ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ МАРКИ ЭДФ-1, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЯ СОЛИ В СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

АННОТАЦИЯ

Синтезирован ингибитор коррозии марки ЭДФ-1, содержащий азот и фосфор, для трубопроводов отопительной и охлаждающей воды систем оборотного водоснабжения и атомных электростанций, изучены его физико-химические свойства. Дифференциальный термический анализ данного ингибитора используется для определения скоростей поглощения и выделения тепла на анализаторе SHIMADZU DTG-60, а также для определения защитной способности ингибиторов коррозии и определения температуры, при которой они могут функционировать без потери своих ингибирующих свойств. Показаны термические свойства, эндотермические и экзотермические точки ингибитора коррозии марки ЭДФ-1, а также изучены уровни защиты при различных температурах.

ABSTRACT

A corrosion inhibitor of the EDF-1 brand, containing nitrogen and phosphorus, has been synthesized for heating and cooling water pipelines of circulating water supply systems and nuclear power plants, and its physical and chemical properties have been studied. Differential thermal analysis of this inhibitor is used to determine the rates of heat absorption and release on the SHIMADZU DTG-60 analyzer, as well as to determine the protective ability of corrosion inhibitors and determine the temperature at which they can function without losing their inhibitory properties. The thermal properties, endothermic and exothermic points of the EDF-1 corrosion inhibitor are shown, and the levels of protection at different temperatures are studied.

Ключевые слова: ингибиторы коррозии, азот, органические соединения, неорганические кислоты, термометр, в анализаторе SHIMADZU DTG -60, сушильная печь.

Keywords: corrosion inhibitors, nitrogen, organic compounds, inorganic acids, thermometer, in the SHIMADZU DTG -60 analyzer, drying oven.

Введение. Одной из основных задач является создание ингибиторов и антикоррозионных покрытий, используемых для предотвращения и предотвращения коррозии металлов в различных отраслях экономики стран с бурным промышленным развитием во всем мире. Ущерб, наносимый коррозией металлов в развитых странах химической и нефтехимической промышленности, составляет 30% от годового объема производимых металлов, из-за чего создание и использование ингибиторов коррозии и антикоррозионных покрытий приобретает все большее значение[1]. В годы независимости в Республике Узбекистан были созданы комплексные программы по применению современных технологий в производственных отраслях. Одним из важнейших методов является увеличение долговечности и срока службы технологического оборудования и транспортных трубопроводов, работающих в агрессивных средах, с помощью ингибиторов. Ингибиторы коррозии используются при создании химических соединений, связывающих кислород и другие ионы, а также стойких покрытий, в качестве добавок к композициям, в системах циркуляции воды, отопительных котлах, сетях водоснабжения, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, для защиты всех энергетических установок, они используются на тепловых электростанциях, атомных электростанциях, нефтегазодобывающих предприятиях, тепловых электростанциях. а системы охлаждения, в опреснительных установках, добавляют в строительные материалы.

Сегодня в качестве таких реагентов используются высокомолекулярные соединения, растворимые в воде. В связи с высокими требованиями к чистоте сточных вод актуально использование безвредных высокомолекулярных соединений в качестве ингибиторов коррозии. В большинстве случаев рекомендуемыми ингибиторами являются органические соединения различных классов, содержащие гетероатомы: азот, серу, кислород и фосфор. Эффективность ингибирующего действия веществ возрастает в ряду гетероатомов: O ^ N ^ S ^ P. Однако поскольку токсичность продуктов этого ряда также высока, для промышленного использования обычно выбирают азотсодержащие соединения [2].

Дифференциальный термический анализ (ДТА) — Это метод термического анализа, который позволяет изучать изменения физических или химических свойств материалов в зависимости от их температуры. Этот метод используется для анализа внутренних фазовых изменений, реакций или тепловых явлений материала во время его нагрева или охлаждения. Это, в свою очередь, помогает понять механизм действия и эффективность ингибитора коррозии.

