RU2283369C1 - Method for protection against corrosion and hydrogen absorption of steel in aqueous-saline medium - Google Patents

Method for protection against corrosion and hydrogen absorption of steel in aqueous-saline medium Download PDF

Info

Publication number
RU2283369C1
RU2283369C1 RU2005100560/02A RU2005100560A RU2283369C1 RU 2283369 C1 RU2283369 C1 RU 2283369C1 RU 2005100560/02 A RU2005100560/02 A RU 2005100560/02A RU 2005100560 A RU2005100560 A RU 2005100560A RU 2283369 C1 RU2283369 C1 RU 2283369C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
steel
inhibitor
corrosion
hydrogen
substances
Prior art date
Application number
RU2005100560/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005100560A (en
Inventor
мина Анжела Алексеевна М (RU)
Анжела Алексеевна Мямина
Сергей Михайлович Белоглазов (RU)
Сергей Михайлович Белоглазов
Original Assignee
Калининградский государственный университет
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 Калининградский государственный университет filed Critical Калининградский государственный университет
Priority to RU2005100560/02A priority Critical patent/RU2283369C1/en
Publication of RU2005100560A publication Critical patent/RU2005100560A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2283369C1 publication Critical patent/RU2283369C1/en

Links

Abstract

FIELD: organic chemistry, anticorrosive substances.
SUBSTANCE: invention relates to a method for protection members, machines, constructions and buildings made of carbonic and low-alloyed steels against corrosion that in the exploitation process contact with aqueous solutions of salts, acids, industrial and domestic-sewage waters, sea water and wetted soils also. Method involves addition of inhibitor wherein aminoester salt is used as inhibitor of the general formula:
Figure 00000003
wherein R means -CH2C6H5; -CH(C6H5)2; -CH(C6H5)3; -CH2CH3; -CH(CH3)2; -C(CH3)3; R' means -CH3; -C2H5; -C3H7; -OC2H5; -OC3H7; R'' means 2HCl; 2HBr; HCl.HBr; 2HF; HCl.HF; HBr.HF. Invention provides preparing inhibitor of corrosion combining properties of biocide and inhibitor of hydrogen absorption steel simultaneously, progressive reducing the steel corrosion rate with the increasing concentration of added organic substance.
EFFECT: improved method of steel protection, valuable properties of inhibitor.
8 tbl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к защите деталей, машин, конструкций и сооружений из углеродистых и низколегированных сталей, которые по условиям эксплуатации контактируют с водными растворами солей, кислот, с промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, морской водой, а также увлажненными почвами. В этих случаях на поверхности стали часто складываются анаэробные условия, способствующие развитию сульфатредуцирующих бактерий (СРБ). Специфичность коррозионной среды, формируемой при участии СРБ, состоит в том, что они выделяют в нее сероводород и органические кислоты. Эти продукты метаболизма СРБ сильно ускоряют коррозионное разрушение сталей, а сероводород является к тому же еще и сильным стимулятором абсорбции водорода сталью, приводящей к выраженному проявлению водородной хрупкости, которая проявляется тем сильнее, чем больше содержание углерода в стали, то есть на высокопрочных и пружинных сталях.The present invention relates to the protection of parts, machines, structures and structures from carbon and low alloy steels, which, under operating conditions, come into contact with aqueous solutions of salts, acids, industrial and domestic wastewater, sea water, and also moistened soils. In these cases, anaerobic conditions often develop on the surface of the steel, contributing to the development of sulfate-reducing bacteria (CRP). The specificity of the corrosive medium formed with the participation of CRP is that they release hydrogen sulfide and organic acids into it. These CRP metabolism products greatly accelerate the corrosion destruction of steels, and hydrogen sulfide is also a strong stimulator of hydrogen absorption by steel, which leads to a pronounced manifestation of hydrogen embrittlement, which manifests itself the stronger, the higher the carbon content in steel, i.e. on high-strength and spring steels .

Известен ингибитор наводороживания стали по а.с. №503942, М. кл. C 25 F 3/06, 1975, применяемый в кислой среде в процессе катодной обработки, однако недостатком этого ингибитора является то, что он не обладает биоцидными свойствами по отношению к СРБ.A known inhibitor of hydrogenation of steel by A. with. No. 503942, M. cl. C 25 F 3/06, 1975, used in an acidic environment during the cathodic treatment, however, the disadvantage of this inhibitor is that it does not have biocidal properties with respect to CRP.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является ингибитор микробиологической коррозии и наводораживания стали в водно-солевых средах, содержащих сульфатредуцирующие бактерии по патенту РФ №2151819, М. кл. C 23 F 11/14, опубл. 27.06.2000, Бюл. №18, в котором в качестве ингибитора используют производные триазина. Однако некоторые из их представителей (симазин, прометрин, зеазин) являются хорошо известными гербицидами - искусственно созданными веществами, применяемыми против сорных растений, используемых в строго определенных допустимых концентрациях. Их применение, хранение, производство, транспортировка и утилизация должны соответствовать требованиям Федерального закона №109-ФЗ от 19.06.97 г. «О безопасном обращении с пестицидами и агрохимикатами», «Правилам по хранению, применению и транспортировке пестицидов и агрохимикатов», утвержденным Министерством сельского хозяйства РФ, Министерством здравоохранения РФ, 29.04.99 г. Поэтому предпочтительно применять более экологически безопасные, умеренно или малотоксичные соединения, к числу которых, по мнению ученых, относятся и соли аминоэфиров.The closest analogue of the proposed invention is an inhibitor of microbiological corrosion and hydrogen picking of steel in aqueous-salt media containing sulfate-reducing bacteria according to the patent of the Russian Federation No. 2151819, M. cl. C 23 F 11/14, publ. 06/27/2000, Bull. No. 18, in which triazine derivatives are used as an inhibitor. However, some of their representatives (simazin, promethrin, zeazin) are well-known herbicides - artificially created substances used against weeds used in strictly defined permissible concentrations. Their use, storage, production, transportation and disposal must comply with the requirements of Federal Law No. 109-ФЗ dated 06/19/97 on Safe Handling of Pesticides and Agrochemicals, and the Rules for the Storage, Use and Transportation of Pesticides and Agrochemicals, approved by the Ministry Agriculture of the Russian Federation, Ministry of Health of the Russian Federation, April 29, 1999. Therefore, it is preferable to use more environmentally friendly, moderately or low toxic compounds, which, according to scientists, include amino ether salts at.

