RU2630149C1 - Method of protection of steel from corrosion and hydrogenation by organic compounds in medium containing sulphate reducing bacteria - Google Patents

Method of protection of steel from corrosion and hydrogenation by organic compounds in medium containing sulphate reducing bacteria Download PDF

Info

Publication number
RU2630149C1
RU2630149C1 RU2016119874A RU2016119874A RU2630149C1 RU 2630149 C1 RU2630149 C1 RU 2630149C1 RU 2016119874 A RU2016119874 A RU 2016119874A RU 2016119874 A RU2016119874 A RU 2016119874A RU 2630149 C1 RU2630149 C1 RU 2630149C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
corrosion
steel
hydrogenation
crp
reducing bacteria
Prior art date
Application number
RU2016119874A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Белоглазов
Вероника Александровна Зеленцова
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта)
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 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта)
Priority to RU2016119874A priority Critical patent/RU2630149C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2630149C1 publication Critical patent/RU2630149C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/14Nitrogen-containing compounds
    • C23F11/146Nitrogen-containing compounds containing a multiple nitrogen-to-carbon bond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/14Nitrogen-containing compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the protection of metals from corrosion, hydrogenation and the development of sulfate-reducing bacteria (CRB) and can be used in aqueous-salt media containing CRB. The method includes the introduction of a bactericide inhibitor into the corrosive medium, the organic compound, a coordinatively saturated cobalt complex with two perpendicularly located tridentate ligands, the Schiff base of 5-Br-salicylaldehyde and the (S)-amino acid: asparagine, is used as the bactericide inhibitor, glycine, glutamine or leucine in an amount of 1, 2, 5, 10 mmol/l of the general formula
Figure 00000008
, where R is the variable portion of the (S)-amino acid.
EFFECT: increasing the corrosion resistance of steel and expansion of assortment of inhibitors-bactericides.
4 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к защите металлов от коррозии, наводороживания и предупреждения развития сульфатредуцирующих бактерий (СРБ) с помощью применения органических ингибиторов в водно-солевых средах, содержащих СРБ. Может быть использовано в нефтяной отрасли, машиностроении, газовой промышленности, судостроении для защиты различных конструкций, нефтяных скважин, оборудования, подземных трубопроводов, деталей 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.The invention relates to the protection of metals from corrosion, hydrogenation and preventing the development of sulfate-reducing bacteria (CRP) by using organic inhibitors in aqueous-salt media containing CRP. It can be used in the oil industry, engineering, gas industry, shipbuilding for the protection of various structures, oil wells, equipment, underground pipelines, parts and structures made of carbon and low alloy steels, which, under operating conditions, come into contact with aqueous solutions of salts, acids, industrial and household wastewater, sea water, and also moistened soils.

Из существующего уровня техники известны следующие изобретения, которые можно рассмотреть в качестве аналогов предлагаемой разработки: «Способ защиты стали от кислотной и сероводородной коррозии» (Патент №584579, 20.07.2001, C23F 11/00); «Способ защиты стали от коррозии в минерализованных водно-нефтяных средах» (патент №2353708, 27.04.2009, C23F 11/14); «Способ защиты стали от сероводородной коррозии» (патент №2543018, 27.02.2015, C23F 11/14); «Способ защиты стали от коррозии» (Патент №2124579, 10.01.1999, C23F 11/18, C23F 11/167).The following inventions are known from the prior art, which can be considered as analogues of the proposed development: “A method for protecting steel from acid and hydrogen sulfide corrosion” (Patent No. 584579, 07.20.2001, C23F 11/00); “A method of protecting steel from corrosion in mineralized water-oil environments” (patent No. 2353708, 04/27/2009, C23F 11/14); “A method of protecting steel against hydrogen sulfide corrosion” (patent No. 2543018, 02/27/2015, C23F 11/14); "A method of protecting steel from corrosion" (Patent No. 2144579, 01/10/1999, C23F 11/18, C23F 11/167).

Недостатком этих аналогов является то, что применяемые в качестве ингибиторов (Ин) коррозии вещества либо не обладают бактерицидным действием, либо не исследовались на наличие бактерицидного эффекта по отношению к СРБ.The disadvantage of these analogues is that the substances used as corrosion inhibitors (In) either do not have a bactericidal effect, or have not been investigated for the presence of a bactericidal effect in relation to CRP.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому способу является «Способ защиты стали от коррозии и наводороживания в средах, содержащих сульфатредуцирующие бактерии» (Патент РФ №2338008, 10.11.2008, C23F 11/12).Closest to the technical nature of the claimed method is the "Method of protecting steel from corrosion and hydrogenation in environments containing sulfate-reducing bacteria" (RF Patent No. 23338008, 10.11.2008, C23F 11/12).

