Состав для защиты от питтинговой коррозии

 

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в системах водяного охлаждения и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности в нефтяной и нефтехимической. Состав для защиты от питтинговой коррозии содержит, г/л, гексаметафосфат натрия 2,0-4,0: цинк сернокислый 0,5-2,0; бихромат калия 0,5-1.7; ОЭДФ 0,5-2,0. 1 табл., 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s С 23 F 11/00, 11/08

ГОсудАРстВеннОе пАтентнОе

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4434974/26 (22) 01.06,88 (46) 15.08.93. Бюл. М 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (72) А,И,-M.Цинман, Т.Е.Рожкова, Г. В,Лоза и

P.Ø.Ñàðèë îâ (73) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по переработке газа (56) Патент Японии t+ 60-36678, кл. С 23 F 11/".2, 1985, Патент ЧССР N 182094, кл. С 23 F 11/08, 1980.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в системах водяного охлаждения и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, в частности. в нефтяной и химической.

Цель изобретения — повышение эффективности состава для защиты от питтинговой коррозии углеродистых и нержавеющих сталей в средах с высоким солесодержанием при повышенных температурах(до 70 С), Указанная цель достигается тем, что состав для защиты от питтинговой коррозии, включающий гексаметафосфат щелочного металла, дополнительно содержит бихромат калия, цинк сернокислый и оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ) при следующей концентрации компонентов, мг/л:

Гексаметафосфат натрия 2,0-4,0

Цинк сернокислый 0,5-2,0

Бихромат калия 0,5-1.7

Оксиэтилидендифосфоновая кислота 0.5 — 2.0

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что за„„ Ц „„1834915 АЗ (54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПИТТИНГОВОЙ КОРРОЗИИ

{57) Изобретение относится к защите металлов от коррозии в системах водяного охлаждения и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. в частности в нефтяной и нефтехимической, Состав для защиты от питтинговой коррозии содержит. г/л, гексаметафосфат натрия

2,0 — 4,0; цинк сернокислый 0,5 — 2,0; бихромат калия 0,5 — 1.7; ОЭДФ 0,5 — 2,0, 1 табл., 2 ил. являемый состав отличается от известного ! тем, что он дополнительно к гексаметафосфату содержит бихромат калия, цинк сернокислый и ОЭДФ при содержании компонентов, мг/л:

Гексаметафосфат натрия 2,0-4,0

Цинк сернокислый 05-2.0 Qa

Бихромат калия 0,5 — 1,7

Оксиэтилидендифосфоновая кислота

05 — 20 Ф"

Состав использовали в виде водных растворов отдельных компонентов, которые вводили в исследуемую среду в расчетных (J количествах.

Эффективность предлагаемого состава р., определяли электрохимическим методом.

Исследования проводили на электродах из углеродистой и нержавеющей сталей в трехэлектродной электрохимической ячейке. В качестве электрода сравнения использовали насыщенный хлорсеребряный электрод, в качестве вспомогательного — платиновый, Эффективность состава исследовали в воде состава: хлор-ион 3500 мг/л, сульфат-ион—, 7,1

1 т Е 0 И! а," 1;;. Т 0I l! 1(01 1-: . ", -;-,":; -!-; !" 1!1:61. (И(И f!ОГ0И(», »а:»Г1, ;1 !!Ii . Ir 1-;I.": ., 1, ! .1!" Г-Г!! r"t Г 81-1»1! -. 10, ! 0!!.71 г,», 1»!

Š— -!("!), » 1. 1 !":00! 1. (О,г7,И»И00 Г1:"; 00 г1:,", - !! I -, t

I — !70 " - I 7 1: "Cii Д6:-"Г10 Г!0Т!". г !jИ»i!1 1!ИТ 1ИI, ;;""(7 ."1 ;,.,7,»! 1:!

1Е(, 170Г»Ь(!111а:3;1,1„1;141,1 .

::: (1 Л 0 I 1(1-! И ТП I Н Г(О С1!: »;! 0 Б 1,I !"

Мг Т0,7701» 11 СK0pB;1ИЬ!,: I(111г» ГЗ!!, I !- : 0 !1(-»! .11, Г!! "- I :..: 1 111, !

Ij j1flt I r

»г !

l !;10(1», /.

7 1!!

1»;»1:!

1 ,,- I7 !»г1И "- 1:: 1 . 1. . Г".

I Е1((аЬсатй»!700(Ф-1,; -1. i I(I»,111

II

Й . И А В " !(а! (17,4Иг7" 0()1!1 0,(!." !

-З » И В С 001»а,; Г(.. Ч(Т0lrigtfl(71!. "It j ° „I I, " Р (0 (: =, (1 г Р, fl t", f г г 1Г 11

И U ., 00»I7::i . I!t 31(Г1!»Г1К!71 ..,:j:-;.,I !(! I11 (- ".