Целью данного изобретения является применение ингибитора коррозии, сочетающего в себе свойства биоцида и ингибитора наводороживания стали одновременно.The aim of this invention is the use of a corrosion inhibitor that combines the properties of a biocide and a hydrogen inhibitor of steel at the same time.

Указанная цель достигается тем, что в качестве ингибиторов коррозии и наводороживания стали в среде, содержащей сульфатредуцирующие бактерии, путем введения ингибиторов, применяют соли аминоэфира. Соли аминоэфиров являются умеренно или малотоксичными соединениями, обладают выраженными антимикробными свойствами.This goal is achieved by the fact that as an inhibitor of corrosion and hydrogenation of steel in a medium containing sulfate-reducing bacteria, by introducing inhibitors, amino ester salts are used. Salts of amino esters are moderately or slightly toxic compounds, have pronounced antimicrobial properties.

Причем используют соединения общей формулы:Moreover, compounds of the general formula are used:

Figure 00000004
Figure 00000004

где: R: -СН2С6Н5; -СН(С6Н5)2; -СН(С6Н5)3; -СН2СН3; -СН(СН3)2; -С(СН3)3;where: R: —CH 2 C 6 H 5 ; -CH (C 6 H 5 ) 2 ; -CH (C 6 H 5 ) 3 ; -CH 2 CH 3 ; -CH (CH 3 ) 2 ; -C (CH 3 ) 3 ;

R': -СН3; -С2H5, -С3Н7, -ОСН3; -ОС2H5; -ОС3Н7;R ': -CH 3 ; -C 2 H 5 , -C 3 H 7 , -OCH 3 ; -OC 2 H 5 ; -OC 3 H 7 ;

R": 2HCl; 2НВr; HCl·HBr; 2HF; HCl·HF; HBr·HF.R ": 2HCl; 2HBr; HCl · HBr; 2HF; HCl · HF; HBr · HF.

Техническим результатом предложенного изобретения является получение ингибитора коррозии, сочетающего в себе свойства биоцида и ингибитора наводороживания стали одновременно, обеспечивающего прогрессивное снижение скорости коррозии стали с увеличением концентрации вводимого органического вещества.The technical result of the proposed invention is to obtain a corrosion inhibitor that combines the properties of a biocide and a hydrogen inhibitor of steel at the same time, providing a progressive decrease in the corrosion rate of steel with an increase in the concentration of introduced organic matter.

Заявляемые производные аминоэфиров представляют собой галогеноводородные или смешанные соли. Их молекулы содержат три основных центра адсорбции, которыми служат два атома азота и атом кислорода эфирной группы. Определяющей силой связи в процессе адсорбции молекул ингибитора на поверхности защищаемой стали является электронная плотность на указанных атомах. У атомов азота обеих иминогрупп имеются алкил- или алкоксиароматические заместители, увеличивающие электронную плотность на атомах N. Согласно теоретическим представлениям лучшим ингибитором должно быть соединение 3 (таблица 8), так как в его молекуле около атома кислорода находятся электронодонорные алкильные заместители, смещающие на него электронную плотность. Однако проявлению хорошей экранирующей способности этим соединением мешает стерический эффект трех метальных групп у атома углерода, связанного с эфирным кислородом.The inventive amino ester derivatives are hydrogen halide or mixed salts. Their molecules contain three main adsorption centers, which are two nitrogen atoms and an oxygen atom of the ether group. The decisive binding force during the adsorption of inhibitor molecules on the surface of the steel being protected is the electron density on these atoms. The nitrogen atoms of both imino groups have alkyl or alkoxy aromatic substituents that increase the electron density on the N atoms. According to theoretical ideas, compound 3 should be the best inhibitor (table 8), since its molecule has electron-donating alkyl substituents near the oxygen atom that displace electron density. However, the steric effect of the three methyl groups on the carbon atom bound to ether oxygen interferes with the manifestation of good shielding ability of this compound.