Недостатком данного способа является зависимость снижения скорости коррозии стали от увеличения концентрации вводимых соединений - Ин. В этом случае достижение желаемого технического результата требует введения в систему органических веществ большей концентрации, а это, в свою очередь, требует синтеза большего количества Ин, что приводит к увеличению и материальных затрат, и к повышению трудозатрат при синтезе веществ.The disadvantage of this method is the dependence of the decrease in the rate of corrosion of steel on the increase in the concentration of the introduced compounds - In. In this case, the achievement of the desired technical result requires the introduction of a higher concentration of organic substances into the system, and this, in turn, requires the synthesis of a larger amount of In, which leads to an increase in both material costs and labor costs in the synthesis of substances.

Специфичность коррозионной среды, формируемой в присутствии СРБ, состоит в том, что продукты метаболизма СРБ - сероводород и органические кислоты делают коррозионную среду агрессивной, стимулируют процессы коррозии и наводораживания.The specificity of the corrosive medium formed in the presence of CRP is that the metabolic products of CRP — hydrogen sulfide and organic acids — make the corrosive environment aggressive and stimulate corrosion and hydrogenation processes.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка высокоэффективных и экономичных ингибиторов коррозии и наводораживания стали, сочетающих в себе также и свойства бактерицидов по отношению к СРБ.The problem to which the invention is directed, is the development of highly effective and economical inhibitors of corrosion and hydrogen pickling of steel, combining also the properties of bactericides with respect to CRP.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе защиты стали от коррозии и наводораживания в водно-солевых средах, содержащих сульфатредуцирующие бактерии путем введения органических ингибиторов, согласно изобретению используют координационно-насыщенные комплексы на основе (S)-аминокислот и оснований Шиффа 5-Br-салицилового альдегида, при введении которых в водно-солевую среду, наблюдается стремительное уменьшение скорости коррозии и наводораживания стали, а также сильный бактерицидный эффект по отношению к СРБ. Причем высокие значения эффективностей ингибирующего коррозию действия и бактерицидного эффекта были отмечены уже при самой малой концентрации ингибитора (Ин), а именно в количестве 1 ммоль/л.The problem is solved in that in the proposed method for the protection of steel from corrosion and hydrogenation in aqueous salt media containing sulfate-reducing bacteria by introducing organic inhibitors, according to the invention, coordination-saturated complexes based on (S) amino acids and Schiff bases 5-Br- are used salicylic aldehyde, when introduced into the water-salt medium, there is a rapid decrease in the rate of corrosion and hydrogen pickup of steel, as well as a strong bactericidal effect in relation to CRP. Moreover, high efficiencies of the corrosion-inhibiting effect and bactericidal effect were noted even at the lowest inhibitor concentration (In), namely, in an amount of 1 mmol / L.

Заявляемые ОС являются хиральными комплексами, представляющими собой координационно-насыщенные комплексы кобальта с двумя перпендикулярно расположенными тридентатными лигандами - основаниями Шиффа 5-Br-салицилового альдегида и (S)-аминокислот: аспарагина (ОС1), глицина (ОС2), глутамина (ОС3), лейцина (ОС4). Общая формула соединений имеет видThe claimed OSs are chiral complexes, which are coordination-saturated cobalt complexes with two perpendicularly located tridentate ligands - Schiff bases of 5-Br-salicylic aldehyde and (S) -amino acids: asparagine (OS1), glycine (OS2), glutamine (OS3) leucine (OS4). The general formula of the compounds is

Figure 00000001
Figure 00000001

где R - изменяющаяся часть (S)-аминокислот.where R is the changing part of (S) -amino acids.

ОС1, ОС2, ОС3, ОС4 - условный шифр ингибитора, связанный с разными аминокислотами, используемыми для синтеза исследуемых комплексов.OS1, OS2, OS3, OS4 is a conditional inhibitor code associated with various amino acids used for the synthesis of the studied complexes.

Техническим результатом предложенного изобретения является повышение коррозионной стойкости, получение высокоэффективных ингибиторов коррозии, сочетающих в себе свойства бактерицидов и ингибиторов наводораживания одновременно, обеспечивающего высокую степень защиты стали от коррозии и наводораживания, а также высокий бактерицидный эффект по отношению к СРБ в коррозионной среде при малых концентрациях вводимых органических соединений (ОС).The technical result of the proposed invention is to increase corrosion resistance, obtaining highly effective corrosion inhibitors, combining the properties of bactericides and hydrogenation inhibitors at the same time, providing a high degree of steel protection against corrosion and hydrogenation, as well as a high bactericidal effect with respect to CRP in a corrosive environment at low concentrations of organic compounds (OS).

Проведенные экспериментальные исследования показали, что преимущества предлагаемого ингибитора коррозии стали по сравнению, с ингибитором описанным в прототипе, состоят в следующем.Experimental studies have shown that the advantages of the proposed corrosion inhibitor of steel in comparison with the inhibitor described in the prototype are as follows.

