СОЗДАНИЕ НОВЫХ ТИПОВ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ НА ОСНОВЕ ФОСФОРА, СЕРЫ, АЗОТА, В ТОМ ЧИСЛЕ КРАТОНОВЫХ АЛЬДЕГИДОВ

АННОТАЦИЯ

Практические результаты исследования заключаются в следующем на основе кротонового альдегида синтезированы ряд новых соединений и показана их эффективность как хелатообразующих ингибиторов на основе предложенного механизма ингибирования разработаны новые высокоэффективные ингибирующие системы определен полифункциональное ингибирующее действие разработанных ингибиторов коррозии на основе кротонового альдегида и тиомочевины.

ABSTRACT

The practical results of the study are as follows: on the basis of crotonaldehyde, a number of new compounds have been synthesized and their effectiveness as chelating inhibitors has been shown.On the basis of the proposed inhibition mechanism, new highly effective inhibiting systems have been developed, the polyfunctional inhibiting effect of the developed corrosion inhibitors based on crotonaldehyde and thiourea has been determined.

Ключевые слова: кротонового альдегида и тиомочевины, азота, серы и фосфора, аммиак, фосфатные кислоты и фосфорорганические соединения, аддукт на основе фосфорной кислоты.

Keywords: crotonic aldehyde and thiourea, nitrogen, sulfur and phosphorus, ammonia, phosphate acids and organophosphorus compounds, phosphoric acid-based adduct.

Введение В странах с развитой химической и нефтехимической промышленностью в результате коррозии металлов наносится большой экономический ущерб, поэтому создание и использование на практике высокоэффективных ингибиторов коррозии является еще более важным [1].

В настоящее время в мире ведется работы по разработке новых полифункциональных ингибиторов химической, электрохимической, микробиологической коррозии и засоления.

В связи с этим соединения азота, серы и фосфора, кротоновые альдегиды, аммиак, фосфатные кислоты и фосфорорганические соединения, их составы и ионы металлов могут быть использованы для получения ряда многофункциональных ингибиторов. Исходя из вышеизложенного, необходимо разработать технологию синтеза олигомерных ингибиторов коррозии.

Ингибиторы коррозии - это органические и неорганические вещества, присутствие которых в небольших количествах резко снижает скорость растворения металла и уменьшает его возможные вредные последствия. Метод ингибирования, как правило, отличается высокой экономичностью, легкостью производственного внедрения без изменения ранее принятого технологического режима, обычно не предусматривает для своей реализации специального дополнительного оборудования [2-3].

Основные исследования по развитию технологии ингибиторов коррозии, и защитных материалов направлены на получение ингибирующих композиций для повышения эффективности строительных и промышленно-конструкционных материалов на основе углеродистой стали. Увеличение срока службы железных и стальных конструкций, улучшение их эксплуатационных качеств неотделимы от решения общей задачи дальнейшего повышения качества стальных промышленных конструкций.

Вместе с тем, приоритетным направлением по повышению эксплуатационных свойств ингибирующих композиций и конструкционных материалов являются исследования в области органических композиций полифункционального действия. Получение ингибирующих композиций является наиболее простым и доступным способом существенного повышения эффективности ингибирующих веществ, и ингибиторы коррозии могут быть успешно использованы для этих целей [4].

Методика синтеза олигомерного ингибитора коррозии Синтез и свойства композиций, ингибирующих коррозию, на основе кротонового альдегида, олеиновой кислоты и аддукта (аддукт на основе фосфорной кислоты) ИК-1. В стакан емкостью 250 мл, снабжённый мешалкой и термометром, загрузили 10г ортофосфорной кислоты, 5 г окиси цинка, 10 г мочевины и перемешивали до получения однородной массы. При постоянном перемешивании добавили 5 г кротонового альдегида, а затем, к полученной массе, медленно добавили 2 г аммиака, 1,5 г олеиновой кислоты и катализатор. Реакционную смесь выдерживали при непрерывном перемешивании при температуре 130-150°С в течение 3 часов. Затем охладили продукт до комнатной температуры. Среда синтезированного ингибитора коррозии составляет рН-7,5.

Скорость коррозии в исследуемых растворах рассчитывается по следующей формуле: Гравиметрический метод основан на определении массы покрытия путем взвешивания деталей на аналитических весах до и после осаждения. Метод применим для определения средней толщины однослойных покрытий. Расчет средней толщины проводят по формуле

                                                       (1)

где – m1, m2 - масса детали до и после покрытия, г; S - площадь поверхности детали, см² ; ρ - плотность металла покрытия, г/см³

;  A/см³                                                         (2)

Р- убыль в весе электродов, г;  n- валентность металла;   26,8- число Фарадея; S- площадь электрода, см²;   t- время испытания, ч; А- атомный вес металла; [5]

Результаты и их обсуждение.  В исследуемых средах вклад поверхностной пленки продуктов коррозии превышает вклад ингибитора для обоих составов «ИК-2» (таблица 1).

Таблица 1

Вклады пленки продуктов коррозии (Z_пл) и ингибитора

ИК-2 (Z_инг) в средах ИК-1 и ИК-2, содержащих сероводород и углекислый газ. Продолжителъностъ испытаний 360 часа.

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 ИК-1, ИК-2 в агрессивных емкостях.

Эффективным способом защиты от коррозии ИК-1, ИК-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.

Таблица 2

Влияние ингибитора коррозии ИК-1, ИК-2 на агрессивность Ст 20

По результатам анализа экспериментальных исследований, оптимальное количество ингибитора в водном растворе составляет 150 мг, при этом защитная эффективность достигает в среднем 97,70 %.

Заключение Проведены подробные физико-химические свойства синтезированных олигомерных ингибиторов коррозии. При этом изучены растворимость, вязкость, плотность и ингибирующие свойства полученных ингибиторов коррозии. Установлено, что с изменением рН среды ингибирующие свойства ингибиторов существенно меняется, следствие чего определены оптимальные значения рН среды при применении ингибиторов [6].

Показана экологическая безопасность применения разработанных ингибиторов в системах водоснабжения и циркулирующих оборотных водах, а также в нефте- и газо-химической промышленностях, определена их эффективность, составляющая 97,15 %.

Список литературы:

1. 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.
2. Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Изучение антикоррозионных свойств новых олигомерных ингибиторов коррозии // Композиционные материалы. 2014. -№3. –С. 20-24.
3. Narzullayev A.X.,  Djalilov A.T., Beknazarov X.S. Evaluation of inhibiting properties of ic-dalr-1 corrosion inhibitor in aqueous and saline media. //Austrian Journal of Technical and Natural Sciences № 5–6, 2019. May–June. -P.55-57.
4. Нарзуллаев А.Х., Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Изучение эффективности ингибитора коррозии ИКЦФ-1 В 1М HCL  Universum:  Химия и биология 2(56) 2019 г. -С. 34-39
5. Джалилов А.Т., Бекназаров Х.С., Нуркулов Э.Н. Антипирены для защиты древесины от горения // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. № 1 (70). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/8704 (дата обращения: 16.11.2021).
6. Х.С Бекназаров, А.Т Джалилов, А.С Султанов. Стойкость к термоокислительной деструкции полиэтилена, стабилизированного производными госсипола. Пластические массы 2007. №4. с- 39-40.
7. Нуркулов Э.Н, Бекназаров Х.С, Джалилов А.Т, Набиев Д.А. Исследование и применение фосфор, азот, бор и металл содержаших антипиренов для повышения огнестойкости свойств древесины. Universum: Технические науки. Выпуск: 8(77). Август 2020. Часть 3