RU2289639C1 - Способ защиты стали от коррозии - Google Patents
Способ защиты стали от коррозии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289639C1 RU2289639C1 RU2005120892/02A RU2005120892A RU2289639C1 RU 2289639 C1 RU2289639 C1 RU 2289639C1 RU 2005120892/02 A RU2005120892/02 A RU 2005120892/02A RU 2005120892 A RU2005120892 A RU 2005120892A RU 2289639 C1 RU2289639 C1 RU 2289639C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inhibitor
- corrosion
- aggressive
- aqueous
- rice
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к способам защиты стали, преимущественно малоуглеродистой, от коррозии в агрессивных водных средах, близких к нейтральным, с помощью добавляемых в них ингибиторов и может быть использовано для защиты от коррозии стального технического оборудования, контактирующего с коррозионной средой. Способ включает введение в агрессивную среду ингибитора, в качестве которого используют водный или щелочной экстракт из растительных отходов, полученных при переработке злаковых культур, который вводят в агрессивную среду в количестве 0,5-1,5 г в пересчете на сухое вещество на литр агрессивной среды, при этом в качестве растительных отходов используют рисовую шелуху, рисовую солому, рисовую мучку, гречневую шелуху. Технический результат: разработка экологически безопасного и более дешевого способа защиты стали от коррозии в агрессивных средах, близких к нейтральным, обеспечение эффективной защиты стали от коррозии. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.
Description
Изобретение относится к защите стали от коррозии в агрессивных, близких к нейтральным водных средах с помощью добавляемых в них ингибиторов и может быть использовано для защиты от коррозии выполненного из стали, преимущественно малоуглеродистой, технического оборудования, контактирующего с коррозионной средой.
Защита металлов от коррозии снижением агрессивности среды с помощью ингибиторов является одним из наиболее простых, доступных и дешевых методов противокоррозионной защиты, основанных на способности определенных химических соединений или их композиций снижать скорость коррозии металла при введении ингибитора в коррозионную среду и соответственно удлинять срок службы оборудования.
Различают ингибиторы кислотной коррозии, щелочной коррозии и ингибиторы для нейтральных сред.
Для защиты различных систем охлаждения, деталей и оборудования в водооборотных системах различного типа, емкостей балластной морской воды на судах и плавучих доках используют, как правило, ингибиторы для нейтральных сред. В качестве таких ингибиторов применяются как индивидуальные неорганические и органические соединения, например, фосфаты, хроматы, молибдаты, вольфраматы, нитриты, другие соли неорганических кислот, алкил- или арилкарбоксилаты, аминокислоты, сульфонаты и алкилфосфаты, так и композиции из нескольких веществ (Химическая энциклопедия, т.2. - М.: Советская энциклопедия, 1990. - 222 с.). Неорганические ингибиторы эффективно подавляют коррозию в нейтральных средах, но являются токсичными и дорогими реагентами. Кроме того, в присутствии ионов хлора они могут провоцировать точечную (локальную или питтинговую) коррозию. Водорастворимые полимеры используются в качестве ингибиторов коррозии обычно в составе ингибиторных композиций и также являются достаточно дорогими реагентами (Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений. Справочник / Под ред. А.А.Герасименко. Т.2. - М.: Машиностроение. 1987, с.295).
Известен способ защиты от коррозии оборудования из сталей при действии агрессивных сред, близких к нейтральным, заключающийся во введении в рабочую водную среду комплексного ингибитора со следующим содержанием компонентов комплексного ингибитора в обрабатываемой среде, г/дм3: нитрит натрия 100-200; полигексаметиленгуанидин фосфат 10-15; тетраборат натрия 15-20 (пат. РФ №2124579, опубл. 10.01.1999 г.).
В другом способе защиты от коррозии оборудования из сталей при действии агрессивных сред, близких к нейтральным, в рабочую водную среду вводят комплексный ингибитор со следующим содержанием его компонентов в обрабатываемой среде, г/дм3: нитрит натрия 50-100; водорастворимая карбамидоформальдегидная смола 10-20; ортофосфорная кислота 10-20 (пат. РФ №2124580, опубл. 10.01.1999 г.).