1. Высокая степень защиты от коррозии комплексов на основе (S)-аминокислот и оснований Шиффа 5-Br-салицилового альдегида (68,2-90,1%) по сравнению с прототипом (28,0-76,0%).1. A high degree of corrosion protection of complexes based on (S) -amino acids and Schiff bases of 5-Br-salicylic aldehyde (68.2-90.1%) compared with the prototype (28.0-76.0%).

2. Снижение скорости коррозии стали в присутствии комплексов на основе (S)-аминокислот и оснований Шиффа 5-Br-салицилового альдегида максимальной концентрации в 5,86 раз, а в присутствии ингибитора прототипа максимальной концентрации в 4,2 раза.2. The decrease in the corrosion rate of steel in the presence of complexes based on (S) amino acids and Schiff bases of 5-Br-salicylic aldehyde with a maximum concentration of 5.86 times, and in the presence of a prototype inhibitor of a maximum concentration of 4.2 times.

3. Высокая степень защиты от наводораживания стали комплексов на основе (S)-аминокислот и оснований Шиффа 5-Br-салицилового альдегида (20-78%) по сравнению с ингибитором прототипа (13,0-43,0%).3. A high degree of protection against hydrogen pickup in steel complexes based on (S) amino acids and Schiff bases of 5-Br-salicylic aldehyde (20-78%) compared with the prototype inhibitor (13.0-43.0%).

4. Высокий бактерицидный эффект. Подавление численности СРБ в среднем за время экспозиции под действием комплексов на основе (S)-аминокислот и оснований Шиффа 5-Br-салицилового альдегида концентрации 5 ммоль/л в 4,39 раз, а в присутствии ингибитора прототипа - в 1,7 раз больше естественного ее спада в контрольной серии.4. High bactericidal effect. The average number of CRPs was reduced during exposure due to complexes based on (S) amino acids and Schiff bases of 5-Br-salicylic aldehyde with a concentration of 5 mmol / L, 4.39 times, and in the presence of the prototype inhibitor, 1.7 times more its natural decline in the control series.

5. Использование заявляемого изобретения позволяет достичь более стремительного угнетения жизнедеятельности СРБ, прогрессивного снижения скорости коррозии стали и ее наводораживания путем введения в водно-солевую заявляемых ОС в концентрациях ниже, чем в эксперименте с прототипом.5. The use of the claimed invention allows to achieve a more rapid inhibition of vital activity of CRP, a progressive decrease in the rate of corrosion of steel and its hydrogenation by introducing the inventive OS in water-salt at concentrations lower than in the experiment with the prototype.

В заявляемом способе впервые используют в качестве ингибиторов коррозии и наводораживания - координационно-насыщенные комплексы на основе (S)-аминокислот и оснований Шиффа 5-Br-салицилового альдегида. Указанные соединения впервые были использованы в заявляемом способе и как бактерициды на СРБ.In the inventive method for the first time used as corrosion and hydrogenation inhibitors are coordination-saturated complexes based on (S) amino acids and Schiff bases 5-Br-salicylic aldehyde. These compounds were first used in the claimed method and as bactericides on CRP.

Использование активной основы ингибиторов коррозии - координационно-насыщенных комплексов на основе (S)-аминокислот и оснований Шиффа 5-Br-салицилового альдегида способствует сдвигу и удержанию физико-химических параметров замкнутой системы в области значений, при которых существенно затрудняется агрессивное воздействие на сталь Ст. 3 коррозионной среды. Также, использование указанных ОС способствует существенному и стремительному угнетению жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий вида Desulfovibrio desulfuricans, что характеризует данные соединения как хорошие бактерициды. Защитные свойства от коррозии мягкой стали, а также бактерицидный эффект проявляли все заявляемые ОС уже при самой малой концентрации Ин, что открывает возможности использования данных Ин в минимальных количествах.The use of the active base of corrosion inhibitors - coordination-saturated complexes based on (S) amino acids and Schiff bases of 5-Br-salicylic aldehyde promotes the shift and retention of the physicochemical parameters of the closed system in the range of values at which the aggressive effect on steel St. 3 corrosive environments. Also, the use of these OSs contributes to a significant and rapid inhibition of the vital activity of sulfate-reducing bacteria of the species Desulfovibrio desulfuricans, which characterizes these compounds as good bactericides. Protective properties against corrosion of mild steel, as well as a bactericidal effect, were exhibited by all of the claimed OS even at the lowest concentration of In, which opens up the possibility of using these In in minimal quantities.

Пример осуществления способа.An example implementation of the method.