Два симметричных фенильных радикала в концевых положениях у соединений 1, 2 и 4 (таблица 8) способствуют экранированию поверхности металла, так как π-электроны ароматических колец участвуют в адсорбции, вступая во взаимодействие с поверхностными атомами железа, хотя электронная плотность на атоме кислорода несколько ослабляется двумя электрофильными фенильными группами. Соединение 4 обладает лучшим ингибирующим коррозию действием.Two symmetric phenyl radicals at the terminal positions of compounds 1, 2, and 4 (Table 8) contribute to the screening of the metal surface, since the π-electrons of aromatic rings participate in adsorption, interacting with surface iron atoms, although the electron density on the oxygen atom is somewhat weakened two electrophilic phenyl groups. Compound 4 has the best corrosion inhibitory effect.

Таким образом, образование адсорбционных связей между молекулами ингибитора и поверхностными атомами Fe стали носит хемосорбционный характер и сила связи зависит от электронной плотности на гетероатомах молекулы, а также от взаимодействия π-электронов ароматических колец с металлической поверхностью.Thus, the formation of adsorption bonds between inhibitor molecules and surface Fe atoms is chemisorption in nature and the bond strength depends on the electron density on the heteroatoms of the molecule, as well as on the interaction of π-electrons of aromatic rings with a metal surface.

Кроме того, заявленные органические соединения в кислых средах ведут себя как катионактивные. При попадании в водно-солевую среду они частично (в большей или меньшей степени - в зависимости от рН среды и рК соединения) диссоциируют с образованием органических катионов. Поверхность углеродистых сталей в коррозионной среде, формирующейся в результате жизнедеятельности СРБ, из-за образования сульфидных мостиков приобретает обычно отрицательный заряд. Это создает предпосылки для электростатического взаимодействия (электросорбции) частиц ингибитора в катионной форме с поверхностью стали.In addition, the claimed organic compounds in acidic environments behave as cationic. When they enter the water-salt medium, they partially (to a greater or lesser extent - depending on the pH of the medium and the pK of the compound) dissociate with the formation of organic cations. The surface of carbon steels in a corrosive medium formed as a result of the life of CRP, due to the formation of sulfide bridges, usually acquires a negative charge. This creates the prerequisites for electrostatic interaction (electrosorption) of the inhibitor particles in cationic form with the surface of the steel.

Известно, что соли аминоэфиров являются малотоксичными при различных способах введения, физиологически активными соединениями, обладающими хорошо выраженными антимикробными свойствами. Их легко получить из аминоэфиров, которые проявляют длительное обезболивающее, антигипертензивное и антиаритмическое действие. Местноанестезирующая активность некоторых из них превышает активность известных в мировой практике анестетиков в 5-7 раз. Аминоэфиры обладают высоким терапевтическим индексом, большой широтой фармакологического действия и являются перспективными для создания на их основе новых лекарственных средств для профилактики и лечения сердечно-сосудистых заболеваний.It is known that salts of amino esters are low toxic in various methods of administration, physiologically active compounds with pronounced antimicrobial properties. They are easily obtained from amino esters that exhibit long-term analgesic, antihypertensive and antiarrhythmic effects. The local anesthetic activity of some of them exceeds the activity of anesthetics known in world practice by 5-7 times. Amino esters have a high therapeutic index, a large breadth of pharmacological action and are promising for the creation of new drugs on their basis for the prevention and treatment of cardiovascular diseases.

Для испытания заявляемых соединений использовали их растворы в водно-солевой среде состава (табл.1)To test the claimed compounds used their solutions in an aqueous-salt medium of the composition (table 1)

Таблица 1Table 1 Состав среды Постгейта "Б"Composition of Postgate B №, п/пNo. Название соединения и егоName of the compound and its Количество, г/лAmount, g / l 1one Хлорид натрияSodium chloride 7.57.5 22 Сульфат магнияMagnesium sulfate 1.01.0 33 Сульфат натрияSodium sulfate 2.02.0 4four Карбонат натрияSodium carbonate 1.01.0 55 Дигидроортофосфат натрияSodium dihydroorthophosphate 0.50.5 66 Лактат кальцияCalcium lactate 2.02.0

В коррозионных исследованиях применяли образцы мягкой стали Ст 3. Образцы предварительно шлифовали наждачной бумагой, обезжиривали венской известью и стерилизовали ртутно-кварцевой лампой.In corrosion studies, samples of St 3 mild steel were used. The samples were pre-sanded with sandpaper, degreased with Viennese lime and sterilized with a mercury-quartz lamp.

СРБ являются анаэробной культурой, то есть растворенный в среде кислород вызывает их переход в латентное состояние. Для создания анаэробных условий среду стерилизовали кипячением, затем инокулировали накопительной культурой СРБ, полученной пересевом пробы из природного источника. В момент загрузки образцов 1 мл такой среды содержал 4,0·107 клеток сульфатредуцирующих бактерий рода Desulfovibrio.CRP is an anaerobic culture, that is, oxygen dissolved in the medium causes their transition to a latent state. To create anaerobic conditions, the medium was sterilized by boiling, then it was inoculated with an accumulation culture of CRP obtained by reseeding samples from a natural source. At the time of loading the samples, 1 ml of this medium contained 4.0 × 10 7 cells of sulfate-reducing bacteria of the genus Desulfovibrio.

Герметически закрытые пробирки с образцами помещали в термостат (37°С). Спустя 48 ч после внесения накопительной культуры в стерильную среду образцы мягкой стали Ст 3 заменяли на новые.Hermetically sealed sample tubes were placed in a thermostat (37 ° C). 48 hours after introducing the accumulative culture into the sterile medium, the St 3 mild steel samples were replaced with new ones.