Термическая стабильность: определяет температуру, при которой ингибитор начинает разлагаться, что указывает на то, в каких условиях эксплуатации он стабилен.

Фазовые преобразования: определяют температуру плавления, кристаллизации и перехода ингибитора в другую фазу, при которой он может работать.

Процессы дегидратации и разложения: Потеря массы ингибитора при нагревании помогает предсказать процессы, происходящие при удалении воды или ее разложении на более простые соединения.

Энтальпия процессов: рассчитывает количество тепла, потребленного или выделенного в различных тепловых процессах, что позволяет оценить энергетические свойства ингибитора.

Кинетика тепловых процессов: Термогравиметрическое определение скоростей реакции играет важную роль в оптимизации условий использования ингибиторов.

Экспериментальная часть. Наш центрифугированный ингибитор коррозии марки EDF-1 был протестирован гравиметрический. Этот метод используется для определения скорости поглощения и выделения тепла ингибитором коррозии в целях контроля коррозии, а также для оценки защитной способности ингибиторов коррозии. Гравиметрический метод основан на измерении разницы в массе контрольных образцов металла до и после воздействия коррозионной среды.

Ограничением использования этого метода является то, что он описывает среднюю скорость коррозии, не принимая во внимание неравномерность коррозии. В целом при работе следует руководствоваться действующим ГОСТ 9.502-82 «Ингибиторы коррозии металлов для водопроводных систем». Необходимо соблюдать методы проверки на коррозию.

Согласно ему, продукт на основе аминокислот и фосфорной кислоты в инертной среде, термометр, первоначально помещается в колбу с двумя горлышками на масляной ванне, чтобы поддерживать одинаковую температуру, и образуется однородная масса. В течение нескольких часов температура постепенно повышается и поддерживается при температуре 65°C, пока не образуется осадок, затем при температуре выше 100°C температура не меняется в течение 24 часов. Полуфабрикат нейтрализовали и высушили в сушильном шкафу, в результате чего получился порошок желтого цвета, pH 6-8, растворимый в воде при комнатной температуре, и был синтезирован наш ингибитор коррозии марки ЭДФ-1. Существует несколько исследований, посвященных этим решениям. Рассмотрим анализ дифференциального термического анализа (ДТА) и термогравиметрического анализа (ТГА) ингибитора коррозии марки ЭДФ-1.

Результаты и обсуждение. SHIMADZU DTG-60 для анализа ингибиторов коррозии методом ДТА и ТГА. При исследовании термических свойств ингибитора коррозии марки ЭДФ-1 одновременно проводились термогравиметрический анализ (ТГА) и термогравиметрический анализ (ДТА) в диапазоне температур 12-800 °С на анализаторе (рисунок 1).

 Все образцы термического анализа композиционного ингибитора коррозии марки ЭДФ-1 подвергались динамическому режиму в среде инертного газа аргона (Ar) с постоянным расходом газа аргона 80 мл в минуту. Изменение температуры производилось с шагом 10°С в течение 1 минуты в тигле из алюминия с поддоном из фурфурилового оксида алюминия. Кроме того, были доказаны эндотермические и экзотермические точки ингибитора коррозии марки ЭДФ-1.

Рисунок 1. Дифференциальный термогравиметрический анализ (ДТА) ингибитора коррозии марки ЭДФ-1.

Синтезируется в сухой массе, представленной на рисунке 1. Для ингибитора коррозии марки ЭДФ-1 была выбрана максимальная температура 800°C. результаты анализа ингибитора коррозии были представлены на дифференциальный термогравиметрический (DTA) термогравиметрическая дериватограмма (TGA) и исследованы на основе анализа. Было обнаружено четыре эндотермических пика при температурах 172,25°C, 210,96°C, 305,22°C и 356,49°C, которые являются пиками на кривой термического анализа, представляющими процесс поглощения тепла. В эндотермических процессах материал поглощает тепло из внешнего источника, и это изменяет его внутреннее энергетическое состояние. Мы можем увидеть изменение энергетического состояния в таблице 1.