В описанных способах используются ингибиторы, характеризующиеся сравнительно невысокими концентрациями входящих в состав реагентов, что оказывает меньше влияния на окружающую среду, при этом реагенты являются малотоксичными веществами. На примере образцов из стали (в пат. №2124579 - Ст10 и в пат. №2124580 - Ст20) показано, что используемые в способах ингибиторы обеспечивают эффективную защиту от коррозии. При указанных концентрациях скорость коррозии составляла меньше 0,005 мм/год, защитный эффект превышал 95%.
Известен способ защиты от коррозии черных металлов, в частности стали и чугуна, в нейтральных водных средах с использованием ингибирующей композиции, содержащей, мас.%: оксиэтилидендифосфоновую кислоту 25-50, соль цинка в пересчете на Zn+2 25-50, растворимую соль алюминия в пересчете на Al3+ 25-50. Данный комплексный ингибитор защищает от коррозии сталь марки Ст3 и чугун С412-48 в охлаждающих жидкостях при температурах 65-96°С на 98-100% (а.с. СССР №1311287, опубл. 10.06.1996 г.).
К общим недостаткам известных способов защиты от коррозии относится то, что используемые в них ингибирующие композиции являются многокомпонентными, а химические реагенты, входящие в состав ингибиторов, как правило, достаточно дорогостоящими и экологически небезопасными.
В связи с этим разработка способов защиты от коррозии с использованием нетоксичных, более дешевых и простых по технологии получения веществ-ингибиторов для защиты сталей от коррозии является весьма актуальной.
Задачей изобретения является разработка более дешевого, экологически безопасного способа защиты стали от коррозии в агрессивных средах, близких к нейтральным, обеспечивающего эффективную защиту от коррозии.
Поставленная задача решается предлагаемым способом защиты стали от коррозии, предусматривающим использование в качестве ингибитора водного или щелочного экстракта из растительных отходов, получаемых при переработке злаковых культур, которые вводят в водную агрессивную среду в количестве 0,5-1,5 г в пересчете на сухое вещество на литр агрессивной среды.
В качестве исходного растительного сырья, подвергаемого водной или щелочной экстракции, могут быть использованы отходы, получаемые при переработке риса или гречихи, например рисовая шелуха и рисовая мучка, рисовая солома, гречневая шелуха.
Установлено, что водный или щелочной экстракты из указанных растительных отходов проявляют выраженные ингибирующие свойства и могут быть эффективно использованы для снижения скорости коррозии, в частности, малоуглеродистой стали в водных средах, близких к нейтральным.
Водный экстракт представляет собой вытяжку из растительных отходов, полученную нагреванием сырья в воде на водяной бане (не доводя до кипения) в течение 1-3 часов при массовом соотношении Т:Ж (твердое : жидкое), равном 1:5-10, с последующим отделением полученного раствора и его концентрированием, например, упариванием на роторном испарителе. Для более полного удаления остатков сырья полученный раствор дополнительно центрифугируют. Плотность получаемого водного экстракта составляет 0,99-1,1 г/л.
Щелочной экстракт представляет собой вытяжку из растительных отходов плотностью 1,2-1,4 г/л, полученную обработкой растительных отходов 0,1-1 N раствором гидроксида натрия при температуре 60-90°С в течение 1-3 часов при массовом соотношении Т:Ж (твердое : жидкое), равном 1:5-10, с последующим отделением полученного раствора.
Экономически целесообразной является возможность использования в качестве экстракта-ингибитора растворов, получаемых на стадии промывки рисовой шелухи в качестве отхода при подготовке рисовой шелухи к сжиганию с целью получения аморфного диоксида кремния.
Исследование исходного растительного сырья показало, что основными органическими фракциями, содержащимися в нем, являются полисахариды, липиды, соли инозитгексафосфорной кислоты (фитин), имеющие различные функциональные группы, включающие атомы кислорода и фосфора. Это и определяет качественный состав предлагаемых в качестве ингибиторов коррозии водных и щелочных экстрактов названных выше отходов переработки риса и гречихи.
При экстракции сырья наряду с органическими веществами в раствор извлекаются также металлы, содержащиеся в сырье (например, катионы кальция, цинка, марганца, меди), однако их концентрация в экстракте очень мала для того, чтобы сказываться на ингибирующем действии водного экстракта в целом.
Водные экстракты рисовых отходов содержат, главным образом, водорастворимые полисахариды, флавоноиды, фосфорорганические вещества, а щелочные экстракты - полисахариды, растворимые в щелочи и имеющие отличный от водорастворимых полисахаридов состав, продукты омыления эфиров жирных кислот и кремнийсодержащие вещества, растворимые при рН>7, входящие в основном в состав рисовых отходов.