Коррозионные процессы на стали изучали гравиметрическим, потенциометрическим и потенциостатическим методами.Corrosion processes on steel were studied by gravimetric, potentiometric and potentiostatic methods.

Наблюдения за жизнедеятельностью СРБ вели путем ежедневного подсчета под микроскопом численности микроорганизмов с помощью камеры Горяева в фазовом контрасте. Концентрацию сульфатного остатка определяли йодометрическим титрованием по калибровочному графику. Величины рН и редокс-потенциала сред определяли потенциометрически. Содержание водорода определяли методом послойного анодного растворения стальных образцов.Observations of the life of CRP were carried out by daily counting under a microscope of the number of microorganisms using a Goryaev’s camera in phase contrast. The concentration of sulfate residue was determined by iodometric titration according to a calibration graph. The pH and redox potential of the media were determined potentiometrically. The hydrogen content was determined by the method of layer-by-layer anodic dissolution of steel samples.

Сущность метода заключается в определении убыли концентрации растворенного в электролите кислорода, взаимодействующего в присутствии платинового катализатора с выделяющимся при анодном растворении стали водородом. Концентрацию растворенного в электролите кислорода до и после анодного растворения определяли фотометрически по методу Ковальцева и Алесковского с применением в качестве реагента на кислород сафранина Т.The essence of the method is to determine the decrease in the concentration of oxygen dissolved in the electrolyte, which interacts in the presence of a platinum catalyst with hydrogen released during the anodic dissolution of steel. The concentration of oxygen dissolved in the electrolyte before and after anodic dissolution was determined photometrically by the method of Kovaltsev and Aleskovsky using safranin T as an oxygen reagent.

После подготовки поверхности образец изолировали так, чтобы рабочая поверхность составляла 1,8 см2. Затем образец анодно растворяли при строго поддерживаемой плотности тока Da=±0,02 А/см2 (I=36 мА). Пробы анолита отбирали через каждые 20 мин и заполняли кювету фотометра. Добавляли 0,4 мл лейкосафранина и перемешивали раствор в кювете магнитной мешалкой. Измеряли оптическую плотность и по результатам измерений определяли содержание водорода в растворенном слое металла по графику, полученному на основании формулы:After preparing the surface, the sample was isolated so that the working surface was 1.8 cm 2 . Then the sample was anodically dissolved at a strictly maintained current density D a = ± 0.02 A / cm 2 (I = 36 mA). Anolyte samples were taken every 20 minutes and the photometer cuvette was filled. 0.4 ml of leucosafranin was added and the solution in the cuvette was stirred with a magnetic stirrer. The optical density was measured and the hydrogen content in the dissolved metal layer was determined from the measurement results according to the graph obtained on the basis of the formula:

Figure 00000005
Figure 00000005

где Vэл - объем электролита, мл;where V el - electrolyte volume, ml;

1,429 - масса 1 мл 02, мг;1.429 - mass 1 ml 0 2 , mg;

Δm - масса растворенного слоя металла, мг;Δm is the mass of the dissolved metal layer, mg;

ΔC - изменение концентрации кислорода в анолите после растворения поверхностного слоя по сравнению с концентрацией кислорода в анолите до растворения.ΔC is the change in the concentration of oxygen in the anolyte after dissolution of the surface layer in comparison with the concentration of oxygen in the anolyte before dissolution.

Толщину слоя адсорбированного водорода определяли по формуле:The thickness of the adsorbed hydrogen layer was determined by the formula:

Figure 00000006
Figure 00000006

где Δm - масса растворенного слоя металла, г;where Δm is the mass of the dissolved metal layer, g;

Sобр - площадь стального образца, см2;S arr - the area of the steel sample, cm 2 ;

d=7,8 г/см3 - плотность стали.d = 7.8 g / cm 3 is the density of steel.

Обезжиренные и облученные УФ-лампой образцы и заявляемые вещества вводили в коррозионную среду спустя 48 ч, необходимых для развития СРБ в коррозионной среде, и сразу же снимали первые показания физико-химических параметров (электродного потенциала стальной поверхности, окислительно-восстановительного потенциала и водородного показателя коррозионной среды, концентрации биогенного сероводорода, количества бактериальных клеток).Fat-free and UV-irradiated samples and the inventive substances were introduced into the corrosive medium after 48 h, necessary for the development of CRP in a corrosive environment, and the first readings of the physicochemical parameters (electrode potential of the steel surface, oxidation-reduction potential, and hydrogen indicator of corrosion environment, concentration of biogenic hydrogen sulfide, the number of bacterial cells).

Значения электродного потенциала (ε) стального образца в присутствии всех заявляемых органических соединений на третьи сутки эксперимента смещаются в сторону более положительных значений. Наибольшее облагораживание ε наблюдается в присутствии добавки №4 (таблица 2). Наименьший сдвиг значений ε вызвала добавка №1.The values of the electrode potential (ε) of the steel sample in the presence of all the claimed organic compounds on the third day of the experiment are shifted towards more positive values. The highest enrichment ε is observed in the presence of additive No. 4 (table 2). The smallest shift in ε was caused by additive No. 1.

