Раствор для пассивации стали
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистических
Реслублнм
939594 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.07 ° 80 (21) 2952306/22-02 с присоединением заявки М (511 М. Кп.
С 23 F 9/00
С 23 F 11/00
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК620.197. .2(088.8) Опубликовано 300682. Бюллетень М 24
Дата опубликования описания 30 . 06. 82
Ю.Я.Харитонов, A.Ï.Àêoëüçèí и Л.Н.Морозова
Московский ордена Ленина и ордена ф>удовбго
Красного Знамени химико-технологический институт
М им. Д.И.Менделеева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РАСТВОР ДЛЯ ПАССИВАЦИИ СТАЛИ
Изобретение относится к защите от коррозии оборудования из стали, в частности, к растворам для пассивации и ингибирования поверхности стали.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является раствор для пассивации поверхности стали, содержащий гидрооксид натрия. Формирование плейки обусловлено пассивацией поверхности стали ионами ОН, образующимися при диссоциации щелочи (1).
Однако пленка существует лищь в растворах, содержащих ионы ОН, так как практически не обладает последействием (время последействия не превышает 8 ч), а также легко разрушается в присутствии хлоридов, сульфатов и С0,1), максимально допустимые концентрации CL?и $б не превышают 20-40 мг/л. Избыточные концентрации NaOH приводят к ще- . лочному охрупчиванию.
Цель изобретения - повышение защитного действия получаемого покрытия и обеспечение защиты поверхности в присутствии иОнов депассиваторов.
Указанная цель достигается.тем,что в растворе для пассивации ста.ли, содержащем гидрооксид металла, он в качестве гидроокиси металла содержит 0,6-0,8 г/л гидрооксида кальция.
В отличие от растворов гидрооксида натрия защитный эФфект в растворах Ca(OH)q достигается вследствие одновременного образования на стали защитных пленок и пассивации. Пассивация осуществляется находящимся в воде молекулярным кислородом и группами ОН раствора.
Защитные пленки образуются иэ сложных комплексов, в состав которых входят соединения Fe(l1 ), Ca, а также анионы СО, $04, ОЙ
Источником соединений Ре(Й) являются продукты коррозии, имеющиQ.— еся на поверхности стали. Ионы СО> и $0 присутствуют в воде, на которой готовится раствор Са(OH) . Для
2S приготовления растворов может быть исполь з ована как природн ая вода, содержащая бикарбонаты и сульфаты, так и химически обессоленная. В последнем случае присутствие ани30 онов обусловлено поглощением водой
939594
Та блица 1
Концентрация растворон, г/л
Скорость коррозии, г/м ° ч
Вещество
CA(ОН)1 0,400
0,600
О, 800
1,000
0i0010
0,0003
0,0004
0,0004
0,0268
0,0250
0,0242
0,0241
О, 432
0,648
0,864
1, 080
NaOH
Таблица 2
Скорость коррозии г/м .ч
Раствор
Ca(OH) (0,600 г/л) + NaCC (0,700 г/л)
Са (OH)g (0, 600 г/л) + Na SO4 (О, 864 г/л)
NaOH (0,648 г/л) + ИаСР (0,700 г/л)
NaOH (0,684 г/л) + Na SO (0,860 г/л) 0i003
0iО02
0,020
0,015 кислых составляющих атмосферного воздуха.
Концентрации Са(ОН)1 ниже 0,6 г/л не обеспечивают полной защиты стали от коррозии, увеличение концентрации сверх предела 0,8 г/л нецелесообразно 5 так как защитный эфир остается практически постоянным.
Практическое осуществление способа поясняется примером 1, проверка защитных свойств пленок н растворах 10 хлоридов и сульфатов и определение эффекта последействия описаны в при,мерах 2 и 3.
Пример 1. Пластинчатый образец иэ Ст 20 с площадью поверхности 10 см 1 и весом 6,4328 r погружают в раствор Са(OH) с концентрацией 0,600 г/л и выдерживают 360 ч.
Температура раствора 24+0,5О С. После окончания эксперимента образец вынимают иэ раствора, очищают от продуктов коррозии промывают дистиллированной водой, высушивают при 50 С и взвешивают. Вес образца после опыта составляет 6,4327 г. Скорость коррозии стали определяют по формуле
P — Р
Р где К вЂ” скорость (показатель) коррозии, г/матч;
P — вес образца после опыта, г;
Р— вес образца до .опыта, г; площадь поверхности образца, M1;
à — время выдержки образца в растворе, ч.
