RU2717415C1 - Средство для ингибирования биокоррозии металлического объекта - Google Patents

Средство для ингибирования биокоррозии металлического объекта Download PDF

Info

Publication number
RU2717415C1
RU2717415C1 RU2019121550A RU2019121550A RU2717415C1 RU 2717415 C1 RU2717415 C1 RU 2717415C1 RU 2019121550 A RU2019121550 A RU 2019121550A RU 2019121550 A RU2019121550 A RU 2019121550A RU 2717415 C1 RU2717415 C1 RU 2717415C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrically conductive
biocides
conductive polymer
tool according
carbon
Prior art date
Application number
RU2019121550A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Алексеевич Делекторский
Людмила Ромуальдовна Люсова
Елена Геннадьевна Платонова
Original Assignee
Александр Алексеевич Делекторский
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 Александр Алексеевич Делекторский filed Critical Александр Алексеевич Делекторский
Priority to RU2019121550A priority Critical patent/RU2717415C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2717415C1 publication Critical patent/RU2717415C1/ru

Links

Images

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
    • 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
    • C23F13/00Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
    • C23F13/02Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
    • C23F13/06Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
    • C23F13/08Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
    • C23F13/16Electrodes characterised by the combination of the structure and the material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Prevention Of Electric Corrosion (AREA)

