Исследование эффективности ингибиторов коррозии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Факультет «Химическая технология органических веществ»

Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский университет»

Исследование эффективности ингибиторов коррозии

Терентьева Анна Федоровна Студент магистратуры

Бурганов Ренат Табризович Начальник

исследовательской лаборатории

Дорофеев А.Н. кандидат технических наук

Аннотация: исследовано влияние ингибиторов фосфонатного типа на процессы коррозии в условиях, моделирующих работу теплообменных аппаратов. Приведены результаты исследований коррозионного поведения углеродистой стали в водных растворах различной минерализации в присутствии ингибиторов трех различных марок.

Ключевые слова: водооборотные системы, ингибиторы коррозии, модельные растворы, эффективность защиты от коррозии.

Investigation of the effectiveness of corrosion inhibitors

Abstract: the effect of phosphonate-type inhibitors on corrosion processes under conditions simulating the operation of heat exchangers has been studied. The results of studies of the corrosion behavior of carbon steel in aqueous solutions of different mineralization in the presence of inhibitors of three different brands are presented.

Key words: water circulation systems, corrosion inhibitors, model solutions, corrosion protection efficiency.

Система оборотного водоснабжения является неотъемлемой частью технологического процесса любого производства. В условиях эксплуатации таких систем типичными проблемами, имеющими место быть со стороны воды, являются коррозия оборудования, накипеобразование и микробиологическое обрастание [1].

В большинстве случаев охлаждающая вода содержит примеси органического характера (утечки технологических продуктов), которые при определенных условиях приводят к образованию отложений на охлаждаемой поверхности теплообменных аппаратов и трубопроводов. Осаждающийся шлам оказывает влияние не только на эффективность теплопередачи, но и действует как «ловушка», которая улавливает взвешенные вещества, уменьшая теплопередачу. Кроме того, побочные продукты бактериального обмена веществ влияют на химию воды, включая тенденцию к образованию накипи или коррозии металлов. Все эти факторы, в конечном итоге, влекут за собой нарушение технологических режимов и эффективности производственного процесса, быстрый износ технологического оборудования, а также увеличивают производственные затраты.

Борьбу с этими явлениями на водоблоках традиционно ведут путем обработки оборотной воды комплексом реагентов на основе ингибитора коррозии, диспергатора и биоцида. В целях предотвращения образования забивок аппаратов отложениями органического и неорганического характеров очень часто вынужденно производят продувку системы оборотного водоснабжения путем сброса части объема системы и добавления свежей воды.

Было проведено исследование влияния ингибиторов фосфонатного типа на процессы коррозии и накипеобразования в условиях, моделирующих работу теплообменных аппаратов.

Приведены результаты исследований коррозионного поведения углеродистой стали в водных растворах различной минерализации в присутствии ингибиторов № 1, 2 3.

№ 1 - ингибитор коррозии и накипеобразования, представляющий собой многокомпонентную синергетическую систему, в состав которой входят фосфонокарбоксилаты и водорастворимые полимеры в определенном соотношении.

№ 2 - высокоэффективный ингибитор коррозии и накипеобразования на основе фосфонокарбоксилатов, карбоксильных сульфированных сополимеров.

№ 3 - комплексный ингибитор, представляющий собой композицию на основе органофосфонатов и поликарбоксилатов.

Предложенные реагенты исследовали в лабораторных условиях по общеизвестным методикам с целью определения возможности их дальнейшего применения для ингибирования оборотной воды.

Формулы для расчетов:

Скорость коррозии образцов определяли по формуле:

V - Ат ^/(8т⁾, г/(м² ч), (1)

где Ат - потеря массы образца, г;

Б - площадь образца, м²; т - время испытаний, ч.

По найденным значениям скорости коррозии металла оценивали эффективность защиты ингибитора Z:

Z = (V - К*)/v₀-100 (2)

где Vo, Уинг - скорость коррозии образцов в воде без ингибитора и с ингибитором.

По результатам проведенных анализов, в частности содержанию кальция, определяли эффективность защиты от накипеобразования по формуле:

Э = (Си - Схол)/(Со - Схол)-100 (3)

где Си, Схол - содержание ионов кальция после испытания в среде с добавлением ингибитора и без него;

С0 - в исходной среде до испытания.

Результаты исследований

ингибитор коррозия углеродистая сталь

Для оценки ингибирующих свойств реагентов в лабораторных условиях при температуре 50°С проведены серии гравиметрических испытаний при различной минерализации водного раствора. Полученные результаты представлены в таблицах 2, 3, 4. Показатели качества модельных растворов представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Показатели качества модельных растворов

В таблице 2 приведены результаты по определению защитного эффекта ингибиторов в среде подпиточной воды.

Таблица 2 - Эффективность защитного действия ингибиторов № 1, 2, 3 в среде подпиточной воды

Согласно представленным в таблице 2 данным в среде подпиточной воды эффективность ингибиторов №1 и № 3 по противокоррозионной защите углеродистой стали высока и находится на уровне 83...89 %. Ингибитор № 2 в условиях низкого солесодержания раствора ведет себя несколько слабее и защищает сталь всего на 58%.

В таблице 3 представлены результаты коррозионных испытаний ингибиторов в модельном растворе № 3, характеризующегося средней минерализацией.

Таблица 3 - Эффективность защитного действия ингибиторов № 1, 2, 3 в среде модельном растворе № 3

Как видно из таблицы 3 с увеличением минерализации водного раствора в 2 раза противокоррозионный эффект всех исследованных ингибиторов сравнялся и составил 86.88 %.

В таблице 4 представлены данные по противокоррозионной защите углеродистой стали ингибиторами в высоко агрессивном растворе - модельном растворе № 5.

Таблица 4 - Эффективность защитного действия ингибиторов марок

Представленные в таблице 4 данные позволяют сделать заключение о том, что ингибиторы № 1, 2 по противокоррозионной эффективности в модельном растворе № 5 превосходят ингибитор № 3 всего лишь на 2-4 %. В целом, защитные пленки, сформированные исследованными ингибиторами на стали в модельном растворе №5 достаточно прочные и эффективно предотвращают развитие коррозии.

Вывод

По результатам коррозионных испытаний эффективность ингибиторов № 1, 2 сопоставима с эффективностью ингибитора № 3 в водных растворах средней и высокой минерализации. Защитный эффект составляет 88.90 %;

Эффективность ингибиторов марок №1, 2, 3 по защите стали от накипеобразования в модельном растворе № 5, выше чем в модельном растворе № 3. Защитный эффект исследованных ингибиторов в модельном растворе № 5 находится на уровне 95...99 %.

Список использованной литературы

1. Кемер И., Френк Н. Книга Налко о Воде. - 2-е изд.: NALCO CHEMICAL COMPANY, 1987.

2. Дятлова Н.М., Темкина В.Я. Комплексоны и комплексонаты металлов. - М.: Химия, 1988.

3. Балабан-Ирменин Ю.В., Рудакова Г.Я., Маркович Л.М. Применение антинакипинов в энергетике низких параметров. - М.: «Новости теплоснабжения», 2011.

4. Цирульникова Н.В. Тенденции в области создания и применения химических реагентов для стабилизационной обработки воды с целью предотвращения солеотложений и коррозии металлов систем водопользования. Обзор // Коррозия, материалы, защита. 2011. № 7. С. 12-23.

Размещено на Allbest.ru