Таблица 1.

Обзор анализа DTA композитного ингибитора коррозии марки ЭДФ-1

Анализ термогравиметрической кривой композитного ингибитора коррозии марки EDF-1 показывает, что кривая TGA в основном выполняется в диапазоне температур с 2 интенсивными массовыми потерями. Интервал с потерей массы 1 соответствует температуре 12,32 – 439,90°C, а интервал с потерей массы 2 соответствует температуре 439,90 – 801,68°C. Анализ показывает, что в диапазоне потери массы 1 наблюдается потеря массы 5,378 мг, то есть 74,903%, тогда как в диапазоне потери массы 2 потеря массы составляет 0,717 мг, то есть 9,986%. Анализ кривой термогравиметрического анализа (ТГА) (синяя линия) показывает, что поглощение массы по кривой ТГА происходит в основном в пределах 2 температурных интервалов, которые мы можем установить в таблице 2.

Таблица 2.

Обзор анализа TGA композитного ингибитора коррозии марки ЭДФ-1

Дифференциальный термогравиметрический анализ ингибитора коррозии марки ЭДФ-1. Дифференциальный термогравиметрический анализ ингибитора, представленного на рисунке 1, показывает, что поглощение энергии происходило в диапазоне 141,61 – 189,85°С. Наибольшее поглощение тепла происходит при температуре 172,25°С.

Поглощение энергии происходило в диапазоне температур 191,62–236,67°C. Наибольшее поглощение тепла происходит при температуре 210,96°С. Поглощение энергии произошло между 289,16 и 329,59°C. Наибольшее поглощение тепла происходит при температуре 305,22°C. В диапазоне 345,20-386,70°C. происходило поглощение энергии. Наибольшее теплопоглощение было достигнуто на поверхности при температуре 356,49°C., приведенной в таблице 3 ниже.

Таблица 3.

Анализ результатов кривых ТГА и ДТА композитного ингибитора коррозии марки ЭДФ-1

Заключение. Из приведенных выше результатов исследования и дифференциального термического анализа мы можем сказать, что. Ингибиторы коррозии оказывают значительное влияние на предотвращение отложения солей и замедление коррозионных процессов.

Их правильный подбор и использование обеспечивает длительный срок службы оборудования и значительно повышает эффективность производства. Анализ показывает, что этот ингибитор коррозии марки ЭДФ-1 можно использовать даже при температурах, превышающих рабочую эффективную температуру 300°C.

Если рассматривать сферу использования этого синтезированного ингибитора, то можно сказать, что он весьма полезен для использования в системах водяного отопления и охлаждения, атомных электростанциях и других отраслях промышленности.

Список литературы:

1. Quraishi M. A., Chauhan D. S., Ansari F. A. Development of environmentally benign corrosion inhibitors for organic acid environments for oil-gas industry //Journal of Molecular Liquids. – 2021. – Т. 329. – С. 115-514.
2. Lekan T.P, Alhaji Sh.G. “Corrosion problems during oil and gas production and its mitigation” International Journal of Industrial Chemistry 2013, 4:35.
3. Кабаргин С. В. Влияние отложений и коррозии внутри трубопровода на работу тепловой сети //Шаг в науку. – 2024. – №. 1. – С. 48-52.
4. Турдыматов, А.А. Эффективность химической ингибиторной защиты в борьбе с внутренней коррозией промысловых трубопроводов / А.А Турдыатов, Н.Х. Абдрахманов, К.Н. Абдрахманова, В.В. Ворохобко // Электронный научный журнал «Нефтегазовое дело», 2016, № 3. - С. 137-156.
5. Султамуратов Ш.П. У. и др. Синтез полидентатных соединений и применение полученных продуктов в качестве ингибиторов отложения минеральных солей //Universum: химия и биология. – 2023. – №. 5-2 (107). – С. 51-57.
6. Камилов О. О. и др. Новые композиции ингибиторов коррозии и солеотложения. – 2021.