Abstract

Изобретение относится к защите металлических объектов от биокоррозии и может быть использовано для защиты подземных трубопроводов. Средство для ингибирования биокоррозии металлического объекта предназначено для размещения в среде присутствия микроорганизмов, вызывающих биокоррозию, при этом оно выполнено в виде протяженного биологически активного электрода, содержащего биоциды и состоящего из металлической жилы в основной электропроводящей полимерной оболочке с углеродными наполнителями. Технический результат: разработано новое высокоэффективное и экологически безопасное средство для борьбы с биокоррозией металлических объектов. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к защите металлических объектов от биокоррозии и может применяться, в первую очередь, для защиты подземных трубопроводов.
Практика эксплуатации металлоизделий, конструкций и сооружений показывает, что скорость коррозии металлов возрастает в десятки и сотни раз, если в процессы коррозии включаются микроорганизмы.
Наибольшее распространение получили химические методы борьбы с биокоррозией путем введения в систему бактерицидных добавок как органических, так и неорганических, подавляющих рост и развитие или уничтожающих сульфатредуцирующие бактерии.
Например, известна «Биоцидная синергическая композиция для борьбы с биокоррозией» по патенту RU 23070571 С2, 2009 г.
Известно также применение с указанной целью лаковых покрытий, например, из патента RU 2458095 С2, 2012 г. «Покрытие для резервуаров и труб для снижения или предотвращения образования биопленок».
За наиболее близкий аналог изобретения можно принять «Средство для ингибирования биокоррозии металла, содержащее 1,9-нонандиаль и/или 2-метил-1,8-октандиаль в качестве активного ингредиента, при этом средство помещают в среду, в которой присутствуют микроорганизмы, вызывающие биокоррозию - RU 2689291 С1, 2019 г.
Способы введения различных химических средств в среду расположения микроорганизмов, вызывающих биокоррозию, отличаются либо видом покрытия защищаемого металла, либо введением в место его нахождения средств защиты путем их пролива, распыления и т.п.
Однако все эти методы обладают недостатками, заключающимися или в их недолговечности, или неустойчивости, или ненадежности, или применении высоких ударных доз биоцида, что несет угрозу экологической безопасности окружающей среде, или экономической нецелесообразности.
Существует принципиальная возможность подавления биокоррозии трубопроводов катодной защитой, однако для угнетения активности микроорганизмов требуется повышение анодного тока в 6-7 раз по отношению к номинальному, что вызывает наводороживание и охрупчивание металла.
В связи с указанными недостатками известных средств защиты от биокоррозии, в изобретении предлагается дозированный способ доставки биоцидов в коррозионную среду, содержащую сульфатредуцирующие, денитрифицирующие и железобактерии при помощи электромагнитных полей.
Техническая задача изобретения - разработка нового высокоэффективного и экологически безопасного средства для борьбы с биокоррозией металлических объектов.
Эта задача решена средством для ингибирования биокоррозии металлического объекта, которое размещено в среде присутствия микроорганизмов, вызывающих биокоррозию, и представляет собой протяженный биологически активный электрод, содержащий биоциды и состоящий из металлической жилы в основной электропроводящей полимерной оболочке с углеродными наполнителями.
Конкретные реализации средства могут заключаться в следующем:
- биоциды содержатся в основной электропроводящей полимерной оболочке;
- в качестве углеродных наполнителей используют технический углерод, графит, кокс, шунгит, углеграфитовые волокна и/или их комбинации;
- содержится дополнительная электропроводящая полимерная оболочка из электропроводящего полимера, например, углеграфитовой ткани, между основной полимерной оболочкой и дополнительной размещена электропроводящая углеродная и/или шунгитовая засыпка, в которой содержатся биоциды;
- дополнительно содержится общая электропроводящая полимерная оболочка с электропроводящей засыпкой, внутри которой размещены дополнительные одна или более соответствующих электропроводящих полимерных оболочек, каждая из которых содержит различные биоциды;
- применяют органические и/или неорганические биоциды;
- подключение любого металлического объекта к протяженному биологически активному электроду осуществляют через регулируемый преобразователь переменного тока в постоянный;
- металлический объект, для которого используют средство для ингибирования биокоррозии, представляет собой трубопровод.
На фиг. 1 приведено средство для ингибирования биокоррозии металлического объекта в виде протяженного биологически активного электрода с биоцидами в основной электропроводящей полимерной оболочке с разрезом вдоль и поперек электрода; на фиг. 2 приведен вариант конструкции электрода с дополнительной электропроводящей полимерной оболочкой, между которой и основной оболочкой имеется электропроводящая углеродная и/или шунгитовая засыпка с биоцидами (также показаны разрезы вдоль и поперек электрода); на фиг. 3 приведен поперечный разрез варианта конструкции электрода с общей электропроводящей полимерной оболочкой и электропроводящей засыпкой, внутри которой размещены, как частный случай, три электропроводящих полимерных оболочки с различными биоцидами; на фиг. 4 и 5 проиллюстрированы два варианта укладки электрода на дно траншеи в непосредственной близости от защищаемого сооружения (трубопровода) в биологически активной коксовой засыпке; на фиг. 6 - схема подключения электрода к катодной защите трубопровода.
Самая простая конструкция биологически активного электрода по фиг. 1 содержит металлическую жилу 1 и основную электропроводящую полимерную оболочку 2 с углеродными наполнителями, в которой содержатся биоциды 3. В качестве углеродных наполнителей оболочки 2 используют технический углерод, графит, кокс, шунгит, углеграфитовые волокна и/или их комбинации.
Эта конструкция, являясь универсальной, может использоваться для защиты любых видов подземных металлических объектов от биокоррозии.
Вариант конструкции электрода по фиг. 2 содержит дополнительную электропроводящую полимерную оболочку 4 из электропроводящего полимера или углеграфитовой ткани, между которой и основной оболочкой 2 имеется электропроводящая углеродная и/или шунгитовая засыпка 5 с биоцидами 3.
Преимущество данной конструкции заключается в повышенной скорости перехода биоцидов в коррозионно-активную среду за счет полимерной оболочки 4, которая может быть выполнена из влагопроницаемой углеграфитовой ткани.
Возможность использования в одной конструкции электрода различных биоцидов приведена на фиг. 3, где имеется общая электропроводящая полимерная оболочка 6 и содержащаяся внутри нее электропроводящая засыпка 7, внутри которой размещены, как частный случай, три электропроводящих полимерных оболочки 8, 9, 10 с различными биоцидами 3. Электропроводящих полимерных оболочек с соответствующими металлическими жилами (внутренних электродов) может быть столько, сколько необходимо для использования разных видов органических и/или неорганических биоцидов в конкретной среде, зараженной микробным сообществом, в составе которого имеются сульфатредуцирующие, денитрифицирующие и железобактерии.
Иллюстрации вариантов укладки электродов 11 в траншею 12 на фиг. 4 и 5 даны лишь для двух случаев, но этих вариантов может быть множество, что обусловлено типом выявленных бактерий в местах размещения защищаемых металлических объектов, например, трубопроводов 13.
На фиг. 4 укладку электродов 11 на дно траншеи 12 осуществляют в непосредственной близости от трубопровода 13 в песчаную подушку 14. Этот вариант предпочтителен для анаэробных бактерий, работающих без доступа кислорода, например, сульфатредицирующих.
Диагональная укладка по отношению к трубопроводу 13 электродов 11 по фиг. 5 в траншею 12 предпочтительна для разного вида бактерий, работающих как без доступа кислорода так и тех, которые работают ближе к поверхности траншеи 12, например, денитрифицирующих.
Подключение любого металлического объекта к протяженному биологически активному электроду 11 осуществляют через регулируемый преобразователь переменного тока в постоянный. Пример подключения показан на фиг. 6, где в качестве металлического объекта показан трубопровод 13, а в качестве преобразователя переменного тока в постоянный - управляемый выпрямитель 15 катодной защиты трубопровода 13.
Дозирование при доставке биоцидов 3 в коррозионную среду траншеи 12, содержащую сульфатредуцирующие или другие виды бактерий, при использовании управляемого выпрямителя 15 катодной защиты, осуществляется с помощью регулятора тока (не показан) управляемого выпрямителя 15.
Работа биологически активного электрода 11, включенного в цепь регулятора тока управляемого выпрямителя 15 катодной защиты трубопровода 13, осуществляется следующим образом.
Подключение к управляемому выпрямителю 15 катодной защиты осуществляется по традиционной схеме: активный электрод 11 «+» - цепь регулятора тока управляемого выпрямителя 15 катодной защиты - защищаемый трубопровод 13 «-» (фиг. 6).
В процессе работы происходит электрохимическое растворение наполненной биоцидами оболочки 2, или 4, или 6, 8, 9, 10 (в соответствии с применяемой конструкцией электрода по фиг. 1-3) и элиминирование биоцидов в зараженную бактериями коррозионную среду - траншею 12 (показано стрелками). В процессе происходит подавление сульфатредуцирующих, и/или денитрифицирующих, и/или железобактерий.
При этом включенным в цепь управляемого выпрямителя 15 катодной защиты регулятором тока изменяют плотность анодного тока (удельную токовую нагрузку на электрод 11), таким образом регулируя расход электропроводящей засыпки соответствующей конструкции электрода с биоцидами и, следовательно, изменяя скорость анодного растворения полимерной оболочки, т.е. регулируя количество биоцидов, перешедших в биологически активную коррозионную среду.
Совмещение в конструкции по фиг. 3 электропроводящих полимерных оболочек 8, 9, 10 с биоцидами различных классов позволяет, при заражении микробным сообществом грунта, в составе которого имеются, например, сульфатредуцирующие, денитрифицирующие и железобактерии, работать устройство путем избирательного включения, этих, по-сути, внутренних электродов например, через клеммную колодку.
При таком подключении биологически активного полимерного электрода 11, приведенного на фиг. 3, осуществляется селективная работа по доставке в зараженную среду или, при подключении одного (двух) внутренних электродов того вида биоцида, который ингибирует заданный вид бактерий или, при подключении одновременно трех внутренних электродов, усилению ингибирующего эффекта.
После подавления активности микробного сообщества, протяженный электрод 11 может продолжить работу в штатном режиме или может быть отключен от катодной защиты для подключения к ней других видов электродов.
Изобретение представляет конкретную реализацию дозированного способа доставки биоцидов в коррозионную среду, содержащую бактерии разных видов, при помощи электромагнитных полей. Предлагаемое средство реализации для борьбы с биокоррозией металлических объектов является высокоэффективным и экологически безопасным.

