RU2772783C1 - Method for inhibiting corrosion of steel in water - Google Patents
Method for inhibiting corrosion of steel in water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2772783C1 RU2772783C1 RU2021123125A RU2021123125A RU2772783C1 RU 2772783 C1 RU2772783 C1 RU 2772783C1 RU 2021123125 A RU2021123125 A RU 2021123125A RU 2021123125 A RU2021123125 A RU 2021123125A RU 2772783 C1 RU2772783 C1 RU 2772783C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- corrosion
- water
- steel
- inhibitor
- concentration
- Prior art date
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 15
- BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M Sodium oleate Chemical compound [Na+].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O BCKXLBQYZLBQEK-KVVVOXFISA-M 0.000 claims abstract description 11
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 abstract description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 9
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229940049964 Oleate Drugs 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002633 protecting Effects 0.000 description 2
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000003842 bromide salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-M oleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC([O-])=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-M 0.000 description 1
- -1 oleate anion Chemical class 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N p-acetaminophenol Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- NJRWNWYFPOFDFN-UHFFFAOYSA-L phosphonate(2-) Chemical compound [O-][P]([O-])=O NJRWNWYFPOFDFN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000141 poly(maleic anhydride) Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 1
- HBCQSNAFLVXVAY-UHFFFAOYSA-N pyrimidine-2-thiol Chemical class SC1=NC=CC=N1 HBCQSNAFLVXVAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000001340 slower Effects 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для предотвращения коррозии стальных элементов в котлах и системах подогрева воды.The invention relates to the field of corrosion protection of metals and can be used to prevent corrosion of steel elements in boilers and water heating systems.
В настоящее время экономические потери, связанные с коррозионными процессами, в развитых странах составляют от 2 до 4% валового национального продукта. Масштабы разрушения более чем значительны. По разным данным коррозией ежегодно уничтожается от 10 до 25% производимого металла в год. Основной ущерб, получаемый от корродирования материалов, связан не только с потерей массы металлов, но и с поломкой и выведением из экспулуатации металлургической продукции. Коррозия приносит и экологический ущерб. Например, в ходе коррозии нефтяных цистерн и трубопроводов возможно обширное загрязнение грунтовых вод. Известно, что процессам коррозии препятствуют различными методами.Currently, economic losses associated with corrosion processes in developed countries range from 2 to 4% of the gross national product. The scale of destruction is more than significant. According to various sources, corrosion annually destroys from 10 to 25% of the metal produced per year. The main damage resulting from the corrosion of materials is associated not only with the loss of mass of metals, but also with the breakdown and decommissioning of metallurgical products. Corrosion also causes environmental damage. For example, during the corrosion of oil tanks and pipelines, extensive contamination of groundwater is possible. It is known that corrosion processes are prevented by various methods.
Известен ингибитор коррозии и отложений для водогрейных котлов и способ его применения (патент КНР №1148572). Ингибитор содержит окисленный парафин, смесь аминов, фосфонат, гидролизованный полималеиновый ангидрид и цинксодержащий комплекс. Способ использования данного ингибитора включает примешивание некоторого количества ингибитора к воде в котле, при этом значение водородного показателя воды (рН) поддерживают выше 9.Known inhibitor of corrosion and deposits for hot water boilers and method of its application (PRC patent No. 1148572). The inhibitor contains oxidized paraffin, a mixture of amines, a phosphonate, hydrolyzed polymaleic anhydride, and a zinc-containing complex. The method of using this inhibitor involves mixing some of the inhibitor into the water in the boiler, while maintaining the pH value of the water (pH) above 9.
Недостатками данного технического решения относится сложность состава ингибитора и способа его применения, ограниченная область применения - только для обработки воды для нужд отопления.The disadvantages of this technical solution include the complexity of the composition of the inhibitor and the method of its application, the limited scope - only for the treatment of water for heating needs.
