MD1726Z - Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă - Google Patents

Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă Download PDF

Info

Publication number
MD1726Z
MD1726Z MDS20220093A MDS20220093A MD1726Z MD 1726 Z MD1726 Z MD 1726Z MD S20220093 A MDS20220093 A MD S20220093A MD S20220093 A MDS20220093 A MD S20220093A MD 1726 Z MD1726 Z MD 1726Z
Authority
MD
Moldova
Prior art keywords
corrosion
water
steel
hours
inhibitors
Prior art date
Application number
MDS20220093A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Василе ЛОЗАН
Владимир ПАРШУТИН
Александр КОВАЛЬ
Тудор ЖОВМИР
Original Assignee
Публичное Учреждение Государственный Университет Молдовы
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 Публичное Учреждение Государственный Университет Молдовы filed Critical Публичное Учреждение Государственный Университет Молдовы
Priority to MDS20220093A priority Critical patent/MD1726Z/ro
Publication of MD1726Y publication Critical patent/MD1726Y/ro
Publication of MD1726Z publication Critical patent/MD1726Z/ro

Links

Landscapes

  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la domeniul protecţiei metalelor împotriva coroziunii în apă şi poate fi utilizată pentru inhibarea coroziunii în sistemele închise de conducte din oţel.Procedeul de protecţie a oţelului de coroziune în apă constă în introducerea în mediul apos ce contactează cu suprafeţele de oţel a dihidrazidei acidului succinic în cantitate de 0,1...0,75 g/L şi a unui extract apos de frunze de nuc în cantitate de 10...30 mL/L. Inhibitorii pot fi introduşi în mediul apos concomitent sau succesiv. Extractul apos de frunze de nuc se obţine la încalzirea materiei prime în apă în raport de masă de (2...4):10, pe baie de apă la temperatura de 70...100°C timp de 1...3 ore, şi separarea soluţiei obţinute.

