Ингибиторы коррозии АИК-1 и АИК-2 в агрессивных средах

АННОТАЦИЯ

Исследована эффективность ингибиторов коррозии АИК-1 и АИК-2 при защите металлических деталей, работающей в агрессивных средах, от коррозии. Установлено оптимальное количество ингибитора в водном растворе. Проведены испытания по коррозии стали 20 в агрессивных средах в отсутствие и в присутствии различных концентраций ингибитора АИК-1 и АИК-2. Установлена оптимальная эксплуатационная температура ингибиторов коррозии АИК-1 и АИК-2.

ABSTRACT

The effectiveness of corrosion inhibitors AIK-1 and AIK-2 in the protection of metal parts working in corrosive environments from corrosion has been investigated. The optimal amount of inhibitor in aqueous solution has been established. Tests were performed on corrosion of steel 20 in aggressive media in the absence and in the presence of various concentrations of the inhibitor AIK-1 and AIK-2. The optimum operating temperature of corrosion inhibitors AIK-1 and AIK-2 has been established.

Ключевые слова: Ингибиторы коррозии, скорость коррозии, коррозия металла, концентрация ингибитора, кротоновый альдегид, фосфорная кислота.

Keywords: Corrosion inhibitors, corrosion rate, metal corrosion, inhibitor concentration, crotonaldehyde, phosphoric acid.

Введение. Срок службы металлических конструкций в естественных условиях окружающей среды часто относительно короткий.  При эксплуатации систем, предусматривающих многократное использование ограниченных объемов воды и использование сточных вод в контурах охлаждения, возникают проблемы, связанные с отложением малорастворимых соединений на поверхности оборудования и повреждение его вследствие протекания коррозионных процессов [1].  Продлить работоспособность деталей  можно в основном четырьмя способами, которые широко используются в практике [2]. Одним из наиболее эффективных способов продлить срок службы металлических конструкций является борьба с коррозионным разрушением технологического оборудования, то есть ингибиторная защита. Эффективность данного метода подтверждается рядом преимуществ, в числе которых можно отметить возможность вмешательства в коррозионный процесс на различных стадиях протекания [3;4]. Прослеживается прямая связь между коррозионными процессами и отложениями на поверхности теплообмена. Это позволяет сделать вывод о необходимости комплексного решения проблем. Долгое время в качестве ингибиторов коррозии применяли соединения на основе фосфатов.

В настоящей работе были изучены олигомерные ингибиторы коррозии  (АИК-1 и АИК-2), синтезированные в лаборатории ташкентского научно-исследовательского института химической технологии на основе производных кротонового альдегида с фосфорной кислотой, триазина и моноэтаноламина.  Аналогами ингибиторов коррозии и накипеобразования на основе фосфатов являются комплексоны. Все большее применение в последнее время приобретают комплексоны, содержащие фосфорную группу. Удаление накипи и продуктов коррозии объясняется созданием в порах адсорбционных слоев фосфатов[5].

Экспериментальная часть. Для проведения экспериментов использовали методику, подробно описанную в работе [6;7]. Коррозионной средой служила техническая вода, по химическому составу средне жесткая или умеренно жесткая. Скорость коррозии определяли гравиметрическим методом, согласно ГОСТ 9.506-87 при естественной аэрации, температуре  30^о – 70^о С, скорости движения жидкости 1,2 м/с на образцах из стали  Ст 20 в виде пластин размерами 10х18х1 мм [8;9].

Результаты и их обсуждение. В смеси АИК-1, АИК-2 наблюдается существенное повышению защищаемой способности реагента. Это может быть объяснено явлением синергизма. Анализ проведенных исследований показал, что происходит изменение скорости коррозии и эффективности ингибитора в зависимости от концентрации и температуры ингибитора (таблица 1). Установлено, что при определенной экспериментальной температуре скорость коррозии стали уменьшается с увеличением концентрации ингибитора. В статье [9] сообщается, что скорость коррозии железа в кислых растворах примерно удваивается при каждом повышении температуры на 10^оС, но в нашем случае наблюдается иная картина, т.е. с повышением температуры скорость коррозии уменьшается, в некоторых случаях, это означает, что активность ингибитора увеличивается с повышением температуры.

Таблица 1.

Данные скорости коррозии Стали 20 в 0,5 М HCl и 0,5 М Н₂SO₄ в отсутствиеи в присутствии различных концентраций ингибитора АИК-1, АИК-2

Механизм действия этого олигомерного ингибитора коррозии определяется, главным образом, переходом поверхностно защищаемого металла в устойчивое поверхностное пленочное состояние  с участием частиц мелкодисперсных добавок. В таблице 2 приведены экспериментальные данные по применению ингибиторов коррозии АИК-1, АИК-2 в агрессивные емкости.

Таблица 2.

Влияние ингибитора коррозии АИК-1, АИК-2 на агрессивные емкости

Когда доля покрытой поверхности определяется как функция концентрации при постоянной температуре, изотерма адсорбции может быть оценена в равновесном состоянии.

Выводы

АИК-1, АИК-2 ингибирует коррозию стали 20 с максимальной эффективностью ингибирования 90,02% при 30°С-70°С и максимальным уровнем концентрации ингибитора, 200 мг на литр  агрессивной среды.

Эффективным способом защиты от коррозии АИК-1, АИК-2, работающей в агрессивных средах, является своевременная очистка с последующим ополаскиванием водным раствором ингибитора коррозии. Исследования показали, что скорость коррозии сталей в этом случае уменьшается в 5-20 раз по сравнению с неочищенными стальными поверхностями и в 2-3 раза по сравнению с очисткой без последующего ополаскивания раствором ингибитора.

По результатам анализа экспериментальных исследований, оптимальное количество ингибитора в водном растворе составляет 200 мг, при этом защитная эффективность достигает 93,1%.

Список литературы:
1. Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Защита стали от коррозии олигомерными ингибиторами и их композицими // Химия и химическая технология.-2015. -№1. –С. 50-52.
2. Кузнецов М.В., Новоселов В.Ф., Тугунов П.И., Котов В.Ф. Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1992. - 238 с.
3. Нарзуллаев А.Х., Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Изучение эффективности ингибитора коррозии ИКЦФ-1 в 1М HCl // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 2(56).
4. Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Изучение антикоррозионных свойств новых олигомерных ингибиторов коррозии // Композиционные материалы. 2014. -№3. –С. 20-24.
5. Кадиров Х., Азаматов У., Турабджанов С.М. Новые композиции
6. ингибиторов коррозии и солеотложения. Композиционные материалы. 2015, №2. С. 53-57
7. El-Etre A.Y. , Abdallah M., El-Tantawy Z.E. Corrosion inhibition of some metals using lawsonia extract // Corros. Sci. – 2005. –p 47-50.
8. Тошев М.Э., Умаров А.Н., Кадиров Х.И.. Ингибиторы солеотложения для водогрейных котлов и систем теплоснабжения // Международная научно-техническая конференция “Актуальные проблемы инновационных технологий в развитии химической, нефте-газовой и пищевой промышленности” 2016 г c 237
9. Кузнецов Ю.И., Казанская Г.Ю., Цирульникова Н.В. Аминофосфатные ингибиторы коррозии стали // Защита металлов.- 2003, том 39. - С. 141 – 145.