Для испытаний в качестве объектов исследования используют образцы мягкой стали Ст. 3, площадью поверхности 20 см2. В качестве питательной среды для культивирования СРБ выбор был сделан в пользу микробиологической среды - Постгейта «Б», содержащей в качестве органического субстрата молочнокислый кальций. Данная среда хорошо поддерживает развитие анаэробных СРБ вида Desulfovibrio desulfuricans, а последние, в свою очередь, отличаются продуцированием большого количества биогенного сероводорода, являющегося активным стимулятором процессов коррозии, наводораживания и водородного охрупчивания. Бактерии культивируют из природного источника - илистых отложений ручья.For testing, samples of mild steel, Art. 3, a surface area of 20 cm 2 . As a nutrient medium for the cultivation of CRP, the choice was made in favor of a microbiological medium - Postgate "B", containing calcium lactic acid as an organic substrate. This medium well supports the development of anaerobic CRPs of the species Desulfovibrio desulfuricans, and the latter, in turn, are distinguished by the production of a large amount of biogenic hydrogen sulfide, which is an active stimulator of the processes of corrosion, hydrogenation, and hydrogen embrittlement. Bacteria are cultivated from a natural source - mud deposits of a stream.

Состав среды Постгейта «Б», г/л: NaCl - 7,5; K2HPO4 - 0,5; MgSO4⋅7H2O - 1,0; Na2SO4 - 2,0; Na2CO3 - 1,0; лактат Ca - 2,0.The composition of the Postgate "B" medium, g / l: NaCl - 7.5; K 2 HPO 4 - 0.5; MgSO 4 ⋅ 7H 2 O - 1.0; Na 2 SO 4 - 2.0; Na 2 CO 3 - 1.0; Ca lactate - 2.0.

Заявляемые ОС вводят в коррозионную среду в концентрациях (СОС) 1, 2, 5 и 10 ммоль/л.The inventive OS is introduced into the corrosive medium in concentrations (With OS ) of 1, 2, 5 and 10 mmol / L.

Цикл экспериментальной экспозиции составляет 8 суток. За этот период в среднем проходит жизненный цикл популяции СРБ рода Desulfovibrio, находящейся в ограниченном замкнутом объеме среды. В течение этого периода ежесуточно контролируют следующие физико-химические параметры водно-солевой среды, инокулированной СРБ: водородный показатель и редокс-потенциал среды, численность клеток бактерий СРБ (бактериальный титр) и концентрацию биогенного сероводорода в среде, электродный потенциал образцов. По окончании экспозиции определяют скорость коррозии и послойное водородосодержание образцов.The experimental exposure cycle is 8 days. During this period, on average, the life cycle of the CRP population of the genus Desulfovibrio, located in a limited enclosed volume of the medium, passes. During this period, the following physicochemical parameters of the water-salt medium inoculated with CRP are monitored daily: the pH and redox potential of the medium, the number of bacteria cells in CRP (bacterial titer) and the concentration of biogenic hydrogen sulfide in the medium, and the electrode potential of the samples. At the end of the exposure, the corrosion rate and the layered hydrogen content of the samples are determined.

Эффективность изобретения и сущность заявленного технического решения подтверждается таблицами 1, 2, 3, 4.The effectiveness of the invention and the essence of the claimed technical solution is confirmed by tables 1, 2, 3, 4.

Прогрессивное снижение коррозии стали отражено в таблице 1 значениями эффективности ингибирующего коррозию действия (ЭИКД). При переходе от одной концентрации вводимых в систему органических веществ к другой значения ЭИКД меняются незначительно и уже при малых концентрациях Ин эффективность ингибирующего коррозию действия высока.A progressive decrease in steel corrosion is shown in Table 1 by the values of the effectiveness of the corrosion inhibiting effect (EICD). In the transition from one concentration of organic substances introduced into the system to another, the values of EICs change insignificantly and even at low concentrations of In the effectiveness of the corrosion-inhibiting action is high.