Га раСТВОрЕНИ»1 (»Е(а;71Ь, 7аа Г»Гамааo;!,-.1: .1Т1

Г1 КТИ К ГЙ, ! (!.»1(И Д Ifl g, — ТОМЕ!,7 11(",(7(»I !fit& г I".(j ".! !0! » ".; 1

Р 0 „1, с 01"» 9 1 t; „t El у»(! 1 1-7 а.» <ЗЛ 1. 7 » - -» 7 1- 1 11

ГИ г1Га И Г10Т8 г (. !ИГЛ / l :

l .,!I;;; ар11(а „!0(,.в - 0т, ;,; q :,»е,:(!.,-!.",!0,:,1:.»:„Г-.и(:171834915

Епо = Епо — Екор = 320- (-220) = 540 м В.

Для углеродистой стали в растворе без ингибитора (рис,2, кривая 1) при температуре

25оC: Екор = -470 мВ, Емк = -410 MB.

Епк = Епк — Екор - -410- (-470) = 60 M В.

При температуре 70 С Екор = 500 мВ, Епк = -470 мВ, Епк = -470 - (-500) = 30 м В.

Таким образом, для углеродистой стали

Епк в среде беэ ингибитора мало (30-60 мВ) и опасность возникновения питтинга очень велика.

Пример 2. Испытания проводят в воде, содержащей 3500 мг/л хлор-ионов и

120 мг/л сульфат-ионов при температурах

25 и 70 С. Готовят состав, который содержит (мг/л):

Гексаметафосфат натрия 1,0

Цинк сернокислый 0,3

Бихромат калия 0,3

ОЭДФ 0,3, т.е, концентрация ингредиентов предлагаемого состава ниже минимальной заявляемой. Поляризационные кривые нержавеющей и у-леродистой сталей снимают" помощью потенциостатов ПИ вЂ” 50 — 1 и П вЂ” 5827-М в потенциодинэмическом и гальваностатическом режимах со скоростью развертки 1 В/ч. Площадь поверхности электродов сос-авляет от 0,13 до 1,07 см.

В этих условиях Л Епо для нержавеющей стали составил 690 мВ, приро",.ò

Л Е,о — 150 мВ относительно раствора без ингибитора (пример 1), для углеродистой стали при 25 С Л E»; ==150 мВ, при (0 С, Л Епк = 80 мВ, Как видно, ЛЕпо и ЛЕп, несколь. ко больше, чем в отсутствие ингибитора, но ниже. чем в присутствии заявляемого состава, Пример 3. Готовят состав,.который содерхсит (мг/л}:

Гексаметафосфат натрия 2,0

Цинк сернокислый 0,5

Бихромат калия 0,5

ОЭДФ 0,5

Испытания проводят в условиях, аналогичных примерам 2 и 1. Результаты испытаний приведены в таблице 1, Как видно из табл.1

Епо для нержавеющей стали составил 865

MB. прирост Л Е«относительно примера 1 составил 325 мВ. Для углеродистой стали при 25 С Л Епк =- 390 мВ, при 70 С

Епк = 345 мВ, т.е. достигается такое значение, Л Епо и Еп,, при котором обеспечивается надежная за.цита от питтинговой коррозии.

Пример 4, Готовят состав, который содержит мг/л);

5 Гексэметафосфат натрия 3,0

Цинк сернокислый 1,0

Бихромат калия 1,0

ОЭДФ 1,0

Испытания проводят в условиях, аналогичных примерам 1 и 2. В этих условиях Епо для нержавеющей стали составил 870 мВ, прирост Епо — 390 мВ. Для углеродистой стали при 25 С

Л Епк = 390 мВ, при 70 С Л Епк = 345 мВ

Как видно из таблицы, полученные

Л Епо и Л Епк близки к примеру 3.

Пример 5, Готовят состав, который

20 содержит (мг/л

Гексаметафосфат натрия 4,0

Цинк сернокислый 2,0

Бихромат калия 1,7

ОЭДФ 2,0

Испытания проводят в условиях, аналогич25 ных примерам 1 и 2. В этих условиях так же, как и в примерах 3 и 4, получены высокие значения Л Епо и Л Еп, для нержавеющей (870 мВ} и углеродистой (390 мВ при

25 С и 345 мВ при 70 С) сталей, Прирост

Е«для нержавеющей стали составил 330 мВ.