Таблица 2table 2 Изменение значений электродного потенциала стали при увеличении концентрации заявляемых веществ на 72-й час экспозицииThe change in the electrode potential of steel with an increase in the concentration of the claimed substances at the 72nd hour of exposure СоединениеCompound Электродный потенциал стали, мВ, при различных концентрациях веществ, ммоль/лThe electrode potential of steel, mV, at various concentrations of substances, mmol / l 0.50.5 1.01.0 2.02.0 4.04.0 5.05.0 10.010.0 1one -630-630 -627-627 -621-621 -615-615 -610-610 -616-616 22 -626-626 -620-620 -611-611 -605-605 -598-598 -591-591 33 -620-620 -617-617 -602-602 -587-587 -557-557 -542-542 4four -610-610 -603-603 -584-584 -562-562 -548-548 -523-523

На 3-4 сутки эксперимента наблюдалось смещение и окислительно-восстановительного потенциала (εh) в сторону более положительных значений по сравнению с контрольной серией. Причем сдвиг εh тем сильнее, чем больше концентрация заявляемых веществ. Наибольший сдвиг εh наблюдался в присутствии соед. №4, а наименьший при введении соед. №1 (таблица 3).On the 3-4th day of the experiment, a shift in the redox potential (ε h ) was also observed towards more positive values compared to the control series. Moreover, the shift ε h the stronger, the greater the concentration of the claimed substances. The greatest shift ε h was observed in the presence of compounds. No. 4, and the smallest with the introduction of the compound. No. 1 (table 3).

В присутствии всех заявляемых органических веществ после завершения жизненного цикла микроорганизмов (7 сутки эксперимента) значения εh незначительно смещаются в сторону более отрицательных значений.In the presence of all the claimed organic substances after the completion of the life cycle of microorganisms (day 7 of the experiment), the values of ε h are slightly shifted towards more negative values.

Таблица 3Table 3 Окислительно-восстановительный потенциал коррозионной среды с описываемыми веществами при экспозиции 72 чThe redox potential of a corrosive medium with the described substances at an exposure of 72 hours СоединениеCompound Редокс-потенциал среды, мВ, при концентрациях веществ, ммоль/лRedox potential of the medium, mV, at concentrations of substances, mmol / l 0.50.5 1.01.0 2.02.0 4.04.0 5.05.0 10.010.0 1one 300300 297297 290290 283283 271271 259259 22 319319 305305 296296 274274 259259 232232 33 325325 301301 292292 263263 250250 227227 4four 340340 330330 305305 277277 230230 219219

В присутствии всех заявляемых соединений на 4 сутки экспозиции наблюдалось смещение водородного показателя среды (рН) в сторону слабокислых значений по сравнению с контролем. Как правило, этот сдвиг был тем сильнее, чем больше концентрация заявляемых веществ. Так соед. №4 при С=1 ммоль/л вызывает наибольшее смещение рН от 8,9 до 8,1, а при больших концентрациях (С=5,0 ммоль/л) - до значений 6,1. В дальнейшем, начиная с шестых суток экспозиции, во всех случаях в присутствии солей аминоэфиров рН монотонно смещался в сторону щелочных значений. Из всех исследованных солей аминоэфиров наиболее сильное смещение рН среды в щелочную область наблюдали в средах с добавкой №4 (таблица 4).In the presence of all the claimed compounds on the 4th day of exposure, a shift in the pH of the medium (pH) was observed towards slightly acidic values compared with the control. As a rule, this shift was the stronger, the greater the concentration of the claimed substances. So conn. No. 4 at C = 1 mmol / L causes the greatest pH shift from 8.9 to 8.1, and at high concentrations (C = 5.0 mmol / L) to values of 6.1. Subsequently, starting from the sixth day of exposure, in all cases, in the presence of salts of amino esters, the pH monotonically shifted toward alkaline values. Of all the studied salts of amino esters, the strongest shift of the pH of the medium to the alkaline region was observed in media with the addition of No. 4 (table 4).

Таблица 4Table 4 Изменение водородного показателя коррозионной среды с увеличением концентрации вводимых веществ на 72-й час экспозицииChange in the hydrogen index of a corrosive medium with an increase in the concentration of introduced substances at the 72nd hour of exposure СоединениеCompound Водородный показатель среды Постгейта 'Б' при концентрациях исследуемых веществ, ммоль/лHydrogen indicator of Postgate 'B' medium at concentrations of the studied substances, mmol / l 0.50.5 1.01.0 2.02.0 4.04.0 5.05.0 10.010.0 1one 7.27.2 7.57.5 7.77.7 7.77.7 7.87.8 7.37.3 22 7.37.3 7.47.4 7.47.4 7.57.5 7.57.5 7.17.1 33 7.77.7 7.67.6 7.47.4 7.37.3 7.27.2 6.76.7 4four 7.67.6 7.57.5 7.57.5 7.47.4 7.37.3 6.96.9

На 3-4 сутки эксперимента в стерильной среде наблюдался "всплеск" численности СРБ. В пробах с заявляемыми соединениями, наоборот, через сутки после введения веществ численность клеток резко уменьшалась. Спустя 48 ч наблюдалось незначительное увеличение количества клеток СРБ, что связано со способностью бактерий приспосабливаться к изменениям условий среды. Затем, по мере истощения питательных свойств среды, численность СРБ снижалась монотонно. Соединения №4 и №3 вызывают большее уменьшение численности микроорганизмов (таблица 5).On the 3-4th day of the experiment, a “surge” in the number of CRP was observed in a sterile medium. In samples with the claimed compounds, on the contrary, a day after the introduction of substances, the number of cells decreased sharply. After 48 hours, a slight increase in the number of CRP cells was observed, which is associated with the ability of bacteria to adapt to changes in environmental conditions. Then, as the nutrient properties of the medium were depleted, the number of CRP decreased monotonously. Compounds No. 4 and No. 3 cause a greater decrease in the number of microorganisms (table 5).