Известен способ защиты стального оборудования от коррозии в водных средах (патент РФ №2499083), включающий контролирование содержания кислорода в водной среде в интервале от 0.1 до 6.0 мг/дм3 и введение в водную среду ингибитора - цинкового комплекса 1-гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, отличающийся тем, что после введения в водную среду указанного ингибитора осуществляют избирательное осаждение защитной пленки на коррозионные очаги поверхности стального оборудования путем обеспечения содержания в водной среде магния от 0,208 до 6,23 моль/м3, температуры водной среды от 35 до 95°С и pi I водной среды от 5,8.A known method of protecting steel equipment from corrosion in aqueous media (RF patent No. 2499083 ), including controlling the oxygen content in the aquatic environment in the range from 0.1 to 6.0 mg/dm that after the introduction of the specified inhibitor into the aquatic environment, selective deposition of a protective film is carried out on corrosion pockets of the surface of steel equipment by ensuring the content of magnesium in the aquatic environment from 0.208 to 6.23 mol/m 3 , the temperature of the aquatic environment from 35 to 95 ° C and pi I water environment from 5.8.
Недостатком данного решения является его сложность.The disadvantage of this solution is its complexity.
Наиболее близким по технической сущности является: способ ингибирования коррозии металлических железосодержащих поверхностей (патент РФ №219245), заключающийся в контактировании с металлической поверхностью ингибитора коррозии, взятого в количестве 0,07-53 мг/л (ppm). Ингибиторы вводят в агрессивную среду в жидкой фазе, которая включает воду, спирты, амиды, гликоли и защищают металлическую поверхность от коррозии в интервалах температур 4-75°С и рН 3-8. В качестве ингибиторов коррозии используют производные 2-меркаптопиримидина, их натриевые, аммонийные соли, хлориды, бромиды, ацетаты, олеаты, оксалаты либо их смеси.The closest in technical essence is: a method of inhibiting corrosion of metal iron-containing surfaces (RF patent No. 219245), which consists in contacting a corrosion inhibitor with a metal surface, taken in an amount of 0.07-53 mg/l (ppm). Inhibitors are introduced into an aggressive medium in the liquid phase, which includes water, alcohols, amides, glycols and protect the metal surface from corrosion in the temperature range of 4-75°C and pH 3-8. As corrosion inhibitors, 2-mercaptopyrimidine derivatives, their sodium, ammonium salts, chlorides, bromides, acetates, oleates, oxalates, or mixtures thereof are used.
Недостатком данного решения является малый диапазон температур и большие концентрации ингибитора.The disadvantage of this solution is the small temperature range and high concentrations of the inhibitor.
Технической задачей заявленного решения является упрощение способа при уменьшении концентрации ингибитора.The technical objective of the claimed solution is to simplify the method with a decrease in the concentration of the inhibitor.
Техническим результатом является упрощение способа при улучшении экологических параметров воды после обработки ингибитором.The technical result is the simplification of the method while improving the environmental parameters of water after treatment with an inhibitor.
Указанный технический результат достигается тем, что предложен: способ ингибирования коррозии стали марки 3(Ст. 3) включающий добавление олеата натрия в воду, согласно решения, олеат натрия используют с концентрацией 500-1400 мг/л,The specified technical result is achieved by the fact that it is proposed: a method for inhibiting corrosion of steel grade 3 (St. 3) including the addition of sodium oleate to water, according to the solution, sodium oleate is used with a concentration of 500-1400 mg/l,
Возможность достижения технического результата обеспечивается тем. что олеат-анион, адсорбируясь на детали, гидрофобизирует поверхность металла и значительно замедляет его окисление, то есть анодную реакцию, а наличие ненасыщенной связи в цепи олеат-аниона усиливает адсорбцию на положительно заряженной поверхности, при этом для Ст.3 достаточно концентрации олеата натрия 500-1400 мг/л в воде.The possibility of achieving a technical result is provided by those. that the oleate anion, being adsorbed on the part, hydrophobizes the surface of the metal and significantly slows down its oxidation, that is, the anodic reaction, and the presence of an unsaturated bond in the oleate anion chain enhances adsorption on a positively charged surface, while for St.3 a sodium oleate concentration of 500 is sufficient -1400 mg/l in water.
В качестве исследуемых образцов использовались пластинки из стали марки Ст. 3 с площадью поверхности от 500 до 1100 мм2.As the samples under study, plates made of steel grade St. 3 with a surface area of 500 to 1100 mm 2 .
