhibare, γ 0 8 24 48 72 168 21,0 12,0 8,8 6,6 4,2 - - - - - 0,5 8 24 48 72 168 7,8 5,22 2,51 2,06 1,35 2,7 2,3 3,5 3,2 3,1 1,0 8 24 48 72 168 6,36 3,69 2,51 1,74 1,02 3,3 3,25 3,5 3,8 4,1 1,5 8 24 48 72 168 6,0 3,24 2,44 1,61 0,95 3,5 3,7 3,6 4,1 4,4Inhibitor concentration, g/l Testing time, hours Corrosion rate, k, g/m2·day Inhibition coefficient, γ 0 8 24 48 72 168 21.0 12.0 8.8 6.6 4.2 - - - - - 0.5 8 24 48 72 168 7.8 5.22 2.51 2.06 1.35 2.7 2.3 3.5 3.2 3.1 1.0 8 24 48 72 168 6.36 3.69 2.51 1.74 1.02 3.3 3.25 3.5 3.8 4.1 1.5 8 24 48 72 168 6.0 3.24 2.44 1.61 0.95 3.5 3.7 3.6 4.1 4.4

Tabelul 2 Table 2

Influenţa cantităţii extractului apos din frunze de nuc Influence of the amount of aqueous extract from walnut leaves

asupra parametrilor procesului coroziv al oţelului St. 3 în apă on the parameters of the corrosion process of St. 3 steel in water

Concentraţia extractului, ml/l Timpul testării, ore Viteza de coroziune, k, g/м2·zi Coeficientul de inhibare, γ 0 8 24 48 72 168 21,0 12,0 8,8 6,6 4,2 - - - - - 10 8 24 48 72 168 5,0 2,29 1,96 1,53 1,0 4,2 5,25 4,5 4,3 4,2 20 8 24 48 72 168 4,9 2,24 1,91 1,47 0,88 4,3 5,35 4,6 4,5 4,8 30 8 24 48 72 168 3,96 2,33 1,6 1,22 0,75 5,3 5,15 5,5 5,4 5,6Extract concentration, ml/l Testing time, hours Corrosion rate, k, g/m2·day Inhibition coefficient, γ 0 8 24 48 72 168 21.0 12.0 8.8 6.6 4.2 - - - - - 10 8 24 48 72 168 5.0 2.29 1.96 1.53 1.0 4.2 5.25 4.5 4.3 4.2 20 8 24 48 72 168 4.9 2.24 1.91 1.47 0.88 4.3 5.35 4.6 4.5 4.8 30 8 24 48 72 168 3.96 2.33 1.6 1.22 0.75 5.3 5.15 5.5 5.4 5.6

Din datele prezentate în tab. 1 se vede că adăugarea în mediul coroziv numai a permanganatului de potasiu permite micşorarea pierderilor corozive până la 4,4 ori (1,5 g/l KMnO4 la 168 ore de testare), ceea ce în mod clar este insuficient. Totodată, coroziunea în dependenţă de timpul de testare este inhibată neuniform. From the data presented in Table 1 it is seen that the addition of only potassium permanganate to the corrosive medium allows reducing the corrosive losses up to 4.4 times (1.5 g/l KMnO4 at 168 hours of testing), which is clearly insufficient. At the same time, corrosion is inhibited unevenly depending on the testing time.

Din datele prezentate în tab. 2 se vede că adăugarea în mediul coroziv numai a extractului apos din frunze de nuc micşorează pierderile corozive, inhibarea coroziunii în dependenţa de timpul testării se aliniază, dar valorile coeficientului de inhibare γ nu depăşesc 5,6 (30 ml/l şi 168 ore de testare). From the data presented in Table 2, it can be seen that adding only the aqueous extract of walnut leaves to the corrosive medium reduces corrosive losses, the corrosion inhibition in dependence on the testing time is aligned, but the values of the inhibition coefficient γ do not exceed 5.6 (30 ml/l and 168 hours of testing).

În cazul folosirii amestecului de permanganat de potasiu KMnO4 şi extractului apos din frunze de nuc (tab. 3) se vede că în rezultatul efectului sinergetic al interacţiunii dintre componente se observă inhibarea mult mai mare a procesului de coroziune a oţelului în apă, valoarea maximă a coeficientului de inhibare γ ajungând la 10,8 la concentraţia KMnO4 de1,0 g/l şi a extractului de 30 ml/l şi la o durată de 168 ore. În acelaşi timp, inhibarea coroziunii se accentuează cu mărirea timpului de testare. In the case of using the mixture of potassium permanganate KMnO4 and aqueous extract of walnut leaves (tab. 3) it is seen that as a result of the synergistic effect of the interaction between the components, a much greater inhibition of the corrosion process of steel in water is observed, the maximum value of the inhibition coefficient γ reaching 10.8 at a KMnO4 concentration of 1.0 g/l and an extract of 30 ml/l and a duration of 168 hours. At the same time, the corrosion inhibition increases with increasing test time.