В водных экстрактах всех отходов риса (шелуха, солома, мучка) полисахариды представлены в основном глюканами. Полисахариды в щелочных экстрактах содержат остатки арабинозы, ксилозы, глюкозы, галактозы. Полисахариды из рисовой мучки представляют собой в основном глюканы независимо от способа экстракции.
Полисахариды водной экстракции из гречневой шелухи отличаются повышенным содержанием глюкозы, довольно большим содержанием галактозы и маннозы. Уроновые кислоты в основном представлены галактуроновой кислотой, инозит (продукт переработки фитиновой кислоты) находится в следовых количествах.
Экспериментально установлено, что оптимальное количество вводимых в агрессивную водную среду в качестве ингибиторов водного или щелочного экстрактов составляет на один литр среды 0,5-1,5 г ингибитора в пересчете на сухое вещество. Данное количество обусловлено тем, что при введении меньшего количества ингибитора не достигается эффективной защиты, хотя защитное действие ингибитора проявляется с концентрации выше 0,25 г/л, а введение ингибитора в количестве более 1,5 г/л не ведет к увеличению степени защиты, в связи с чем нецелесообразно.
Для изучения ингибирующей способности веществ, входящих в состав эстрактов-ингибиторов, были проведены эксперименты с отдельными растворами полисахаридов, предварительно выделенных в твердом виде с помощью ультрафильтрации из водного экстракта рисовой шелухи. Дополнительно из этого же образца рисовой шелухи путем двухстадийной термической обработки по способу, описанному в пат. РФ №2061656, был получен аморфный диоксид кремния, который далее растворяли в 2 н. растворе NaOH, получая раствор силиката натрия - Na2SiO3, который также проверялся на ингибирующую способность.
Было установлено, что при использовании в качестве ингибитора полисахаридов, выделенных из водного экстракта, степень защиты от коррозии составила 36%. При применении раствора силиката натрия в качестве ингибитора в течение первых двух недель эксперимента степень защиты составила 67,8%, но при дальнейшем выдерживании образца появились признаки язвенной коррозии, которая в дальнейшем привела к значительной потере его массы.
Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что ингибирующий эффект, оказываемый экстрактами отходов производства риса и гречихи на коррозионный процесс малоуглеродистой стали Ст3, обусловлен действием не отдельных веществ - полисахаридов, входящих в состав экстрактов, или силиката натрия, а в целом комплексом соединений, экстрагируемых из растительных отходов.
Эффективность предлагаемого способа защиты стали от коррозии с использованием в качестве ингибиторов водных или щелочных экстрактов из растительных отходов, полученных при переработке злаковых культур, была проверена на образцах из малоуглеродистой стали Ст3 в 3%-ном растворе хлорида натрия (модельный раствор морской воды) и в водопроводной воде.
Проверка ингибирующих свойств экстрактов проводилась в стационарном режиме при полном погружении образцов для разных видов экстрактов с экспозицией в пределах трех месяцев с промежуточным обследованием образцов через определенные интервалы времени. Перед началом испытаний образцы тщательно зачищали, полировали, протравливали в 10%-ном растворе серной кислоты с добавкой тиокарбамида, обезжиривали ацетоном и взвешивали. После испытаний образцы вынимали из раствора, тщательно удаляли продукты коррозии, высушивали и снова взвешивали.
Скорость коррозии определяли гравиметрическим методом с использованием аналитических весов ВЛР-200 и рассчитывали по формуле:
где Δm - изменение массы, г; ρ - плотность образца, г/см3; S - площадь образца, см2; t - время, сутки.
Степень защиты рассчитывали по формуле:
где К0 - массовый показатель скорости коррозии в среде без ингибитора, г/м2·час, К - массовый показатель скорости коррозии в среде с ингибитором.
В таблице 1 приведены результаты исследований ингибирующего действия водных и щелочных экстрактов из различных отходов производства риса на коррозию малоуглеродистой стали Ст3 в модельном растворе морской воды при концентрации ингибитора в среде 0,5 г/л в пересчете на сухое вещество и в водопроводной воде при концентрации ингибитора в среде 1,5 г/л.
