Ингибитор коррозии металлов в серной и соляной кислотах

 

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в соляной и серной кислотах и может быть использовано при травлении металлов в машиностроении. Повышение степени защиты стали, титана, никеля и кобальта от коррозии и увеличение степени защиты стали от наводороживания достигается использованием в качестве ингибитора смеси следующих продуктов, взятых в концентрациях, мас. %: 5-нитро-2-фурфураль-2-амино-4-иодфенол 25,0-33,3; (βʹ-тиоцианатоэтил)-β-бутоксиэтиловый эфир 11,1-14,7; полиэтиленполиамин 55,5-60,3. 2 табл.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в кислотах с помощью ингибиторов и может использоваться в различных отраслях машиностроения при травлении и для кислотных очисток оборудования в энергетике и пищевой промышленности.

Известно применение полиэтиленполиамина (ПЭПА) в качестве ингибитора при коррозии стали в 5-10 н соляной кислоте (Брынза А.П., Герасютина Л.Н., Федаш В. П. , Байбарова Е.Я. "Полиэтиленполиамин - ингибитор коррозии стали в соляной кислоте", "Защита металлов", 1983, т. 19, с. 961). ПЭПА замедляет коррозию в соляной кислоте в широком диапазоне температур 20-90^oС, но защитный эффект его довольно низок, составляет от 61 до 95%.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является известный ингибитор кислотной коррозии, содержащий продукт конденсации анилина с каприновым альдегидом (В.Г.Турбина и Н. Г. Ключников "Защита стали от коррозии в соляной кислоте продуктами конденсации аминов и альдегидов". Сб. статей "Ингибиторы коррозии металлов". - ЦНИК технологии, "Судостроение", 1965, с. 124-129). Известный ингибитор защищает сталь лучше, чем ПЭПА. Однако степени защиты его все же недостаточно велики: 92,07; 95,50 и 97,29 % соответственно в 3,5 и 7 н растворах соляной кислоты. Для титана, никеля и кобальта степени защиты еще ниже. Кроме того, известный ингибитор слабо тормозит новодороживание стали.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности замедления коррозии в кислотах для стали, титана, никеля и кобальта, а также увеличение степени защиты стали от наводороживавния.

Поставленная задача достигается тем, что ингибитор коррозии металлов в серной и соляной кислотах на основе продукта конденсации амина с альдегидом иполиэтиленполиаминадополнительносодержит(βʹ-тиоцианатоэтил)-β-бутоксиэтиловый эфир, а в качестве продукта конденсации - 5-нитро-2-фурфураль-2-амино-4-иодфенол.

5-Нитро-2-фурфураль-2-амино-4-иодфенол имеет следующее строение Структура (βʹ-тиоцианатоэтил)-β-бутоксиэтилового эфира Полиэтиленполиамин представляет собой смесь высокомолекулярных фракций полиаминов со средней молекулярной массой 150-170 а.е.м.

Главными компонентами ПЭПА являются тетраэтиленпентамин Н₂NCH₂CH(NH₂)CH₂CH(NH₂)CH₂CH(NH₂)CH₂CH₂NH₂ и триэтилентетрамин H₂NCH₂CH(NH₂)CH₂CH(NH₂)CH₂CH₂NH₂ Названные компоненты входят в состав ингибитора в следующих концентрациях, мас.%: 5-нитро-2-фурфураль-2-амино-4-иодфенол - 25-33,3
(βʹ-тиоцианоэтил)-β-бутоксиэтиловый эфир - 11,1-14,7
полиэтиленполиамин - 55,5-60,3
Для удобства приготовления ингибированных растворов можно выразить концентрации компонентов, перечисленных в той же последовательности, в г/л: 0,9-1,7; 0,3-1,0; 1,5-4,1.

Для ускорения растворения производного эфира рекомендуется навеску его предварительно растворить в 2-4 мл ацетона (при введении ацетона защитные свойства ингибитора практически не меняются). Введение компонентов в растворы кислот производят в следующей очередности: продукт конденсации амина с альдегидом, полиэтиленполиамин, производные эфира (или его ацетоновый раствор).

Скорость коррозии металлов измерялась гравиметрическим методом и по изменению массы образцов рассчитывались коэффициенты торможения и степень защиты ингибиторов. Новодороживание изучалось с помощью призтильной машины К-5, определялось число оборотов проволочного образца до излома.

Результаты испытаний предлагаемого и известного ингибитора приводятся в таблицах 1 и 2 соответственно.

Как видно из приведенных в таблицах данных, предлагаемый ингибитор имеет преимущество перед известным по степени защиты от коррозии стали и особенно титана, никеля и кобальта. Значительно эффективнее предлагаемый ингибитор тормозит новодороживание стали по сравнению с известным.

Дополнительно можно также указать, что предлагаемый ингибитор существенно превосходит широко применяемый в производственной практике ингибитор ПБ-5: последний имеет эффект торможения коррозии стали 41, а известный - более 100. Кроме того, ПБ-5 коагулирует под действием солей железа, накапливающихся в кислоте при травлении стали, предлагаемый в тех же условиях вполне устойчив.

Можно рекомендовать предлагаемый ингибитор для кислотного травления стали, титана, никеля и кобальта, а также для кислотной очистки поверхностей из перечисленных металлов от отложений, которые возникают при эксплуатации соответствующего оборудования.

Формула изобретения

Ингибитор коррозии металлов в серной и соляной кислотах на основе продукта конденсации амина с альдегидом и полиэтиленполиамина, отличающийся тем, что он дополнительно содержит (βʹ-тиоцианатоэтил)-β-бутоксиэтиловый эфир, а в качестве продукта конденсации - 5-нитро-2-фурфураль-2-амино-4-иодфенол при следующих концентрациях компонентов, мас. %:
5-нитро-2-фурфураль-2-амино-4-иодфенол - 25-33,3
(βʹ-тиоцианатоэтил)-β-бутоксиэтиловый эфир - 11,1-14,7
Полиэтиленполиамин - 55,5-60,3

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3