MD1494Z - Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă - Google Patents

Abstract

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.Procedeul de protecţie a oţelului de coroziune în apă 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.Rezultatul tehnic al invenţiei constă în utilizarea unui inhibitor ecologic inofensiv, sigur şi necostisitor, care asigură sporirea rezistenţei la coroziune de până la 10,8 ori.

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.

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).

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].

Dezavantajul acestui inhibitor este concentraţia înaltă şi micşorarea nesemnificativă a pierderilor corozive ale metalelor în mediile acide şi alcaline.

Sunt cunoscuţi diferiţi inhibitori ai coroziunii, care reprezintă extracte din seminţe de schinduf, lupin, vânătă, sfeclă ş.a. [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.

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].

Dezavantajul acestui inhibitor este prezenţa acidului sulfuric concentrat în inhibitor, ce reprezintă un pericol înalt pentru personalul de serviciu.

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].

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Tabelul 1

Influenţa cantităţii de KMnO4 asupra parametrilor procesului coroziv al oţelului St.3 în apă

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 4,4

Tabelul 2

Influenţa cantităţii extractului apos din frunze de nuc

asupra parametrilor procesului coroziv al oţelului St. 3 în apă

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 5,6

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.

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).

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.

Tabelul 3

Influenţa introducerii în mediul coroziv a KMnO4 (1, 0 g/l) şi extractului apos din

frunze de nuc asupra parametrilor procesului coroziv al oţelului St. 3 în apă

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 10,8

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.

1. Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. Л., 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

3. MD 1329 Y 2019.03.31

4. MD 1371 Y 2019.09.30

Claims (1)

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.