В таблице 2 приведены результаты исследований ингибирующего действия на коррозию малоуглеродистой стали Ст3 водного экстракта, полученного из гречневой шелухи, при концентрации экстракта 0,5 г в пересчете на сухое вещество на литр агрессивной среды, и смеси этого экстракта с тетраборатом натрия (Na2B4O7), взятыми в массовом отношении 10:1.
Как следует из данных таблиц 1 и 2, применение в качестве ингибитора коррозии стали водных и щелочных экстрактов из отходов производства риса и гречихи снижает скорость коррозии как в водопроводной воде, так и в модельном растворе морской воды, достигая в оптимальных случаях степени защиты до 99%.
На примере использования в качестве ингибитора экстракта из гречневой шелухи (табл.2) показано, что в частных случаях осуществления изобретения добавка тетрабората натрия в экстракт в массовом отношении 10:1 вызывает повышение ингибирующего эффекта, приводя к 100%-ой степени защиты в водопроводной воде и увеличению степени защиты по сравнению с использованием одного экстракта до 87% в модельном растворе морской воды.
Таким образом, техническим результатом предлагаемого изобретения является создание эффективного, экологически безопасного и менее дорогостоящего способа защиты стали от коррозии, что обусловлено использованием в качестве ингибитора - водного или щелочного экстрактов из растительных отходов, получаемых при переработке злаковых культур. Кроме того, при этом решаются задачи по расширению круга ингибирующих средств и утилизации растительных отходов, получаемых при переработке злаковых культур.
| Таблица 1 | |||||||||||
| Агрессивная среда - модельный раствор морской воды | |||||||||||
| Время испытаний, сут. |
Без ингибитора | Ингибитор - водный экстракт рисовой шелухи | Ингибитор - водный экстракт рисовой мучки | Ингибитор - щелочной экстракт рисовой шелухи | |||||||
| Скорость коррозии, мкм/год | Скорость коррозии, мкм/год | Степень защиты, % | Скорость коррозии, мкм/год | Степень защиты, % | Скорость коррозии, мкм/год | Степень защиты, % | |||||
| 10 | 220 | 22 | 90 | 20 | 91 | 1,6 | 99 | ||||
| 20 | 280 | 40 | 86 | 50 | 82 | 4,0 | 98 | ||||
| 30 | 320 | 60 | 81 | 80 | 75 | 2,4 | 99 | ||||
| 40 | 300 | 92 | 69 | 72 | 76 | 2,0 | 99 | ||||
| Агрессивная среда - водопроводная вода | |||||||||||
| Без ингибитора |
Ингибитор - водный экстракт рисовой шелухи | ||||||||||
| Скорость коррозии, мкм/год | Степень защиты, % | ||||||||||
| 30 | 70 | 8 | 88 | ||||||||
| 72 | 90 | 8 | 91 | ||||||||
| Таблица 2 | |||||||||||
| Тип ингибитора | Модельный раствор морской воды | Водопроводная вода | |||||||||
| Скорость коррозии, мкм/год | Степень защиты, % | Скорость коррозии, мкм/год | Степень защиты, % | ||||||||
| Среда без ингибитора | 122,0 | 82,0 | |||||||||
| Водный экстракт шелухи гречихи | 31,0 | 75 | 14,0 | 83 | |||||||
| Смесь водного экстракта шелухи гречихи и Na2B4О7 (10:1) | 16,0 | 87 | 0,0 | 100 | |||||||
Claims (6)
1. Способ защиты стали от коррозии, включающий введение в агрессивную среду ингибитора, содержащего органические соединения, отличающийся тем, что в качестве ингибитора используют водный или щелочной экстракт из растительных отходов, полученных при переработке злаковых культур, который вводят в агрессивную среду в количестве 0,5-1,5 г в пересчете на сухое вещество на литр агрессивной среды.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растительных отходов используют рисовую шелуху, рисовую солому, рисовую мучку, гречневую шелуху.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что водные экстракты представляют собой вытяжку из растительных отходов, полученную нагреванием в воде сырья на водяной бане в течение 1-3 ч при массовом соотношении Т:Ж, равном 1:5-10, с последующим отделением полученного раствора и его концентрированием.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что щелочные экстракты представляют собой вытяжку из растительных отходов, полученную обработкой растительных отходов 0,1-1 N раствором гидроксида натрия при температуре 60-90°С в течение 1-3 ч при массовом соотношении Т:Ж, равном 1:5-10, с последующим отделением полученного раствора.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что ингибитор представляет собой водный или щелочной экстракт, полученный как отход со стадии промывки рисовой шелухи в процессе получения из нее диоксида кремния.