Для изучения скорости коррозии стальных деталей был выбран глубинный показатель. Для его определения при помощи штангенциркуля были измерены параметры и высчитаны площади поверхности исследуемых стальных пластинок. Перед проведением испытания с поверхности пластинок механическим методом были удалены все продукты коррозии. Далее поверхность пластинок тщательно промывалась проточной водой и обезжиривалась в ацетоне. После непродолжительной сушки детали взвешивались на аналитических весах и помещались в конические колбы объемом в 150 мл, которые были заполнены 100 мл раствора ингибитора определенной концентрации. Через 14 дней пластинки вынимались, поверхность очищалась от продуктов коррозии аналогичными методами, обезжиривалась, после чего пластинку так же взвешивали на аналитических весах.To study the corrosion rate of steel parts, a depth indicator was chosen. To determine it, using a caliper, the parameters were measured and the surface areas of the studied steel plates were calculated. Before testing, all corrosion products were removed from the surface of the plates by a mechanical method. Next, the surface of the plates was thoroughly washed with running water and degreased in acetone. After a short drying time, the parts were weighed on an analytical balance and placed in 150 ml conical flasks, which were filled with 100 ml of an inhibitor solution of a certain concentration. After 14 days, the plates were removed, the surface was cleaned of corrosion products by similar methods, degreased, after which the plate was also weighed on an analytical balance.
Определение глубинного показателя скорости коррозии – П проводилось по формуле:Determination of the deep corrosion rate index - P was carried out according to the formula:
где:where:
m0 - масса пластины до испытаний (г);m 0 - mass of the plate before testing (g);
m - масса пластины после испытаний (г);m is the mass of the plate after testing (g);
Т - время испытаний (сут);T - test time (days);
S - площадь пластины (мм2);S - plate area (mm 2 );
ρ - плотность стали (г/мм3)ρ - steel density (g / mm 3 )
47000 - переводной коэффициент,47000 - conversion factor,
степень защиты - Рdegree of protection - R
вычислялась по формуле:was calculated by the formula:
где:where:
П0 - глубинный показатель скорости коррозии без ингибитора,P 0 - deep corrosion rate indicator without inhibitor,
П - глубинный показатель скорости коррозии с ингибитором.P is a deep indicator of the corrosion rate with an inhibitor.
Первоначально по методике была определена скорость коррозии стали в водопроводной воде. При измерении глубинного показателя стали и сравнении его со школой коррозионной стойкости металлов (ГОСТ 13819-68) оказалось, что сталь обладает средней стойкостью к коррозии, средняя величина глубинного показателя коррозии соответствует 5 баллам по шкале и находится на его границе.Initially, the method was used to determine the corrosion rate of steel in tap water. When measuring the deep index of steel and comparing it with the school of corrosion resistance of metals (GOST 13819-68), it turned out that steel has an average resistance to corrosion, the average value of the deep corrosion index corresponds to 5 points on the scale and is on its border.
На фиг. 1 представлен график зависимости степени защиты от коррозии (Рср, %) Ст. 3 от концентрации олеата натрия.In FIG. 1 shows a graph of the degree of protection against corrosion (P cf , %) Art. 3 from the concentration of sodium oleate.
В таблице 1 представлены экспериментальные значения зависимости степени защиты (Рср, %) и глубинного показателя скорости коррозии (Пср, мм/год) от концентрации (С, мг/л). Ранее, применяемая в промышленности концентрация олеата Ст. 3 при обычном содержании солей и других примесей - было достоверно установлено, что при концентрации олеата натрия в интервале 500-1400 мг/л степень защиты лежит в интервале 73- 95%.Table 1 presents the experimental values of the dependence of the degree of protection (P cf , %) and the deep corrosion rate index (P cf , mm/year) on the concentration (C, mg/l). Previously, the concentration of St. oleate used in industry. 3 at the usual content of salts and other impurities - it was reliably established that at a concentration of sodium oleate in the range of 500-1400 mg/l, the degree of protection lies in the range of 73-95%.
На фиг. 1 представлен график зависимости степени защиты от коррозии Ст. 3 растворами олеата натрия.In FIG. 1 shows a graph of the degree of protection against corrosion St. 3 solutions of sodium oleate.