Figure 00000002
Figure 00000002

Объем наводораживания стальных образцов определяют методом анодного послойного растворения. Данный метод позволяет определить как общий объем абсорбированного водорода, так и характер его распределения по сечению стальных образцов [1, 2]. Метод основан на убыли концентрации растворенного в электролите кислорода, взаимодействующего в присутствии платинового катализатора с выделяющимся при анодном растворении водородом с применением в качестве реагента на кислород сафранина Т. Полученные в ходе проведенных экспериментов данные позволяют судить о сосредоточении абсорбированного сталью водорода в приповерхностных слоях стали на глубине 10-30 мкм. Это связано с деформацией кристаллической решетки металла вследствие образования наклепанного приповерхностного слоя металла и развития в этом слое большого количества областей, заполненных молекулярным водородом под высоким давлением [3]. Всего измеряли водородосодержание при послойном снятии шести слоев, толщина одного слоя составляла 10 мкм. Данные по эффективности применения заявленных ОС в качестве Ин наводораживания приведены в таблице 2.The volume of hydrogenation of steel samples is determined by the method of anode layer-by-layer dissolution. This method allows us to determine both the total volume of absorbed hydrogen and the nature of its distribution over the cross section of steel samples [1, 2]. The method is based on a decrease in the concentration of oxygen dissolved in the electrolyte, which interacts in the presence of a platinum catalyst with hydrogen released during anodic dissolution using Safranin T as an oxygen reagent. The data obtained during the experiments allow us to judge the concentration of hydrogen absorbed by the steel in the surface layers of the steel at a depth 10-30 microns. This is due to the deformation of the crystal lattice of the metal due to the formation of a riveted surface layer of the metal and the development of a large number of regions filled with molecular hydrogen under high pressure in this layer [3]. In total, the hydrogen content was measured during the layer-by-layer removal of six layers; the thickness of one layer was 10 μm. Data on the effectiveness of the use of the claimed OS as Hydrogen infusion are given in table 2.

Figure 00000003
Figure 00000003

Эффективность ингибирования наводораживания в большей степени зависит от концентрации Ин, но уже при концентрации, равной 5 ммоль/л, наблюдали значение ЭИНД более 55% для всех заявляемых ОС. С увеличением концентрации Ин наблюдается прогрессивное снижение показателя водородосодержания образцов.The effectiveness of the inhibition of hydrogenation is more dependent on the concentration of In, but already at a concentration of 5 mmol / L, an EIND value of more than 55% was observed for all of the claimed OS. With an increase in the In concentration, a progressive decrease in the hydrogen content of the samples is observed.

Лабораторные испытания заявленной группы ингибиторов коррозии и наводораживания стали показали, что в исследуемой среде, в присутствии СРБ, обеспечивается степень защиты до 90%.Laboratory tests of the claimed group of steel corrosion and hydrogen inhibitors showed that in the test medium, in the presence of CRP, a degree of protection of up to 90% is ensured.

По мере накопления биогенного сероводорода в среде, такая среда становится благоприятным источником для коррозионных процессов. Сероводород является основным продуктом жизнедеятельности СРБ, поэтому по накоплению или отсутствию сероводорода в системе можно смело судить о том, насколько благоприятна данная система для развития данного рода бактерий, и, как следствие, судить о возможности возникновения коррозии металлических конструкций, находящихся в непосредственном контакте с данной средой. Концентрация сероводорода влияет и на другие параметры системы: pH, окислительно-восстановительный потенциал среды и электродный потенциал образца, скорость коррозии.As biogenic hydrogen sulfide accumulates in the medium, such an environment becomes a favorable source for corrosion processes. Hydrogen sulfide is the main waste product of CRP, therefore, by the accumulation or absence of hydrogen sulfide in the system, we can safely judge how favorable this system is for the development of this kind of bacteria, and, as a result, judge the possibility of corrosion of metal structures in direct contact with this Wednesday. The concentration of hydrogen sulfide also affects other parameters of the system: pH, redox potential of the medium and electrode potential of the sample, corrosion rate.

На вторые сутки эксперимента средняя концентрация сероводорода равна 134,85 мг/л. С развитием жизненного цикла СРБ концентрация сероводорода в естественных условиях среды увеличивается до максимума на 4 сутки, что соответствует и максимуму численности СРБ в данных условиях; а затем уменьшается. В случаях проведения эксперимента с исследуемыми ОС во всех концентрациях происходит снижение содержания сероводорода без предварительного его увеличения. К последнему дню проведения эксперимента устанавливается постоянное значение концентрации биогенного сероводорода. Было отмечено, что в присутствии ОС1 (СОС=1 ммоль/л), численность клеток СРБ равна на последний день экспозиции 5,33⋅106 мл-1, в присутствии ОС2 - 4,00⋅106 мл-1. Однако концентрация биогенного сероводорода на 8 сутки эксперимента в присутствии ОС1 этой же концентрации очень мала и составляет 22,5 мг/л, а в присутствии ОС2 - 22,95 мг/л. В некоторых случаях, низкие значения концентрации сероводорода в системе могут не соответствовать минимальным значениям численности клеток СРБ. Это возможно в том случае, когда бактерицидное действие осуществляется ОС не только за счет существенного и стремительного угнетения жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий, а также за счет снижения их функциональной активности, а именно в данном случае - способности продуцировать H2S. Таким образом, сильное уменьшение в присутствии ОС концентрации биогенного сероводорода, вызывающего серьезные осложнения при эксплуатации всего добывающего оборудования и трубопроводов, делает среду гораздо менее коррозионно-активной и агрессивной, что уменьшает скорость коррозии и соответственно увеличивает коррозионную стойкость стали.On the second day of the experiment, the average concentration of hydrogen sulfide is 134.85 mg / L. With the development of the life cycle of CRP, the concentration of hydrogen sulfide in the natural environment increases to a maximum of 4 days, which corresponds to the maximum number of CRP in these conditions; and then decreases. In cases of conducting an experiment with the studied OS at all concentrations, the hydrogen sulfide content decreases without its preliminary increase. By the last day of the experiment, a constant value of the concentration of biogenic hydrogen sulfide is established. It was observed that in the presence OC1 (C OS = 1 mmol / l), the number of SRB cells is the last day of exposure 5,33⋅10 6 ml -1 in the presence OC2 - 4,00⋅10 6 ml -1. However, the concentration of biogenic hydrogen sulfide on the 8th day of the experiment in the presence of OS1 of the same concentration is very low and amounts to 22.5 mg / L, and in the presence of OS2 it is 22.95 mg / L. In some cases, low concentration of hydrogen sulfide in the system may not correspond to the minimum values of the number of CRP cells. This is possible in the case when the bactericidal effect is carried out by the OS, not only due to a significant and rapid inhibition of the vital activity of sulfate-reducing bacteria, but also due to a decrease in their functional activity, and in this case, the ability to produce H 2 S. Thus, a strong decrease in the presence of OS concentration of biogenic hydrogen sulfide, causing serious complications in the operation of all mining equipment and pipelines, makes the environment much less corrosive and aggressive Willow, which reduces the rate of corrosion and, accordingly, increases the corrosion resistance of steel.