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в агрессивную среду дополнительно вводят тетраборат натрия при массовом отношении ингибитора к тетраборату натрия, равном 10:1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120892/02A RU2289639C1 (ru) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | Способ защиты стали от коррозии |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120892/02A RU2289639C1 (ru) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | Способ защиты стали от коррозии |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2289639C1 true RU2289639C1 (ru) | 2006-12-20 |
Family
ID=37666833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005120892/02A RU2289639C1 (ru) | 2005-07-04 | 2005-07-04 | Способ защиты стали от коррозии |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2289639C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103498163A (zh) * | 2013-10-16 | 2014-01-08 | 合肥华清金属表面处理有限责任公司 | 一种含植物提取物的环保型海水缓蚀剂及其制备方法 |
| RU2591916C2 (ru) * | 2014-11-24 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" | Способ защиты алюминия от коррозии |
| RU2650655C2 (ru) * | 2016-07-04 | 2018-04-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" | Способ защиты стали от коррозии в хлороводородной кислоте |
-
2005
- 2005-07-04 RU RU2005120892/02A patent/RU2289639C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103498163A (zh) * | 2013-10-16 | 2014-01-08 | 合肥华清金属表面处理有限责任公司 | 一种含植物提取物的环保型海水缓蚀剂及其制备方法 |
| RU2591916C2 (ru) * | 2014-11-24 | 2016-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" | Способ защиты алюминия от коррозии |
| RU2591916C9 (ru) * | 2014-11-24 | 2018-01-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" | Способ защиты алюминия от коррозии |
| RU2650655C2 (ru) * | 2016-07-04 | 2018-04-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" | Способ защиты стали от коррозии в хлороводородной кислоте |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0074336B1 (de) | Gegen Korrosion und/oder Kesselsteinablagerung inhibierte Systeme | |
| US3699052A (en) | Corrosion inhibitor composition containing a glycine,chelating agent,phosphoric or boric acid ester,and a water soluble divalent metal salt | |
| JPS6316469B2 (ru) | ||
| RU2289639C1 (ru) | Способ защиты стали от коррозии | |
| EP0710733B1 (de) | Mischung zur Korrosionshemmung von Metallen | |
| CN110982642B (zh) | 一种中性硅油硅脂清洗剂及其制备方法和应用 | |
| DE2556657A1 (de) | Verfahren zum hemmen der korrosion von metallen | |
| Vorobyova et al. | Agri-food wastes extract as sustainable-green inhibitors corrosion of steel in sodium chloride solution: Aclose look at the mechanism of inhibiting action | |
| CN106916615A (zh) | 一种水性切削液的复合缓蚀剂、制备方法及水性切削液 | |
| CN104911601B (zh) | 铝及铝合金防腐蚀及氧化的组合物 | |
| US6602555B1 (en) | Tobacco extract composition and method | |
| Sukatik | Green inhibitor for mild steel in acidic solution by using crude extract and polar extract of Theobroma cacao peels | |
| Nikitin et al. | New α-aminophosphonates as corrosion inhibitors for oil and gas pipelines protection | |
| NL8301962A (nl) | Corrosie-inhibitor voor koelsystemen met een circulerend fluidum en werkwijze voor het remmen van corrosie van de constructiemetalen in koelsystemen. | |
| JPH0428792B2 (ru) | ||
| RU2339586C1 (ru) | Способ удаления накипи и защиты от отложений солей и коррозии | |
| RU2430997C2 (ru) | Ингибитор коррозии | |
| Kharshan et al. | Novel Corrosion Inhibitors Derived From Agricultural By-Products: Potential Applications In Water Treatment | |
| CN110184610A (zh) | 一种海水循环水环保碳钢复合缓蚀剂及其制备方法 | |
| RU2393271C1 (ru) | Ингибитор коррозии для низкозамерзающих охлаждающих жидкостей | |
| RU2499084C1 (ru) | Кислотное очищающее средство | |
| Adah et al. | Studies on the corrosion inhibition of ethanol extract of Newbouldia laevis stem bark and leaf on mild steel in acidic medium | |
| RU2767942C1 (ru) | Маслорастворимый ингибитор коррозии | |
| RU2462538C1 (ru) | Состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений | |
| JPS5852487A (ja) | 腐食および／またはスケ−ル沈積防止システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20131216 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190705 |