Способ защиты от коррозии стального оборудования

Изобретение относится к способу защиты от коррозии стального оборудования и обеспечению промышленной безопасности опасных производственных объектов, в том числе нефтегазового оборудования, подвергаемого электрохимической коррозии в водных средах. Способ включает предварительный отжиг стальной поверхности оборудования, которое затем помещают в раствор солей с добавлением ингибитора NaOH. Изобретение позволяет использовать режим предварительной термической обработки, который способствует повышению адсорбционной способности ингибитора коррозии для увеличения его эффективности. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области обеспечения промышленной безопасности опасных производственных объектов.

Для защиты от коррозии широко применяются ингибиторы коррозии. Эффективность ингибитора коррозии определяют в лабораторных условиях на образцах-свидетелях, которые должны быть подготовлены так же, как и основной металл конструкций. Зачастую это условие невыполнимо на практике. Поэтому вопрос о влиянии термической обработки на эффективность применения ингибитора коррозии остается актуальным.

В литературе существует устоявшаяся точка зрения, что термообработка влияет на коррозионную стойкость металлов и сплавов. Но оценка эффективности применения ингибиторов после проведения термообработки не озвучена. В связи с этим предлагается оценить возможность совместного влияния ИК и термообработки на коррозионную стойкость углеродистых сталей и сплавов.

Известен способ [RU 2090861 C1 - Способ определения коррозионной стойкости диффузионного слоя детали из конструкционной стали] (аналог), по которому судят о коррозионной стойкости диффузионного слоя детали, выбирают количество ступеней без коррозии и глубину их шага. Способ определения коррозионной стойкости диффузионного слоя детали из конструкционной стали, заключающийся в азотировании или нитрозакалке испытуемой детали, ее выдержке в воде и определении параметра, по которому судят о коррозионной стойкости диффузионного слоя, отличающийся тем, что перед выдержкой в воде от поверхности испытуемой детали на всю заданную глубину диффузионного слоя выполняют ступени с заданной глубиной шага посредством шлифования, выдержку детали в воде осуществляют в течение 17-18 ч, а в качестве параметра, по которому судят о коррозионной стойкости диффузионного слоя детали, выбирают количество ступеней без коррозии и глубину их шага.

Недостаток сложность реализации. Не проведен анализ совместного действия химико-термической обработки металла и ингибитора коррозии.

Существует способ [RU 2351692 - Способ повышения коррозионной стойкости низколегированных сталей] (прототип) повышения коррозионной стойкости низколегированных сталей, в частности при анодной пассивации низколегированных сталей. Способ включает нагрев, анодную поляризацию в солевом расплаве и последующее охлаждение, при этом предварительно строят анодную поляризационную кривую для низколегированной стали в солевом расплаве при температуре 350-550°С и с ее помощью определяют потенциал пассивации низколегированной стали, а анодную поляризацию проводят при температуре 350-550°С в течение 1,0-1,5 ч при потенциалах, превышающих потенциал пассивации стали на 0,25-0,40 В. Способ позволяет увеличить толщину поверхностного защитного слоя, обогащенного легирующими элементами.

Недостатком данного способа является сравнительно малая толщина поверхностного защитного слоя, что не обеспечивает длительной защиты от коррозии.

Цель изобретения - разработка способа повышения эффективности ингибитора коррозии путем проведения соответствующего вида предварительной термической обработки.

Цель может быть достигнута следующим способом, который основан на особенностях механизма адсорбции ингибитора коррозии на металлической поверхности образцов. В качестве исследуемого объекта была выбрана углеродистая сталь марки Ст3. Легирующие компоненты, как правило, улучшают эксплуатационные свойства сталей, однако повышают их стоимость. В качестве ингибитора коррозии применялся раствор NaOH, способный контактировать с материалом образца и образовывать на его поверхности пленку из нерастворимого гидроксида железа.

Образцы были зачищены от атмосферных и коррозионных отложений, прокалены в муфельной печи, обеспечивающей равномерный нагрев до соответствующих температур. Был произведен отжиг и нормализация образцов. В качестве коррозионно-активной среды были выбран водный имитат пластовой воды, содержащий растворы солей Na₂SO₄ (0,213 г/л), NaHCO₃ (0,136 г/л) и CaCl₂ (0,333 г/л).

Для определения поверхностного электродного потенциала применяли потенциостат. Предварительно взвешенные образцы помещались в коррозионно-активный раствор солей на 20 часов при нормальных условиях с применением ингибитора NaOH. После очистки от продуктов коррозии сравнивалась потеря массы образцов, что говорило о коррозионной стойкости в влиянии термической обработки.

Оценивались потеря веса образцов, а также вид поляризационных кривых, с помощью которых можно было судить о поляризуемости металлических образцов и таким образом их подверженность электрохимической коррозии. На фиг. 1 представлены поляризационные кривые для контрольного образца, на фиг. 2 - для образца после нормализации, на фиг. 3 - после отжига. В таблице 1 представлены результаты испытаний.

В результате анализа полученных данных заметен технический результат изобретения. Скорости коррозии углеродистой стали Ст3 в коррозионном растворе без термической обработки и с ее проведением сопоставимы. Но при добавлении ингибитора коррозии видно существенное увеличение эффективности реагента - при нормализации на 8,3%, а при отжиге - на 9,4%. Это объясняется повышенной адсорбционной способность металлической поверхности после термической обработки.

Изобретение может быть использовано в нефтегазовой отрасли и строительной индустрии, а также других отраслях производства, где необходимо применение ингибиторов коррозии.

Способ защиты от коррозии стального оборудования, отличающийся тем, что предварительно осуществляют отжиг стальной поверхности оборудования, которое затем помещают в раствор солей с добавлением ингибитора коррозии NaOH.