Изменения концентрации биогенного сероводорода представлены в таблице 3.Changes in the concentration of biogenic hydrogen sulfide are presented in table 3.

Figure 00000004
Figure 00000004

Бактерицидное действие определяют прямым подсчетом микроорганизмов (МО) с использованием микроскопа ZEISS Axio cam Primostar и камеры Горяева. Численность сульфатредуцирующих бактерий вида Desulfovibrio desulfuricans в замкнутой системе в течении 8 суток (полный жизненный цикл популяции СРБ рода Desulfovibrio) в присутствии исследуемых Ин коррозии представлена в виде таблицы 4.The bactericidal effect is determined by direct counting of microorganisms (MO) using a ZEISS Axio cam Primostar microscope and a Goryaev camera. The number of sulfate-reducing bacteria of the species Desulfovibrio desulfuricans in a closed system for 8 days (the full life cycle of the CRP population of the genus Desulfovibrio) in the presence of the studied In corrosion is presented in table 4.

Figure 00000005
Figure 00000005

По истечении латентной фазы развития бактерий (в данной среде 48 ч), исследуемые ОС с предлагаемой ингибирующей активностью вводили в среду Постгейта «Б» после инокуляции ее одинаковым количеством накопительной культуры СРБ. Почернение водно-солевой среды, стенок пробирок, а затем и поверхности образцов служило визуальным критерием развития и активности бактерий.After the latent phase of bacterial development (in this medium 48 hours), the studied OS with the proposed inhibitory activity was introduced into Postgate "B" medium after inoculation with the same amount of CRP accumulative culture. The blackening of the water-salt medium, the walls of the tubes, and then the surface of the samples served as a visual criterion for the development and activity of bacteria.

В контрольной серии образцов наблюдается максимум численности СРБ на 3-4 сутки эксперимента. Действительно, бактериальная культура в этот период продолжает свое развитие и накапливается в среде. По истечении 4 суток наблюдается уменьшение численности клеток СРБ. Это связано с тем, что большая часть питательных веществ среды уже исчерпана микроорганизмами, а количество токсичных продуктов метаболизма в среде наоборот, уже достаточно большое. Происходит замедление роста и деления бактерий.In the control series of samples, the maximum number of CRP is observed on the 3-4th day of the experiment. Indeed, the bacterial culture during this period continues its development and accumulates in the environment. After 4 days, a decrease in the number of CRP cells is observed. This is due to the fact that most of the nutrients in the environment are already exhausted by microorganisms, and the amount of toxic metabolic products in the environment, on the contrary, is already quite large. There is a slowdown in the growth and division of bacteria.

В присутствии всех ОС, независимо от концентрации, наблюдается угнетение жизнедеятельности СРБ, причем максимум численности СРБ отсутствует. Уменьшение численности клеток СРБ происходит уже на 3 сутки эксперимента в присутствии всех испытуемых соединений.In the presence of all OSs, irrespective of concentration, inhibition of CRP activity is observed, and there is no maximum number of CRP. The decrease in the number of CRP cells occurs already on the 3rd day of the experiment in the presence of all tested compounds.