Таблица 5Table 5 Изменение количества микробных клеток при увеличении концентрации заявляемых веществ на 72-й час экспозицииThe change in the number of microbial cells with an increase in the concentration of the claimed substances at the 72nd hour of exposure СоединениеCompound Количество микробных клеток, ед·10-7 мл-1 при концентрациях описываемых веществ, ммоль/лThe number of microbial cells, units · 10 -7 ml -1 at the concentrations of the described substances, mmol / l 0.50.5 1.01.0 2.02.0 4.04.0 5,05,0 10.010.0 1one 353353 349349 324324 213213 300300 291291 22 307307 300300 284284 253253 220220 261261 33 284284 279279 271271 264264 260260 254254 4four 285285 283283 276276 270270 275275 250250

Спустя сутки после введения в коррозионную среду солей аминоэфиров наблюдалось уменьшение содержания основного метаболита бактерий - сероводорода. По мере завершения жизненного цикла СРВ, концентрация сероводорода принимает постоянное значение. Соединение №4 вызвало наибольшее снижение концентрации сероводорода в коррозионной среде (таблица 6).A day after the introduction of salts of amino esters into the corrosive medium, a decrease in the content of the main metabolite of bacteria, hydrogen sulfide, was observed. As the SRV life cycle ends, the concentration of hydrogen sulfide assumes a constant value. Compound No. 4 caused the greatest decrease in the concentration of hydrogen sulfide in a corrosive environment (table 6).

Таблица 6Table 6 Изменение содержания сероводорода при увеличении концентрации заявляемых веществ на 96-й час экспозицииThe change in the content of hydrogen sulfide with an increase in the concentration of the claimed substances at the 96th hour of exposure СоединениеCompound Содержание сероводорода, мг/л, при различных концентрациях веществ, ммоль/лThe content of hydrogen sulfide, mg / l, at various concentrations of substances, mmol / l 0.50.5 1.01.0 2.02.0 4.04.0 5.05.0 10.010.0 1one 8585 8383 8282 8181 8080 7474 22 8181 7979 8080 8282 8383 7272 33 8484 8282 8383 8585 8787 6363 4four 8282 8080 7272 6363 6767 5757

Из таблицы 7 видно, что скорость коррозии стали в присутствии заявляемых веществ равномерно снижается с увеличением концентраций вводимых органических веществ, доходя до весьма малых значений. В присутствии соединения №4 скорость коррозии минимальна.From table 7 it is seen that the corrosion rate of steel in the presence of the inventive substances decreases uniformly with increasing concentrations of input organic substances, reaching very small values. In the presence of compound No. 4, the corrosion rate is minimal.

По степени защиты корродирующего металла описываемые соли аминоэфиров можно расположить в ряд: №4>№3>№2>№1. Ингибиторы №4 и №3 обладают наилучшими из описываемых заявляемых веществ ингибиторными и биоцидными свойствами.According to the degree of protection of the corrosive metal, the described salts of amino esters can be arranged in a row: No. 4> No. 3> No. 2> No. 1. Inhibitors No. 4 and No. 3 possess the best of the described claimed substances inhibitory and biocidal properties.

Действие заявляемых соединений на коррозию хорошо согласуется с их действием на водородосодержание приповерхностных слоев стали, коррелировавшей в ингибированной среде с СРБ.The effect of the claimed compounds on corrosion is in good agreement with their effect on the hydrogen content of the surface layers of steel, which correlated in an inhibited medium with CRP.

На чертеже представлена зависимость содержания водорода от глубины растворенного слоя стальных образцов в присутствии солей аминоэфиров. Уже при концентрации обсуждаемых органических веществ 1 ммоль/л максимальное водородосодержание у образца, корродировавшего в присутствии соед. №4, уменьшается почти в два раза по сравнению с максимальным водородосодержанием образца, корродировавшего в среде без органических ингибиторов.The drawing shows the dependence of the hydrogen content on the depth of the dissolved layer of steel samples in the presence of salts of amino esters. Even at a concentration of the organic substances under discussion of 1 mmol / L, the maximum hydrogen content of the sample corroded in the presence of compounds. No. 4, decreases almost twice as compared with the maximum hydrogen content of the sample, which corroded in a medium without organic inhibitors.

Накопление поглощенного водорода в относительно тонком поверхностном слое стали - 10...15 мкм во всех случаях применения исследуемых органических веществ связано с тем, что в поверхностных слоях стали, имеющих особое напряженно-деформированное состояние, образуется большое число коллекторов, заполненных молекулярным водородом, часть из которых, находящаяся в непосредственной близости от поверхности, раскрывается наружу и водород из этого слоя частично десорбируется. Но частично он проникает со временем в более глубоко лежащие слои.The accumulation of absorbed hydrogen in a relatively thin surface layer of steel - 10 ... 15 μm in all cases of application of the studied organic substances is due to the fact that a large number of collectors filled with molecular hydrogen are formed in the surface layers of steel with a special stress-strain state, part of which, located in close proximity to the surface, it opens out and hydrogen from this layer is partially desorbed. But in part it penetrates over time into deeper layers.

