Способ ингибирования коррозии в водных системах

 

Изобретение относится к способам ингибирования коррозии в водных системах и может быть использовано в теплообменном оборудовании систем оборотного водоснабжения. Сущность изобретения: способ включает добавление в водную систему полимера 2-метил-5-винилпиридина с мол.м. 5000 - 500000, кватернизованного бензилхлоридом до степени кватернизации 60 - 90%, и гексаметафосфата натрия в соотношении кватернизованного полимера и гексаметафосфата натрия 1 : (1 - 4) при концентрации кватернизованного полимера в водной среде 1,0 - 2,5 мг/л. Предлагаемый способ позволяет значительно повысить эффективность защиты от коррозии в водных средах без применения солей тяжелых металлов и без увеличения дозировки ингибирующих компонентов. 2 табл.

Изобретение относится к области ингибирования коррозии в водных системах и может быть использовано в теплообменном оборудовании систем оборотного водоснабжения.

Известно применение для защиты от коррозии металлов низкомолекулярных четвертичных аммониевых соединений в сочетании с модифицирующими добавками: сложная смесь модифицированных моно-, ди- и полиалкилзамещенных пиридиновых оснований (ТУ 38-103-339-77), водный раствор полиалкилбензилпиридиний хлорида и гексаметилентетрамина в соотношение 1:1 (ТУ 6-01-873-85), четвертичная соль пиридиния (ТУ 6-01-11-15-72) и др.

Указанные ингибиторы применяют для защиты сталей при кислотном травлении, а также для предотвращения сероводородной и углекислотной коррозии нефтегазопромыслового оборудования. Механизм защитного действия ингибиторов в кислых водных средах, т.е. когда процесс электрохимической коррозии идет в условиях восстановления водорода, значительно отличается от механизма ингибирования в нейтральных и щелочных средах (в условиях кислородной деполяризации). Поэтому вышеперечисленные ингибиторы в нейтральных средах водооборотных систем применяться не могут.

Известны способы ингибирования коррозии металлов в нейтральных средах с применением полифосфатов щелочных металлов [1] Недостатком этого способа является способность применяемых при осуществлении способа полифосфатов при нагревании легко переходить в ортофосфаты и осаждаться в виде фосфата кальция на поверхности теплообменника. Кроме того, ортофосфаты хорошая питательная среда для бактерий, которые могут вызывать микробиологические отложения.

Наиболее близким к изобретению по технологической сущности и достигаемому результату является способ ингибирования коррозии в водных системах, заключающийся в добавлении компонентов, образующих защитную пленку на металле: нитратов, сульфатов или хлоридов цинка, никеля, хрома, алюминия в сочетании с орто- или полифосфатами щелочных металлов и катионным полимером линейной структуры, в качестве которого используют производные этиленненасыщенных мономеров, содержащих четвертичную группу аммония [2] Недостатком такого способа ингибирования является необходимость введения в водооборотную систему солей тяжелых металлов, которые попадают в водоемы вместе с продувочной водой и распыляются в виде аэрозоля. Это наносит ощутимый ущерб окружающей среде.

Задачей изобретения является обеспечение высокого эффекта защиты от коррозии металлов в водных системах без применения солей тяжелых металлов.

Для этого в способе ингибирования коррозии в водных системах, заключающемся в добавлении катионного полимера на основе винилпиридина, кватернизованного бензилхлоридом, и полифосфата щелочного металла в качестве катионного полимера используют полимер 2-метил-5-винилпиридина с мол.массой 50000-500000 и степенью кватернизации 60-90% в качестве полифосфата щелочного металла-гексаметафосфат натрия в соотношении кватернизованного полимера и гексаметафосфата натрия 1:(1-4) при концентрации кватернизованного полимера в водной среде 1,0-2,5 мг/л.

Использование в способе ингибирования коррозии вышеназванных продуктов в предлагаемых соотношениях и количествах позволяет получать прочную изолирующую пленку на поверхности металла, значительно повысить эффективность антикоррозионной защиты, продлить сpок службы теплообменного оборудования, исключить применение солей тяжелых металлов, а также снизить ущерб, наносимый окружающей среде при сбросе воды.

При осуществлении способа используют гексаметафосфат натрия по ГОСТ 20291-80, полимер 2-метил-5-винилпиридина, полученный эмульсионной полимеризацией 2-метил-5-винилпиридина в водной среде при 60-70^оС в присутствии калиевого мыла синтетических жирных кислот в качестве эмульгатора и персульфата калия в качестве инициатора полимеризации, кватернизованный бензилхлоридом на стадии латекса со степенью кватернизации 60-90% Степень кватернизации регулируют массовым соотношением полиметилвинилпиридина и бензилхлорида.

Эффективность антикоррозионной защиты определяют по скорости коррозии металла в водной среде без ингибитора и с добавлением ингибитора по следующей формуле: Э 100 где К₁ скорость коррозии металла в среде без ингибитора; К₂ скорость коррозии металла в среде с добавлением ингибитора.

Скорость коррозии определяют гравиметрическим методом (ГОСТ 9 502-82). Ингибиторы коррозии металлов для водных систем: Методы коррозионных испытаний).

Предварительно зачищенные обезжиренные спиртом и взвешенные образцы из стали Вст3сп выдерживали в течение 10 сут при 25^оС в водной среде при скорости потока 0,6 м/с.

Состав водной среды приведен в табл.1.

Состав ингибирующей композиции и скорость коррозии представлены в табл. 2.

В примерах 4 и 6 степень кватернизации полимера составляет 80% в примере 5-60% в примере 7 90% Как видно из данных, приведенных в табл.2, предлагаемый способ ингибирования позволяет значительно повысить эффективность защиты от коррозии в водных средах без применения солей тяжелых металлов и без увеличения дозировки ингибирующих компонентов и, следовательно, продлить срок службы теплообменного оборудования и значительно уменьшить ущерб, наносимый природе при сбросе воды.

Формула изобретения

СПОСОБ ИНГИБИРОВАНИЯ КОРРОЗИИ В ВОДНЫХ СИСТЕМАХ, включающий добавление катионного полимера на основе винилпиридина, кватернизованного бензилхлоридом, и полифосфата щелочного металла, отличающийся тем, что в качестве катионного полимера используют полимер 2-метил-5 винилпиридина с мол.м. 50000 500000 и степенью кватернизации 60 90% в качестве полифосфата щелочного металла гексаметафосфат натрия в соотношении кватернизованного полимера и гексаметафосфата натрия 1 1 4 при концентрации кватернизованного полимера в водной среде 1,0 2,5 мг/л.

РИСУНКИ

Рисунок 1