В среднем, на вторые сутки экспозиции приходится количество клеток СРБ в среде равное 15,49⋅106 мл-1. Максимальное число бактерий в среде без ОС на 4 сутки N=20⋅106 мл-1. К концу экспозиции численность СРБ снижается в среднем до 4,25⋅106 мл-1 в присутствии ОС и до 10,66⋅106 мл-1 в отсутствии (контроль). Подавление численности СРБ в среднем за все время экспозиции под действием ОС больше естественного ее спада в контрольной серии в 2,24 раза при СОС=1 ммоль/л; 2,73 раза при СОС=2 ммоль/л; 4,39 раз при СОС=5 ммоль/л; 4,0 раза при СОС=10 ммоль/л.On average, on the second day of exposure, the number of CRP cells in the medium is 15.49⋅10 6 ml -1 . The maximum number of bacteria in a medium without OS on day 4 is N = 20⋅10 6 ml -1 . By the end of the exposure, the number of CRP decreases on average to 4.25⋅10 6 ml -1 in the presence of OS and to 10.66⋅10 6 ml -1 in the absence (control). The suppression of the number of CRPs on average over the entire exposure time under the influence of OS is 2.24 times greater than its natural decline in the control series at С OS = 1 mmol / l; 2.73 times with C OS = 2 mmol / L; 4.39 times with C OS = 5 mmol / L; 4.0 times at C OS = 10 mmol / L.

Использование заявляемого изобретения позволяет достичь прогрессивного снижения скорости коррозии и наводораживания стали, а также уменьшения численности и жизнеспособности клеток СРБ путем введения в водно-солевую среду ОС - координационно-насыщенных комплексов на основе (S)-аминокислот и оснований Шиффа 5-Br-салицилового альдегида в концентрациях 1, 2, 5, 10 ммоль/л. На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что ОС заявляемого изобретения позволяют повысить коррозионную стойкость стали, а также сочетают в себе одновременно свойства ингибиторов коррозии, наводораживания и бактерицидов.The use of the claimed invention allows to achieve a progressive decrease in the rate of corrosion and hydrogenation of steel, as well as a decrease in the number and viability of CRP cells by introducing OS - coordinated saturated complexes based on (S) -amino acids and Schiff bases 5-Br-salicylic aldehyde into the water-salt medium in concentrations of 1, 2, 5, 10 mmol / l. Based on the studies, we can conclude that the OS of the claimed invention can improve the corrosion resistance of steel, and also combine the properties of corrosion inhibitors, hydrogen pickup and bactericides.

Источники информацииInformation sources

1. Белоглазов С.М. Электрохимический водород и металлы. Поведение, борьба с охрупчиванием. Монография. Калининград: изд-во КГУ, 2004. - 321 с.1. Beloglazov S.M. Electrochemical hydrogen and metals. Behavior, struggle with embrittlement. Monograph. Kaliningrad: KSU publishing house, 2004 .-- 321 p.

2. Белоглазов С.М. Об определении водорода в стали методом анодного растворения. - Зав. лаб. - 1961. - Т. 27. - С. 1468-1469.2. Beloglazov S.M. On the determination of hydrogen in steel by the method of anodic dissolution. - Head. lab. - 1961. - T. 27. - S. 1468-1469.

3. Белоглазов С.М Распределение в стали водорода, поглощенного при катодной обработке в кислоте, и его влияние на микротвердость. - ФММ. - Т. 15. - С. 885-889.3. Beloglazov S.M. Distribution of hydrogen absorbed during cathodic treatment in acid in steel and its effect on microhardness. - FMM. - T. 15. - S. 885-889.

Claims (3)

Способ защиты стали от коррозии и наводораживания в водно-солевых средах, содержащих сульфатредуцирующие бактерии, включающий введение в коррозионную среду ингибитора-бактерицида, отличающийся тем, что в качестве ингибитора-бактерицида используют органическое соединение - координационно-насыщенный комплекс кобальта с двумя перпендикулярно расположенными тридентатными лигандами - основание Шиффа 5-Br-салицилового альдегида и (S)-аминокислоты в виде аспарагина, глицина, глутамина или лейцина в количестве 1, 2, 5, 10 ммоль/л общей формулыA method of protecting steel from corrosion and hydrogenation in aqueous-salt media containing sulfate-reducing bacteria, comprising introducing a bactericidal inhibitor into a corrosive medium, characterized in that an organic compound is used as a bactericidal inhibitor - a coordinated saturated cobalt complex with two perpendicularly located tridentate ligands - Schiff base of 5-Br-salicylic aldehyde and (S) -amino acid in the form of asparagine, glycine, glutamine or leucine in an amount of 1, 2, 5, 10 mmol / l of the General formula
Figure 00000006
Figure 00000006
где R - изменяющаяся часть (S)-аминокислоты.where R is the changing part of the (S) -amino acid.
RU2016119874A 2016-05-23 2016-05-23 Method of protection of steel from corrosion and hydrogenation by organic compounds in medium containing sulphate reducing bacteria RU2630149C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119874A RU2630149C1 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Method of protection of steel from corrosion and hydrogenation by organic compounds in medium containing sulphate reducing bacteria