Пример 6, Готовят состав, содержащий (мr/л):

Гексаметафосфат натрия 8,0

35 Цинк сернокислый 4,0

Бихромэт калия 4,0

ОЭДФ 4,0

Испытания проводят в условиях, аналогичных примерам 1 и 2. В этом примере

40 Л Епо для нержаве1ощей стали составил

890 мВ, прирост Л Епо относительно примера l cîñòàâèë 350 мВ. Для углеродистой стали при 25оС Л Епк = 410 мВ, при 70 С вЂ” 340 мВ.

45 Т,е., по эффективности состав с таким содержанием ингредиентов не уступает составам в примерах 3-5. Однако, такой состав не может быть применен в

- промышленных условиях из-за высокого со50 держания в нем хрома и гексаметафосфата, Пример 7. Готовят состав, который содержит (мг/n):

Цинк сернокислый 1,0

Бихромэт калия 1,0

ОЭДФ 1,0

Испытания состава 7, проведенные в аналогичных условиях, показали, что для нержавеющей стали Л Епо составил 560 мВ, прирост Л Епо — 20 мВ. Для углеродистой стали при 25 С Епк = 185 мВ, при темпера1834915 туре 70 С Л Е = 150 мВ. Эти величины значительно ниже. чем при испытаниях заявляемого состава (примеры 3-5). Это свидетельствует о том, что синергизм действия компонентов заявляемого состава проявляется лишь в присутствии всех ксмпонентов одновременно.

Пример 8. l-îòoâÿT состав, который содержит (мг/л) гексаметафосфат натрия

3,0, Испытания этого состава, проведенные в аналогичных условиях, показали, что

Л Епо нержавеющей стали равен 545 мВ, прирост Ь Епо 5 мВ. Епк углероцистой стали при 25ОС равен 75 мВ, при 70 С вЂ” 65

MB.

Как видно из этих данных и данных примера 1, один из компонентов прототипа— гексаметафосфат натрия — не проявляет заЩИТНЫХ СВОЙСТВ.

Пример 9. Готовят состав (прототип) содержащий: гексаметафосфат натрия 1х10

М/л (или 12,7 мг/л). В условиях нашего эксперимента Л Епр нержавеющей стали со. ставил 580 мВ, прирост Ь Ел = 40 мВ.

Для углеродистой стали при 25 С . Л F

90 мВ, при 70 С вЂ” 60 мВ.

Таким образом, пои высокой концентрации хлор-ионов (в данном случае 3500 мг/л) и при повышенных темпеоатурах состав по прототипу не обеспечивает доста

rîo÷ íHîoLé защиты от питтинговой горрозии.

П ример 10. Готовят состав прототип), содержащий; гекса. етафосфат натрия 1х10 Ь1/л (или 1270 мг/л).

Испытания проводят в аналогичных уоловиях. При этом Епр нержавеющей стали равен 600 мВ, прирост Л Еп„- =-60 мВ, для углеродистойсталипри25 С Ь Ел;;составил 100 мВ, при 70 С - 80 мВ, Т.е., как видно из примеров 9 и 10, состав по прототипу не обеспечивает защиту

2,0-4,0;

0,5-2,0;

0,5-1,7;

0,5-2,0 от питтинговой коррозии в условиях повышенных темпеоатур и при больших количествах хлоридов.

Злектрохимичес«ие испытания, резуль5 таты которых отражены втаблице1, показывают, что синергетическое действие компонентов в заявляемом составе обеспечивае1 значительное г овышение защитного действия по сравнени 0 со способом прото10 типом (в несколько раз), Применение предлагаемого состава позволяет предотвратить разрушение оборудования, обеспечивает безаварийную работу оборудования систем водооборота, 15 надежный режим обработки воды, позволяет уменьшить количество ремонтов оборудования и замен трубных пучков, При этом более рационально используются компоненты состава, что B конечном итоге позво20 ляет повысить эффективность защиты стальных теплообменников и обеспечить более высокую чистоту поверхности оборудования.

Формула v=,oáðåòåíèÿ

25 Состав для защиты or питтинговой коррозии, включающий гексаметафосфат щелочного металла, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности защитного,действия B охлаждающих средах, в

30 .ачесва гексаметофосфата щелочного металла используют гексаметофосфат натрия, при этом состав дополнительно содержит цинк сернокислый, бихромат калия и оксиэтилендифосфоновую кислоту (ОЗДФ) при

35 сладугощей концан;рации компонентов, мг/л;

Гексаметофосфат натрля

+2

СернокислыЙ цинк Й) -)

Б их рамат <алия (Сг )

40 (3ЗДФ, 1

4

) I;! !

Д ь

I

i l,. )

1 !.Г " i1

1 () 11 i 1 1

Ц -.:,!

1,1 !

00 гр (;I)Г.::: . :(.. - ,. 1

I ! г ! с i

1834915

Составитель А,Цинман

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 2706. Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5