Таким образом, решается техническая задача заявленного решения - упрощение способа при уменьшении концентрации ингибитора. Кроме того, олеат натрия является экологически безопасным реагентом, что расширяет возможности использования воды с данным ингибитором для технических нужд.Thus, the technical problem of the claimed solution is solved - simplification of the method with a decrease in the concentration of the inhibitor. In addition, sodium oleate is an environmentally friendly reagent, which expands the possibilities of using water with this inhibitor for technical needs.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2772783C1 true RU2772783C1 (en) | 2022-05-25 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU644295A1 (en) * | 1976-07-15 | 1980-04-05 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физической Химии Ан Ссср | Metal protecting composition against corrosion in neutral media |
| RU2198245C2 (en) * | 2001-01-30 | 2003-02-10 | Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН | Method of corrosion inhibition and composition for method embodiment |
| RU2202653C2 (en) * | 2001-07-16 | 2003-04-20 | Волгоградский государственный технический университет | Metal corrosion inhibitor |
| US7842127B2 (en) * | 2006-12-19 | 2010-11-30 | Nalco Company | Corrosion inhibitor composition comprising a built-in intensifier |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU644295A1 (en) * | 1976-07-15 | 1980-04-05 | Ордена Трудового Красного Знамени Институт Физической Химии Ан Ссср | Metal protecting composition against corrosion in neutral media |
| RU2198245C2 (en) * | 2001-01-30 | 2003-02-10 | Институт органической и физической химии им. А.Е. Арбузова Казанского научного центра РАН | Method of corrosion inhibition and composition for method embodiment |
| RU2202653C2 (en) * | 2001-07-16 | 2003-04-20 | Волгоградский государственный технический университет | Metal corrosion inhibitor |
| US7842127B2 (en) * | 2006-12-19 | 2010-11-30 | Nalco Company | Corrosion inhibitor composition comprising a built-in intensifier |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4289639A (en) | Method and composition for removing sulfide-containing scale from metal surfaces | |
| JPS6316469B2 (en) | ||
| JPH032234B2 (en) | ||
| Mercer | Test methods for corrosion inhibitors: Report prepared for the European Federation of Corrosion Working Party on Inhibitors | |
| Lahodny-Šarc et al. | The influence of pH on the inhibition of corrosion of iron and mild steel by sodium silicate | |
| RU2772783C1 (en) | Method for inhibiting corrosion of steel in water | |
| Loto et al. | Inhibition effect of 2-amino-5-ethyl-1, 3, 4-thiadiazole on corrosion behaviour of austenitic stainless steel type 304 in dilute HCl solution | |
| Xiong et al. | Impact of pre-corrosion on corrosion inhibitor performance: can we protect aged pipelines | |
| Wachter et al. | Preventing Internal Corrosion of Pipe Lines | |
| Vuppu et al. | Study of sweet corrosion in horizontal multiphase, carbon steel pipelines | |
| Jenkins et al. | Mitigation of under-deposit and weldment corrosion with an environmentally acceptable corrosion inhibitor | |
| Bahtiti et al. | Anti-Corrosive Effect of Jordanian-Bay-Leaves Aqueous Extract on Mild Steel in 1.0 M Hydrochloric Acid Solution | |
| US4018703A (en) | Corrosion inhibitors | |
| US2993007A (en) | Nu-alkylheterocyclic nitroge-containing derivatives as corrosion-inhibitors | |
| Kahraman et al. | Effect of inhibitor treatment on corrosion of steel in a salt solution | |
| Pinchuk et al. | Complex corrosion protеction of tubing in gas wells | |
| Ivanenko et al. | Chemical means of equipment protection during oil and gas fields operation | |
| Dave et al. | Effect of a corrosion inhibitor for oil and gas wells when sand is produced | |
| Salas et al. | Corrosion control in cooling systems of heavy-duty diesel engines | |
| Litke et al. | Aggressive corrosion associated with salt deposits in low water content sour gas pipelines | |
| Kuznetsov et al. | On the inhibition of hydrogen sulfide corrosion of steel with Schiff bases | |
| Quaraishi et al. | Inhibition of mild steel corrosion in presence of fatty acid imidazolines in hydrochloric acid | |
| Alanazi | Investigation of under-deposit corrosion on X-60 using multielcetrode system | |
| JP2000219980A (en) | Method for suppressing local corrosion of metals | |
| US3110567A (en) | Testing corrosion inhibitors |