Description

Invenţia se referă la domeniul protecţiei metalelor împotriva coroziunii în apă şi poate fi utilizată pentru a inhiba coroziunea în sistemele închise de conducte din oţel.
Este cunoscut faptul că apa naturală sau de procesare, care conţine ioni activi de clorură şi sulfat este un mediu destul de agresiv, în care coroziunea oţelului are loc într-un ritm sporit. Astfel, în Chişinău în apa din apeduct, 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 săruri de 0,457 g/L, viteza de coroziune a oţelulului cu carbon la 8 ore de testare este ridicată, atingând 21 g/m2·zi. Cu creşterea timpului de expunere, rata de coroziune scade (de exemplu, 12 g/m2·zi la 24 de ore, 6,6 g/m2·zi la 72 de ore şi 4,0 g/m2·zi la 240 de ore de testare) datorită formarii pe suprafaţa de corodare a peliculei de oxid-hidroxid a produselor de coroziune, precum şi a calcitului CaCO3. Deşi ionii de SO4 2- provoacă o coroziune generală, destul de uniformă, pe suprafaţa interioară a conductelor se pot forma adâncituri din cauza prezenţei ionilor activi de clor în apă. În unele cazuri acestea pot fi străpunse, ceea ce poate cauza avarii în sistemele de conducte. Mai mult decât atât, fierul ionizat, trecând în apă şi acumulându-se acolo, înrăutăţeşte calitatea apei. (Паршутин В. В., Шолтоян Н. С., Сидельникова С. П., Володина Г. Ф. Ингибирование бороглюконатом кальция коррозии углеродистой стали Ст. 3 в воде. I. Коррозия в условиях естественной аэрации и принудительной конвекции. Электронная обработка материалов, 1999, № 5, p. 42-56).
Pentru a diminua coroziunea din conducte în apă se introduc diferiţi inhibitori care frânează procesul de coroziune. De exemplu, succinatul de sodiu NaOOCCH2CH2COONa este utilizat în calitate de inhibitor de coroziune a oţelului în apă şi soluţii apoase de sare în concentraţie minimă de 2 mmol/L [1]. Dezavantajul acestui inhibitor constă în faptul că procesul de inhibiţie nu este suficient de stabil.
Este cunoscut un inhibitor de coroziune pentru lichidele de răcire şi antigel, care conţine în % mas.: 3...4 acid sebacic, 8...9 acid adipic, 6,5...7,5 hidroxid de sodiu, 3,5...4,0 acid benzoic, 30...40 apă, 0,25...0,5 benzotriazol, 1...2 bicarbonat de sodiu, restul este etilenglicol. Rezultatul aplicării sale este o creştere a rezistenţei la coroziune a tuturor materialelor constructive ale sistemului de răcire al motoarelor cu ardere internă, prevenind pericolul depunerilor de minerale pe suprafaţa acestuia şi o scădere a toxicităţii lichidelor de răcire [2].
Mai este cunoscut un inhibitor de coroziune pentru lichidele de răcire şi antigel, care conţine în % mas.: 3,5...4,5 acid succinic, 7...8 acid adipic, 7,5...8,5 hidroxid de sodiu, 2,5...3,5 acid benzoic, 30...40 apă, 0,25...0,5 benzotriazol, 1,5...2,5 bicarbonat de sodiu, restul este glicerina. Rezultatul aplicării sale este o creştere a rezistenţei la coroziune a tuturor materialelor constructive ale sistemelor de alimentare cu căldură, prevenirea depunerilor minerale pe suprafeţele elementelor sale şi o scădere a toxicităţii lichidului de răcire din purtătorul de căldură [3].
Este cunoscut un inhibitor de coroziune pentru lichidele de răcire şi antigel, care conţine, în % mas.: 5,5...6,5 acid sebacic, 3...4 acid adipic, 6...7 hidroxid de sodiu, 2...3 acid benzoic, 2,5...3,5 acid succinic, 35...40 apă, 0,25...0,5 benzotriazol, 0,02...0,04 N-fenil-2-naftilamină, restul este etilenglicol. Ca urmare a utilizării acestui inhibitor se observă o creştere a rezistenţei la coroziune a tuturor materialelor constructive ale sistemului de răcire, precum şi prevenirea coroziunii pe suprafaţa oţelului şi a fontei [4].
Cu toate acestea, inhibitorii cunoscuţi au o compoziţie multicomponentă foarte complexă şi conţin componente în concentraţii mari. În acelaşi timp, aceşti inhibitori doar reduc toxicitatea lichidelor de răcire fără a o elimina.
Sunt cunoscuţi inhibitori de coroziune al oţelului în apă în baza dihidrazidelor, de exemplu, a acidului adipic:
,
utilizată în concentraţii de 0,05...1,0 g/L [5] sau a acidului succinic:
,
utilizată în concentraţii de 0,025...0,75 g/L [6]. În pofida faptului că ele pot reduce semnificativ rata de coroziune, aceşti inhibitori posedă un dezavantaj semnificativ - suprimarea coroziunii este extrem de neuniformă. Inhibitorii sunt eficienţi doar până la 72 de ore, iar cu o expunere mai lungă (240 de ore sau mai mult), eficacitatea scade brusc. Acest lucru se vede din valorile coeficienţilor de frânare, care scad semnificativ. Acest fapt face imposibilă utilizarea acestor inhibitori în sistemele de conducte de oţel extinse din cauza costului ridicat şi dificultăţii de menţinere a concentraţiilor efective ale inhibitorilor.