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016119874A RU2630149C1 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Method of protection of steel from corrosion and hydrogenation by organic compounds in medium containing sulphate reducing bacteria

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2630149C1 true RU2630149C1 (en) 2017-09-05

Family

ID=59797536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016119874A RU2630149C1 (en) 2016-05-23 2016-05-23 Method of protection of steel from corrosion and hydrogenation by organic compounds in medium containing sulphate reducing bacteria

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2630149C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003054251A2 (en) * 2001-12-12 2003-07-03 Akzo Nobel Nv Nitrogen-containing compounds as corrosion inhibitors
RU2283369C1 (en) * 2005-01-11 2006-09-10 Калининградский государственный университет Method for protection against corrosion and hydrogen absorption of steel in aqueous-saline medium
RU2338008C1 (en) * 2007-04-10 2008-11-10 ФГОУ ВПО Российский государственный университет имени Иммануила Канта (РГУ им. И. Канта) Safety device for steel against corrosion and hydrogenation in mediums containing sulphatereducing bacterias
RU2394941C1 (en) * 2008-12-29 2010-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Промышленно-торговая компания ТАНТАНА" Procedure for production of corrosion inhibitors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003054251A2 (en) * 2001-12-12 2003-07-03 Akzo Nobel Nv Nitrogen-containing compounds as corrosion inhibitors
RU2283369C1 (en) * 2005-01-11 2006-09-10 Калининградский государственный университет Method for protection against corrosion and hydrogen absorption of steel in aqueous-saline medium
RU2338008C1 (en) * 2007-04-10 2008-11-10 ФГОУ ВПО Российский государственный университет имени Иммануила Канта (РГУ им. И. Канта) Safety device for steel against corrosion and hydrogenation in mediums containing sulphatereducing bacterias
RU2394941C1 (en) * 2008-12-29 2010-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Промышленно-торговая компания ТАНТАНА" Procedure for production of corrosion inhibitors

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Localized corrosion behavior of 316L stainless steel in the presence of sulfate-reducing and iron-oxidizing bacteria
Orubite-Okorosaye et al. Corrosion inhibition of zinc on HCl using Nypa fruticans Wurmb extract and 1, 5 diphenyl carbazonen
RU2385927C2 (en) Inhibition of biogene sulphide formation by combination of biocide and metabolic inhibitor
CA2295765C (en) Method for inhibiting biogenic sulfide generation
EP1624089A1 (en) Method of preventing hydrogen sulfide odor generation in an aqueous medium
Liu et al. Corrosion inhibition behavior of X80 pipeline steel by imidazoline derivative in the CO2-saturated seawater containing sulfate-reducing bacteria with organic carbon starvation
El-Shamy et al. Microbial corrosion inhibition of mild steel in salty water environment
Zhong et al. Synergistic inhibitory effects of free nitrous acid and imidazoline derivative on metal corrosion in a simulated water injection system
Qi et al. Chemical additives affect sulfate reducing bacteria biofilm properties adsorbed on stainless steel 316L surface in circulating cooling water system
Ali Inhibition of mild steel corrosion in cooling systems by low-and non-toxic corrosion inhibitors
Enning et al. Evaluating the efficacy of weekly THPS and glutaraldehyde batch treatment to control severe microbial corrosion in a simulated seawater injection system
RU2630149C1 (en) Method of protection of steel from corrosion and hydrogenation by organic compounds in medium containing sulphate reducing bacteria
Harris et al. Evaluating corrosion inhibitors as a means to control MIC in produced water
Mohanan et al. Role of quaternary ammonium compounds and ATMP on biocidal effect and corrosion inhibition of mild steel and copper
Migahed Environmental factors affecting corrosion inhibition in oil and gas industry
RU2338008C1 (en) Safety device for steel against corrosion and hydrogenation in mediums containing sulphatereducing bacterias
Folwell Incompatibility of biocides and oxygen scavengers, an overlooked corrosion risk?
Moiseeva et al. Biocorrosion of oil and gas field equipment and chemical methods for its suppression. I
Peng et al. Modeling of anaerobic corrosion influenced by sulfate‐reducing bacteria
Ivušić et al. Aminotris (methylenephosphonic acid) and sodium gluconate as inhibitors of carbon steel corrosion in 3.5% NaCl solution
Vigdorovich et al. Effect of the structure of o, o´-dihydroxyazo compounds on bactericidal and inhibitory ability
RU2293799C1 (en) Composition for protein against corrosion and fouling
Frolova et al. Gravimetric and electrochemical testing of multipurpose corrosion inhibitors with biocidal action
Geissler Identification of Compounds that Effectively Block Microbial H2S Production
MoeBSc et al. Preservation of Caisson Leg