Скорость коррозии образца н растворе 0,600 г/л Са(ОН)1, определенная ло формуле, составляет 0,0003 г/м -ч.
В условиях, описанных выше, опре деляют также скорость коррозии образцов н растворах Са(ОН) с .концентрациями 0,400; 0,600; 0,800; 1,000 г/л и в растворах NaOH с концентрацией
0,432уOrб48; 0,864у 1,080 г/л (соот- 45 ветствующие концентрации NaOH и
Са(ОН) 1 эквиналентны друг другу).
Результаты экспериментов представлены в табл.1. 50
Пример 2. Для определения влияния ионов депассиваторов (хлоридов и сульфатон) на защитные свойства растворов Са(ОН) н отношении углеродистой стали один пластинчатый образец из Ст 20 с площадью поверхности 10 см и весом
6,4421 г погружают в раствор, содержащий 0,600 г/л Са(ОН)1 и 0,700 г/л
NaC0 а второй образец с площадью поверхности 10 см < и весом 6,4884, погружают в раствор, содержащий
О, 600 г/л Са(ОН)1 и О, 860 г/л
Ма 1804. Образцы выдерживают н растворах при 24+0,5 С в течение 360 ч, после чего вынимают из растворон, очищают от продуктов коррозии, промывают дистиллированной водой, высушивают при 50 С и взвешивают.
Вес первого образца после опыта составляет 6,4410, а второго 6,4874 r.
Скорость коррозии определяют по формуле, представленной в примере
1. В условиях примера 2 определяют скорость коррозии образцов также в растворах 0,684 г/л NaOH+0,700 г/л
NaC3 и 0,684 г/л NaOH+ 0,860 г/л
Na<1$О4
Результаты экспериментов представлены н табл.2.
939594
Таблица 3
Скорость коррозии 5 в водопроводной воде, г/м ч
Концентрация раствора, г/л
Раствор для формирования пленок
0,009
0,040
0,600
0,648
Са (ОН)
NaOH
Составитель М.Щербакова
Техред И. Гайду Корректор В.Синицкая
Редактор И.Ковальчук
Заказ 4605/42 Тираж 1053 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Пример 3. Для определения длительности эффекта.последействия образцы Ст 20 с пленками, сформированными в условиях примера 1 в растворах Ca(OH)n /0,600 г/л и
ЩОН (0,648 г/л), помещают в водонро- 5 водную воду на.360 ч при 24+0,5 С
Скорость коррозии образцов определяют в соответствии с методикой и формулой, представленной в примере 1.
Результаты экспериментов пред- 10 ставлены в табл.3.
Как следует из анализа результатов, полученных в условиях примеров
1-3, в растворах Са(ОН) 1 скорость коррозии стали значительно ниже (в ряде случаев — на порядок), чем в растворах NaOH. Практически полное торможение коррозионных процессов достигается в растворе Са(ОН) с концентрацией 0,600-0,800 г/л.
В растворах NaOH эквивалентных концентраций коррозия протекает интенсивно. В присутствии анионов
СЕ и БО, обладающих наиболее высокой коррозионной агрессивностью, использование Са(ОН) 1 в целях защиты 40 стали также значительно эффективнее, чем NaOH. К преимуществам Са(ОН) следует отнести и то, что под действием растворенного СО защитные свойства гидрооксида кальция повышаются за счет эффекта образования на стали слоя карбонатов и основных солей кальция. Эффективность защитного действия NaOH под влиянием СО1 снижается. Пленки, полученные в растворах Са(ОН)2, имеют.значительно большую продолжительность защитного действия, чем пленки, сформированные, B растворах NaOH.
Использование Са(OH) взамен
NaOH имеет существенный экономический эффект: стоимость 1 т Са(ОН) составляет 4 руб., а 1 т NaOH—
140 руб. Са(ОН) является отходом многих химических производств.
Растворы Ca(OH)> могут быть использованы, в частности, для предупреждения коррозии теплоэнергетического оборудования (расходных баков, баков-аккумуляторов, котлов) и аппаратов химической промышленности в период простаивания и ремонтов °
Са(ОН)1 безвреден для человека и окружающей среды, утилизация не представляет трудностей.
Формула изобретения
Раствор для пасснвации стали, содержащий гидрооксид металла, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения защитного действия получаемого покрытия и обеспечения защиты поверхности в присутствии ионов депассиваторов, он в качестве гидрооксида металла содержит 0,6-0,8 г/л гидрооксид кальция.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Брегман Д. Ингибиторы коррозии, М.-Л., Химия, 1966, с. 59 °