Sunt cunoscute procedee de protecţie contra coroziunii în apă cu utilizarea diferitor inhibitori de coroziune, care reprezintă extracte din materii prime vegetale, de exemplu, din seminţe de schinduf, lupin, fructe uscate de palmier, vinete sau sfeclă [7]. Dezavantajele acestor extracte constau în aceea că ele pot fi folosite doar pentru a inhiba coroziunea metalelor în soluţii acide. În apă, care este un mediu neutru, efectul lor asupra reducerii pierderilor de coroziune este nesemnificativ. În acelaşi timp, metodele de extracţie utilizate nu asigură o extragere a tuturor substanţelor care suprimă coroziunea în soluţie.
Este cunoscut un procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă, care constă în introducerea într-un mediu coroziv a 0,5...1,5 g/L de permanganat de potasiu KMnO4 şi 10...30 mL/L extract apos din nuci, obţinut prin extragerea din frunzele uscate în apă la un raport de masă de (2...4):10 la o temperatură de 70...100 °C timp de 1...3 ore, urmată de filtrare [8].
Dezavantajele acestei metode sunt concentraţiile mari ale componentelor inhibitorului prin care se realizează suprimarea maximă a coroziunii, ceea ce creşte costul inhibitorului şi valoarea scăzută, de până la 10,8 ori, a coeficientului de inhibare a coroziunii. În plus, permanganatul de potasiu este instabil la temperaturi ridicate, ceea ce înseamnă că în sistemele cu o temperatură ridicată a purtătorului de căldură se va produce consumarea rapidă a acestuia.
Problema soluţionată de invenţie constă în elaborarea unui procedeu ecologic inofensiv, cu utilizarea unor inhibitori ieftini şi accesibili, pe baza extractului apos de frunze de nuc, care să asigure reducerea semnificativă a pierderilor la coroziune a sistemelor închise de conducte de oţel prin care circulă apa.
Problema se soluţionează prin aplicarea unui procedeu de protecţie contra coroziunii, care prevede introducerea combinată sau succesivă a doi inhibitori în mediul apos ce contactează cu suprafeţele de oţel, totodată în calitate de inhibitori se utilizează dihidrazida acidului succinic în cantitate de 0,1...0,75 g/L şi un extract apos, obţinut din frunze de nuc, în cantitate de 10...30 mL/L.
Materia primă vegetală pentru realizarea invenţiei este una foarte accesibilă în arealul de creştere a nucului. Extractul apos de frunze de nuc se obţine din frunze uscate la încalzirea materiei prime cu apa pe baie de apă, la temperatura de 70...100°C timp de 1...3 ore la un raport de masă de (2...4):10, urmată de separarea soluţiei rezultate.
Rezultatul tehnic al invenţiei prezintă o reducere semnificativă a pierderilor de coroziune până la 25,4 ori în urma acţiunii sinergetice la o utilizare combinată a doi inhibitori: a dihidrazidei acidului succinic şi a unui extract apos de frunze de nuc.
Avantajele invenţiei constau în faptul că în procedeul propus de protecţie a oţelului de coroziune în apă se utilizează o combinaţie a doi componenţi ieftini şi accesibili, care acţionează sinergetic. Ca urmare, pierderile de coroziune se reduc semnificativ comparativ cu cele când se utilizează fiecare component separat.
Exemplu de realizare a invenţiei
Extractul apos de frunze de nuc s-a obţinut din frunze uscate la încălzirea lor pe o baie de apă, la temperatura de 70...100°C timp de 1...3 ore la un raport masa solidă:lichid de (2...4):10, urmată de separarea soluţiei rezultate prin filtrare sau decantare.
Testările de coroziune a mostrelor de oţel St. 3 cu mărimea de 50×25×3 mm au fost efectuate la o imersiune completă în soluţie la aceeaşi adâncime şi cu asigurarea accesului de aer. Rugozitatea iniţială a mostrelor a fost efectuată prin şlefuire. Pierderile de coroziune au fost înregistrate gravimetric. Efectul acţiunii inhibitorului a fost determinat cantitativ prin viteza de coroziune k, g/m2·zi, şi prin valoarea coeficientului de frânare γ = k/k1, unde k1 şi k - viteza de coroziune a metalului, în prezenţa inhibitorului şi respectiv în absenţa ultimului. Coeficientul dat indică de câte ori este redusă viteza de coroziune în rezultatul acţiunii inhibitorului.
Influenţa concentraţiei inhibitorului, al componeţilor săi separat, al timpului de testare asupra vitezei de coroziune k, precum şi a coeficientului de frânare γ, sunt prezentate în tabelele 1-3.
Tabelul 1
Influenţa adăugării dihidrazidei acidului succinic asupra
parametrilor procesului de coroziune a oţelului St. 3 în apă