Tabelul 3 Table 3

Influenţa introducerii în mediul coroziv a KMnO4 (1, 0 g/l) şi extractului apos din The influence of introducing KMnO4 (1.0 g/l) and the aqueous extract of

frunze de nuc asupra parametrilor procesului coroziv al oţelului St. 3 în apă walnut leaves on the parameters of the corrosion process of St. 3 steel in water

Concentraţia extractului, ml/l Timpul testării, ore Viteza de coroziune, k, g/м2·zi Coeficientul de inhibare, γ 0 8 24 48 72 168 6,36 3,69 2,51 1,74 1,02 3,3 3,25 3,5 3,8 4,1 10 8 24 48 72 168 4,04 1,88 1,29 1,08 0,66 5,2 6,4 6,82 6,1 6,36 20 8 24 48 72 168 2,84 1,58 1,13 0,81 0,50 7,4 7,6 7,8 8,15 8,4 30 8 24 48 72 168 2,56 1,40 0,90 0,64 0,39 8,2 8,57 9,8 10,3 10,8Extract concentration, ml/l Testing time, hours Corrosion rate, k, g/m2·day Inhibition coefficient, γ 0 8 24 48 72 168 6.36 3.69 2.51 1.74 1.02 3.3 3.25 3.5 3.8 4.1 10 8 24 48 72 168 4.04 1.88 1.29 1.08 0.66 5.2 6.4 6.82 6.1 6.36 20 8 24 48 72 168 2.84 1.58 1.13 0.81 0.50 7.4 7.6 7.8 8.15 8.4 30 8 24 48 72 168 2.56 1.40 0.90 0.64 0.39 8.2 8.57 9.8 10.3 10.8

Astfel, a fost elaborat un inhibitor al coroziunii oţelului în apă inofensiv din punct de vedere ecologic, necostisitor, eficient, care poate fi utilizat pentru a inhiba coroziunea in sistemele închise ale conductelor de oţel şi permite reducerea considerabilă a pierderilor corozive de până la 10,8 ori. Thus, an environmentally friendly, inexpensive, effective steel corrosion inhibitor in water was developed, which can be used to inhibit corrosion in closed steel pipeline systems and allows for a considerable reduction in corrosion losses of up to 10.8 times.

1. Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. Л., 1968, p. 77 1. Alcybeeva A.I., Levin S.Z. Metal corrosion inhibitors. L., 1968, p. 77

2. Saleh R. M., Ismail A. A., Hosary A. A. Ингибирование коррозии экстрактами природных соединений. Экспресс-информация. Коррозия и защита от коррозии. М., 1985, nr. 1, p. 22-25 2. Saleh R. M., Ismail A. A., Hosary A. A. Corrosion inhibition by extracts of natural compounds. Express information. Corrosion and corrosion protection. M., 1985, no. 1, p. 22-25

3. MD 1329 Y 2019.03.31 3. MD 1329 Y 2019.03.31

4. MD 1371 Y 2019.09.30 4. MD 1371 Y 2019.09.30

Claims (1)

Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă, care constă în introducerea în mediul coroziv a 0,5-1,5 g/l de permanganat de potasiu KMnO4 şi 10-30 ml/l de extract apos din frunze de nuc, obţinut prin extracţia frunzelor uscate cu apă în raport de masă de (2-4):10 la temperatura de 70-100°C timp de 1-3 ore, cu filtrarea ulterioară.Process for protecting steel from corrosion in water, which consists of introducing into the corrosive medium 0.5-1.5 g/l of potassium permanganate KMnO4 and 10-30 ml/l of aqueous extract from walnut leaves, obtained by extracting dried leaves with water in a mass ratio of (2-4):10 at a temperature of 70-100°C for 1-3 hours, with subsequent filtration.
MDS20200076A 2020-07-17 2020-07-17 Process for corrosion protection of steel in water MD1494Z (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20200076A MD1494Z (en) 2020-07-17 2020-07-17 Process for corrosion protection of steel in water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20200076A MD1494Z (en) 2020-07-17 2020-07-17 Process for corrosion protection of steel in water

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MD1494Y MD1494Y (en) 2021-01-31
MD1494Z true MD1494Z (en) 2021-08-31

Family

ID=74479102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MDS20200076A MD1494Z (en) 2020-07-17 2020-07-17 Process for corrosion protection of steel in water

Country Status (1)

Country Link
MD (1) MD1494Z (en)

Also Published As

Publication number Publication date
MD1494Y (en) 2021-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2989176B1 (en) Method for controlling scale formation, using an allylsulfonate-styrene sulfonate polymer
Mejeha et al. The inhibitive effect of Solanum melongena L. leaf extract on the corrosion of aluminium in tetraoxosulphate (VI) acid
MD1494Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
RU2702542C1 (en) Inhibitor of corrosion and scale formation for use in systems of reverse cooling of power plants or other industrial enterprises
MD1507Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
MD1496Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
CN102553453A (en) Scale inhibitor for reverse osmosis membrane
Abiola et al. Gossipium hirsutum L. extract as green corrosion inhibitor for aluminum in HCl solution
MD1633Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
MD1371Y (en) Process for corrosion protection of steel in water
Singh A survey of corrosivity of underground mine waters from Indian coal mines
MD1495Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
MD1329Y (en) Inhibitor of steel corrosion in water
RU2693243C1 (en) Corrosion and scale-formation inhibitor for water treatment of heating systems and other heating systems
MD1726Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
MD1397Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
MD1415Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
MD1416Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
MD1414Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
MD1382Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
MD4310C1 (en) Inhibitor of steel corrosion in water
MD1746Z (en) Process for corrosion protection of steel in water
RU2835103C1 (en) Method of purifying waste water from sulphides
MD1427Z (en) Inhibitor of steel corrosion in water
MD1615Z (en) Process for corrosion protection of steel in water

Legal Events

Date Code Title Description
FG9Y Short term patent issued