Claims (8)

1. Средство для ингибирования биокоррозии металлического объекта, предназначенное для размещения в среде присутствия микроорганизмов, вызывающих биокоррозию, отличающееся тем, что оно выполнено в виде протяженного биологически активного электрода, содержащего биоциды и состоящего из металлической жилы в основной электропроводящей полимерной оболочке с углеродными наполнителями.
2. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит биоциды в основной электропроводящей полимерной оболочке.
3. Средство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве углеродных наполнителей используются технический углерод, графит, кокс, шунгит, углеграфитовые волокна и/или их комбинации.
4. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит дополнительную электропроводящую полимерную оболочку из электропроводящего полимера или углеграфитовой ткани, причем между основной полимерной оболочкой и дополнительной размещена электропроводящая углеродная и/или шунгитовая засыпка, которая содержит биоциды.
5. Средство по п. 1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит общую электропроводящую полимерную оболочку с электропроводящей засыпкой, внутри которой размещены дополнительные одна или более соответствующих электропроводящих полимерных оболочек, каждая из которых содержит различные биоциды.
6. Средство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что оно содержит органические и/или неорганические биоциды.
7. Средство по любому из пп. 1-6, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью подключения любого металлического объекта к протяженному биологически активному электроду через регулируемый преобразователь переменного тока в постоянный.
8. Средство по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что металлический объект представляет собой трубопровод.
RU2019121550A 2019-07-10 2019-07-10 Средство для ингибирования биокоррозии металлического объекта RU2717415C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121550A RU2717415C1 (ru) 2019-07-10 2019-07-10 Средство для ингибирования биокоррозии металлического объекта