Concentraţia inhibitorului, g/L Timpul de testare, τ, ore Viteza de coroziune, k, g/m2·zi Coeficientul de frânare, γ 0,0 8 24 72 240 21,0 12,0 6,6 4,0 - - - - 0,025 8 24 72 240 4,82 3,6 1,8 1,09 4,36 3,3 3,6 3,66 0,05 8 24 72 240 2,95 1,89 0,97 0,695 7,1 6,35 6,8 5,76 0,1 8 24 72 240 1,83 0,87 0,635 0,586 11,5 13,8 10,4 6,8 0,25 8 24 72 240 1,188 0,804 0,842 0,789 17,7 14,9 7,85 5,1 0,5 8 24 72 240 1,579 0,612 0,328 0,997 13,3 19,6 20,1 4,01 0,75 8 24 72 240 1,98 0,96 0,81 1,01 16,6 12,5 8,15 3,96
Tabelul 2
Influenţa concentraţiei extractului apos din frunze de nuc
asupra procesului de coroziune a oţelului St. 3 în apă
Concentraţia extractului, mL/L Timpul de testare, τ, ore Viteza de coroziune, k, g/m2·zi Coeficientul de frânare, 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 Tabelul 1 se vede că cel mai mare efect este obţinut atunci când se utilizează inhibitorul care conţine 0,025...0,75 g/L de dihidrazidă a acidului succinic. Deja la o concentraţie de inhibitor de 0,05 g/L şi cu durata de testare de 8 şi 72 de ore, pierderile de coroziune sunt reduse de 7,1 şi, respectiv, de 6,8 ori. La o concentraţie de 0,5 g/L şi o durată de testare de 24 şi 72 de ore, viteza de coroziune scade de 19,6 şi 20,1 ori, respectiv, însă în timpul menţinerii ulterioare de până la 240 de ore, inhibitorul se uzează (consumă) rapid şi coeficientul de frânare scade la 4,0.
Din datele din tabelul 2 se poate observa că atunci când în mediul coroziv este introdus doar extractul de frunze de nuc, pierderile de coroziune scad, suprimarea nivelurilor de coroziune scade în funcţie de timp, dar valorile coeficientului de frânare nu depăşesc 5,6 (la 30 mL/L si 168 ore de testare).
În continuare a fost testat efectul de inhibare a coroziunii la utilizarea ambilor inhibitori introduşi împreună. Inhibitorii utilizaţi în invenţie pot fi introduşi în mediul de apă fie separat sau sub formă de amestec dozat în prealabil. După cum se vede din tabelul 3, utilizarea unui amestec dintr-un extract apos de frunze de nuc şi dihidrazida acidului succinic permite, ca urmare a efectului sinergetic al interacţiunii componentelor inhibitoare, reducerea semnificativă a pierderilor de coroziune. În acest caz, este important că este asigurată o protecţie uniformă a oţelului împotriva coroziunii la diferite intervale de testare, iar coeficientul de frânare nu scade odată cu creşterea duratei testului. Valoarea maximă atinsă a coeficientului de frânare γ este de 25,4 la o concentraţie a dihidrazidei acidului succinic de 0,5 g/L şi a extractului vegetal de 30 mL/L pentru un interval de expunere de 48 de ore.
Tabelul 3
Influenţa acţiunii combinate a extractului apos de frunze de nuc şi a dihidrazidei acidului succinic asupra procesului de coroziune a oţelului St. 3 în apă
Concentraţia extractului apos din frunze de nuc, mL/L Concentraţia dihidrazidei acidului succinic, g/L Timp de testare, ore Viteza de coroziune, k, g/m2·zi Coeficient de frânare, γ 0 0 8 24 48 72 240 21,0 12,0 8,8 6,6 4,0 - - - - 10 0,1 8 24 48 72 240 1,75 0,839 0,629 0,471 0,299 12,0 14,3 14,0 14,0 13,4 0,25 8 24 48 72 240 1,117 0,69 0,518 0,434 0,278 18,8 17,4 17,0 15,2 14,4 0,5 8 24 48 72 240 1,329 0,569 0,376 0,314 0,196 15,8 21,1 23,4 21,0 20,4 0,75 8 24 48 72 240 1,16 0,822 0,579 0,478 0,296 18,1 14,6 15,2 13,8 13,5 20 0,1 8 24 48 72 240 1,68 0,811 0,579 0,429 0,267 12,5 14,8 15,2 15,4 15,0 0,25 8 24 48 72 240 1,099 0,642 0,48 0,402 0,265 19,1 18,7 18,3 16,4 15,1 0,5 8 24 48 72 240 1,135 0,519 0,364 0,296 0,186 18,5 23,1 24,2 22,3 21,5 0,75 8 24 48 72 240 1,044 0,741 0,533 0,428 0,265 20,1 16,2 16,5 15,4 15,1 30 0,1 8 24 48 72 240 1,489 0,789 0,533 0,402 0,242 14,1 15,2 15,9 16,4 16,5 0,25 8 24 48 72 240 1,04 0,619 0,447 0,365 0,238 20,2 19,4 19,7 18,1 16,8 0,5 8 24 48 72 240 1,029 0,48 0,346 0,266 0,174 20,4 25,0 25,4 24,8 23,0 0,75 8 24 48 72 240 0,977 0,628 0,447 0,343 0,210 21,5 19,1 19,7 19,2 19,0
În concluzie, se propune un procedeu efectiv, accesibil şi destul de ecologic, de protecţie a oţelurilor de coroziune în apă, fapt ce permite de a micşora pierderile de coroziune de cca 25 de ori, totodată scăderea pierderilor în funcţie de timp se desfăşoară destul de uniform.
1. Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. Л., 1968, p. 152
2. RU 2302479 C1 10.07.2007
3. RU 2303083 C1 20.07.2007
4. RU 2393271 C1 27.06.2010
5. MD 359 Y 2011.04.30
6. MD 1025 Y 2016.04.30
7. Saleh R. M., Ismail A. A., Hosary A. A. Ингибирование коррозии экстрактами соединений. Экспресс-информация. Коррозия и защита от коррозии. М., 1985, № 1, p. 22-25
8. MD 1494 Y 2021.01.31