Образующиеся коллекторы уменьшают вероятность проникновения диффундирующих в стали протонов в глубинные слои, т.к. при выходе протонов на внутреннюю поверхность коллектора происходит их объединение с электронами и молизация образующихся атомов водорода, что ведет к увеличению давления молекулярного водорода в коллекторе. Диффузия водорода в глубинные слои, очевидно, осуществляется уже через деформированный метал, окружающий коллекторы. Вероятность обратной диссоциации молекул водорода на атомы внутри коллекторов при комнатной температуре ничтожно мала, поэтому заключенный в коллекторах водород является недиффузионноспособным.The resulting collectors reduce the likelihood of penetration of protons diffusing in the steel into the deep layers, because when protons reach the inner surface of the collector, they are combined with electrons and the formed hydrogen atoms are molded, which leads to an increase in the pressure of molecular hydrogen in the collector. The diffusion of hydrogen into the deeper layers is obviously carried out already through the deformed metal surrounding the collectors. The probability of reverse dissociation of hydrogen molecules into atoms inside the collectors at room temperature is negligible, therefore, the hydrogen contained in the collectors is non-diffusive.

Коллекторы, заполненные газообразным водородом и расположенные в относительно тонком приповерхностном слое стали, играют роль своеобразного барьера, регулирующего поток водорода, проникающего в глубинные слои стали. Количество атомов - протонов, проникающих через этот барьер, очевидно, мало, т.к. концентрация водорода в глубинных слоях невелика.Collectors filled with gaseous hydrogen and located in a relatively thin surface layer of steel play the role of a kind of barrier that regulates the flow of hydrogen penetrating into the deep layers of steel. The number of atoms - protons penetrating this barrier is obviously small, because the concentration of hydrogen in the deep layers is low.

При исследовании действия солей аминоэфиров на водородосодержание стали установлена та же последовательность их расположения по эффективности действия на наводороживание, как и на коррозию стали, и наибольшую эффективность проявило соединение №4.When studying the effect of salts of amino esters on the hydrogen content of steel, the same sequence of their location in terms of the effect on hydrogenation as on corrosion of steel was established, and compound No. 4 showed the greatest efficiency.

Следует отметить, что исследования солей аминоэфиров проводились при С=0,5...10 ммоль/л, но наиболее выгодно и целесообразно применение этих веществ в качестве ингибиторов коррозии и наводороживания стали при средних концентрациях.It should be noted that the studies of salts of amino esters were carried out at C = 0.5 ... 10 mmol / L, but the most advantageous and appropriate use of these substances as inhibitors of corrosion and hydrogenation of steel at medium concentrations.

Таблица 7Table 7 ЗНАЧЕНИЕ СКОРОСТЕЙ КОРРОЗИИ И ЗАЩИТНОГО ЭФФЕКТА ОРГАНИЧЕСКИХ ДОБАВОК В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИVALUE OF CORROSION SPEEDS AND PROTECTIVE EFFECT OF ORGANIC ADDITIVES DEPENDING ON CONCENTRATION п/пp / p НАЗВАНИЕ СОЕДИНЕНИЯCONNECTION NAME Концентрация, ммоль/лConcentration, mmol / L Скорость коррозии, г/м сутCorrosion rate, g / m day Защитный эффект, %Protective effect,% 1one 22 33 4four 55 Без ингибитораNo inhibitor 0,00,0 0,0470,047 00 1. Гидробромид-гидрохлорид 2-бензгидрилокси-1,3-бис-(N-п-метоксифенил-амино)пропана1. Hydrobromide hydrochloride of 2-benzhydryloxy-1,3-bis- (N-p-methoxyphenyl-amino) propane 0,50.5 0,0730,073 88 1,01,0 0,0680,068 18eighteen 2,02.0 0,0650,065 14fourteen 5,05,0 0,0290,029 6363 2. Гидробромид-гидрохлорид 2-бензгидрилокси-1,3-бис-(N-п-толлиламино) пропана2. 2-Benzhydryloxy-1,3-bis- (N-p-tollylamino) propane hydrobromide hydrochloride 0,50.5 0,0740,074 66 1,01,0 0,0610,061 2323 2,02.0 0,0540,054 3232 5,05,0 0,0190.019 7676 3. Дигидрохлорид 2-трет.-бутилокси-1,3-бис-(N-м-толлиламино) пропана3. 2-tert.-butyloxy-1,3-bis- (N-m-tollylamino) propane dihydrochloride 0,50.5 0,0690,069 1313 1,01,0 0,0670,067 2828 2,02.0 0,0500,050 3737 5,05,0 0,0090.009 8989 4. Дигидрохлорид 2-бензил-окси-1,3-бис-(N-п-толлиламино)пропана4. 2-Benzyl-hydroxy-1,3-bis- (N-p-tollylamino) propane dihydrochloride 0,50.5 0,0670,067 15fifteen 1,01,0 0,0680,068 18eighteen 2,02.0 0,0410,041 4848 5,05,0 0,0040.004 9595

Figure 00000007
Figure 00000007

Claims (1)

