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

The effectiveness of corrosion inhibitors AIK-1 and AIK-2 in acidic environments
Цитировать:
Ингибиторы коррозии АИК-1 и АИК-2 в агрессивных средах // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Нарзуллаев А.Х. [и др.]. 2019. № 7 (64). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/7608 (дата обращения: 22.06.2021).
Прочитать статью:

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  30о – 70о 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 10оС, 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

Ингибиторы

Концентрация ингибитора, мг/л

Температура, оС

Скорость коррозии, г/м2∙день

0,5 М HCl

Эффективность ингибитора, % (Z)

Скорость коррозии, г/м2∙день

0,5 М Н2SO4

Эффективность ингибитора, % (Z)

Без ингибитор

30

0,0102

0,0101

 

40

0,0184

0,0195

 

50

0,0281

0,0238

 

60

0,0403

0,0404

 

70

0,0501

0,0497

 

Puro Tech 1011 A

100

30

0,003375

66,91

0,00411

59,7

150

40

0,005854

78,26

0,00490

74,8

200

50

0,007027

74,99

0,00563

76,3

250

60

0,009316

76,88

0,00601

85

300

70

0,009311

81,81

0,00501

89,9

Suez

100

30

0,001656

83,76

0,00311

69,6

150

40

0,003943

78,57

0,00490

74,8

200

50

0,005134

81,72

0,00463

80,5

250

60

0,008461

79,01

0,00611

84,8

300

70

0,008410

83,21

0,00511

89,7

АИК-1

100

30

0,000764

92,51

0,00154

84,7

150

40

0,000931

94,94

0,00251

87,1

200

50

0,001412

94,97

0,00141

94

250

60

0,001943

95,17

0,00343

91,5

300

70

0,001901

96,20

0,00301

93,9

АИК-2

100

30

0,000458

95,43

0,00154

84,7

150

40

0,000736

96,02

0,00261

86,6

200

50

0,001031

96,37

0,00151

93,6

250

60

0,001738

95,68

0,00343

91,5

300

70

0,001700

96,60

0,00364

92,6

 

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

Агрессивная оппозиция

Время коррозии

Скорость коррозии

мм/г

Степень защиты

(Z %)

Степень защитит у ингибитора

оценка

балл

Результат

Техническая вода

336

0,033

     

Техническая вода

ингибитор

АИК-1, АИК-2

336

0,0028

91,51

3

средний

H2SO4 0,5%

336

5,3555

     

H2SO4 0,5%, ингибитор

АИК-1, АИК-2

336

0,0848

98,42

4

хорошо

НСL 0,5%

336

1,4420

     

НСL 0,5%, ингибитор

АИК-1, АИК-2

336

0,0733

94,92

3

средний

HNO3 0,5%

336

6,1117

     

HNO3 0,5%, ингибитор

АИК-1, АИК-2

336

0,1563

97,44

4

хорошо

NH4OH 0,5%

336

1,0877

     

NH4OH 0,5%, ингибитор

АИК-1, АИК-2

336

0,0081

99,25

5

отлично 

 

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.

 

Информация об авторах

ст. науч. сотр., ООО «Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии», Республика Узбекистан, Ташкент. обл., Ташкентский р-н, п/о Ибрат

LLC Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, doctoral student, Republic of Uzbekistan. Tashkent region, Tashkent area, Ibrat district

академик, АН РУз, директор ООО Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии Республика Узбекистан, п/о Ибрат

Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Director of LLC “Tashkent Research Institute of Chemical Technology”, the Republic of Uzbekistan, Ibrat

д-р техн. наук, ведущий науч. сотр., Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии, Республика Узбекистан, г. Ташкент

Dr. Tech. Sciences, Leading Researcher Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent

д-р техн. наук Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, п/о Шуро-базар

Dr. Tech. Sciences, (PhD) Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, p/o Shuro-bazaar

Ташкентский институт химической технологии, Узбекистан, г. Ташкент

Tashkent Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top