Claims (1)

  1. Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă, care constă în introducerea combinată sau succesivă în mediul apos, care este în contact cu suprafeţele de oţel, a 0,1...0,75 g/L de dihidrazidă a acidului succinic şi 10...30 mL/L de extract apos de frunze de nuc, obţinut prin incalzirea frunzelor uscate de nuc în apă în raport de masă de (2...4):10, pe baie de apă la temperatura de 70...100°C, timp de 1...3 ore, şi separarea soluţiei obţinute.
MDS20220093A 2022-11-08 2022-11-08 Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă MD1726Z (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20220093A MD1726Z (ro) 2022-11-08 2022-11-08 Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDS20220093A MD1726Z (ro) 2022-11-08 2022-11-08 Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MD1726Y MD1726Y (ro) 2023-11-30
MD1726Z true MD1726Z (ro) 2024-06-30

Family

ID=88969451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MDS20220093A MD1726Z (ro) 2022-11-08 2022-11-08 Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă

Country Status (1)

Country Link
MD (1) MD1726Z (ro)

Also Published As

Publication number Publication date
MD1726Y (ro) 2023-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2022008625A (ja) 腐食を抑制するための組成物及び方法
Mejeha et al. The inhibitive effect of Solanum melongena L. leaf extract on the corrosion of aluminium in tetraoxosulphate (VI) acid
EP2386338A1 (en) Use of fruit skin extracts as corrosion inhibitors and process for producing same
Ajayi et al. Inhibition of mild steel corrosion using Jatropha Curcas leaf extract
TWI823854B (zh) 抑制腐蝕和水垢的組成物及方法
MD1726Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă
Anand et al. Corrosion behaviour of mild steel in acidic medium in presence of aqueous extract of Allamanda blanchetii
Yetri et al. Inhibitory action of Theobroma cacao peels extract on corrosion of mild steel in different media.
MD1507Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă
Abakedi et al. Eco–friendly impact of orange (Citrus sinensis) seed extract as corrosion inhibitor for aluminium in 2 M HCl solution J. Mater
MD1496Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă
MD1633Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă
MD1494Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă
MD1495Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă
MD1416Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului împotriva coroziunii în apă
MD1534Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă
MD1397Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului împotriva coroziunii în apă
MD1415Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului împotriva coroziunii în apă
RU2693243C1 (ru) Ингибитор коррозии и накипеобразования для обработки воды теплосетей и других теплофикационных систем
Ilayaraja et al. Inhibition of mild steel corrosion in acidic medium by aqueous extract of Tridax procumbens L.
MD1382Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului împotriva coroziunii în apă
MD1414Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului împotriva coroziunii în apă
Hamdona et al. The influence of polyphosphonates on the precipitation of strontium sulfate (celestite) from aqueous solutions
RU2265675C1 (ru) Ингибитор коррозии в серной, соляной и ортофосфорной кислотах
MD1615Z (ro) Procedeu de protecţie a oţelului de coroziune în apă

Legal Events

Date Code Title Description
FG9Y Short term patent issued