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019121550A RU2717415C1 (ru) 2019-07-10 2019-07-10 Средство для ингибирования биокоррозии металлического объекта

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717415C1 true RU2717415C1 (ru) 2020-03-23

Family

ID=69943122

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019121550A RU2717415C1 (ru) 2019-07-10 2019-07-10 Средство для ингибирования биокоррозии металлического объекта

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2717415C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1799893A1 (ru) * 1990-12-17 1993-03-07 Valerij I Ivashov Cпocoб пoлучehия иhгибиtopa koppoзии
RU2112816C1 (ru) * 1996-04-09 1998-06-10 Ново-Свердловская ТЭЦ Устройство для защиты металлов от коррозии в водной среде
RU2496915C1 (ru) * 2012-02-27 2013-10-27 Асгар Маратович Валеев Способ борьбы с коррозией трубопроводов системы сбора обводненной нефти
RU2689291C1 (ru) * 2013-11-15 2019-05-24 Курарей Ко., Лтд. Ингибитор биокоррозии металла

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1799893A1 (ru) * 1990-12-17 1993-03-07 Valerij I Ivashov Cпocoб пoлучehия иhгибиtopa koppoзии
RU2112816C1 (ru) * 1996-04-09 1998-06-10 Ново-Свердловская ТЭЦ Устройство для защиты металлов от коррозии в водной среде
RU2496915C1 (ru) * 2012-02-27 2013-10-27 Асгар Маратович Валеев Способ борьбы с коррозией трубопроводов системы сбора обводненной нефти
RU2689291C1 (ru) * 2013-11-15 2019-05-24 Курарей Ко., Лтд. Ингибитор биокоррозии металла

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Corrosion of antibacterial Cu-bearing 316L stainless steels in the presence of sulfate reducing bacteria
El-Shamy A review on: biocidal activity of some chemical structures and their role in mitigation of microbial corrosion
Riemer et al. A mathematical model for the cathodic protection of tank bottoms
Ameh et al. Pipelines cathodic protection design methodologies for impressed current and sacrificial anode systems
RU2717415C1 (ru) Средство для ингибирования биокоррозии металлического объекта
Sanni et al. Enhancing the inhibition potential of sodium tungstate towards mitigating the corrosive effect of Acidithiobaccillus thiooxidan on X-52 carbon steel
US7964067B2 (en) Corrosion control of bottom plates in above-ground storage tanks
Narozny et al. Method of sacrificial anode dual transistor-driving in stray current field
US20190032226A1 (en) Cathodic protection of copper plumbing system for prevention of corrosion
Mobin et al. Corrosion control by cathodic protection
US3484349A (en) Method of protecting buried steel bodies against corrosion
Gaston Zinc-Coated Ductile Iron Pipe
WO2018011608A1 (en) Autonomous impressed current cathodic protection device on metal surfaces with a spiral magnesium anode
RU124686U1 (ru) Устройство для электрохимической защиты трубопроводов и металлических конструкций зданий, сооружений
RU142911U1 (ru) Муфта коррозионной защиты
Choi et al. Cathodic protection of onshore buried pipelines considering economic feasibility and maintenance
Kothari Zinc Coated Ductile Iron Pipe
Nagy et al. Developed software for cathodic protection of storage tanks
Gomes et al. Application of Compost Gel for Treatment of Anode Beds of Onshore Pipelines in High Resistivity Soils
CN204591224U (zh) 长效油管防腐器
Abed et al. Evaluation of Impressed Current Cathodically Protected API1 650 Tank Bottoms in the Presence of Vapor Phase Corrosion Inhibitor
JP2016089210A (ja) 銅防食用組成物、及び、銅防食方法
CN102106351A (zh) 用于抑制硫酸盐还原菌繁殖的组合物和方法及片材和钢板
UA31844A (ru) Способ защиты от коррозии внутренней поверхности трубопровода
US10309019B2 (en) Corrosion protection methods for the protection of the national infrastructure of copper/iron, copper, lead/iron potable water distribution systems and the national iron-based infrastructure