Способ защиты от коррозии и наводороживания стали в водно-солевых средах, содержащих сульфатредуцирующие бактерии, путем введения ингибитора, отличающийся тем, что в качестве ингибитора применяют соль аминоэфира общей формулыA method of protecting against corrosion and hydrogenation of steel in aqueous salt media containing sulfate-reducing bacteria by introducing an inhibitor, characterized in that an amino ester salt of the general formula is used as an inhibitor
Figure 00000008
Figure 00000008
где R: -СН2С6Н5; -СН(С6Н5)2; -СН(С6Н5)3; -СН2СН3; -СН(СН3)2; -С(СН3)3;where R: —CH 2 C 6 H 5 ; -CH (C 6 H 5 ) 2 ; -CH (C 6 H 5 ) 3 ; -CH 2 CH 3 ; -CH (CH 3 ) 2 ; -C (CH 3 ) 3 ; R': -СН3; -С2H5, -С3Н7, -ОСН3; -ОС2H5; -ОС3Н7;R ': -CH 3 ; -C 2 H 5 , -C 3 H 7 , -OCH 3 ; -OC 2 H 5 ; -OC 3 H 7 ; R": 2HCl; 2НВr; HCl·HBr; 2HF; HCl·HF; HBr·HF.R ": 2HCl; 2HBr; HCl · HBr; 2HF; HCl · HF; HBr · HF.
RU2005100560/02A 2005-01-11 2005-01-11 Method for protection against corrosion and hydrogen absorption of steel in aqueous-saline medium RU2283369C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005100560/02A RU2283369C1 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Method for protection against corrosion and hydrogen absorption of steel in aqueous-saline medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005100560/02A RU2283369C1 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Method for protection against corrosion and hydrogen absorption of steel in aqueous-saline medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005100560A RU2005100560A (en) 2006-07-20
RU2283369C1 true RU2283369C1 (en) 2006-09-10

Family

ID=37028168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005100560/02A RU2283369C1 (en) 2005-01-11 2005-01-11 Method for protection against corrosion and hydrogen absorption of steel in aqueous-saline medium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2283369C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630149C1 (en) * 2016-05-23 2017-09-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Method of protection of steel from corrosion and hydrogenation by organic compounds in medium containing sulphate reducing bacteria

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2630149C1 (en) * 2016-05-23 2017-09-05 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) Method of protection of steel from corrosion and hydrogenation by organic compounds in medium containing sulphate reducing bacteria

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005100560A (en) 2006-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jia et al. Microbiologically influenced corrosion of C1018 carbon steel by nitrate reducing Pseudomonas aeruginosa biofilm under organic carbon starvation
Jia et al. Effects of biogenic H2S on the microbiologically influenced corrosion of C1018 carbon steel by sulfate reducing Desulfovibrio vulgaris biofilm
Deyab Efficiency of cationic surfactant as microbial corrosion inhibitor for carbon steel in oilfield saline water
Dec et al. The effect of sulphate-reducing bacteria biofilm on passivity and development of pitting on 2205 duplex stainless steel
Yin et al. Ce addition enhances the microbially induced corrosion resistance of Cu-bearing 2205 duplex stainless steel in presence of sulfate reducing bacteria
Gu et al. Demystifying MIC mechanisms
Wang et al. Conductive magnetite nanoparticles considerably accelerated carbon steel corrosion by electroactive Desulfovibrio vulgaris biofilm
US20130008801A1 (en) Methods and compositions for applications related to microbiologically influenced corrosion
Xu et al. Biocide cocktail consisting of glutaraldehyde, ethylene diamine disuccinate (EDDS), and methanol for the mitigation of souring and biocorrosion
Unsal et al. Assessment of 2, 2-dibromo-3-nitrilopropionamide biocide enhanced by D-tyrosine against zinc corrosion by a sulfate reducing bacterium
Gao et al. A study of the use of polyaspartic acid derivative composite for the corrosion inhibition of carbon steel in a seawater environment
Kobisy et al. Mitigation of eco‐unfriendly and costly microbial induced corrosion using novel synthesized Schiff base cationic surfactants
Ali et al. Iron corrosion induced by the hyperthermophilic sulfate-reducing archaeon Archaeoglobus fulgidus at 70° C
RU2283369C1 (en) Method for protection against corrosion and hydrogen absorption of steel in aqueous-saline medium
Labena et al. Sulfidogenic-corrosion inhibitory effect of cationic monomeric and gemini surfactants: Planktonic and sessile diversity
Skovhus et al. Predominant MIC mechanisms in the oil and gas industry
CN109221240A (en) A kind of water system inhibits the high efficiency composition disinfecting corrosion inhibitor of simultaneously decomposing organism film
EP3630996B1 (en) Method of using an iron additive as a media supplement for detection of sulfate reducing bacteria
CN107304082B (en) Corrosion-inhibition, scale-inhibition and sterilization composition and application thereof
WO2020187606A1 (en) Synergistic biocidal compositions and methods for using same
CN104402126B (en) A kind of oil field special sterilizing inhibiter
Hyun et al. Effects of chloride and crevice on corrosion resistance of stainless steels buried in soil within Seoul Metropolitan
Jia et al. Enhancement of alkyldimethylbenzylammonium chloride and tributyl tetradecyl phosphonium chloride biocides using D-amino acids against a field biofilm consortium
RU2312934C1 (en) Inhibitor of microbiological corrosion of cadmium-plated steel
US20200299155A1 (en) Biocidal compositions including a phosphonium quaternary cationic surfactant and methods for using same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110112