СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДОХРАНЕНИЯ ОТ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ Российский патент 1996 года по МПК C23C22/07 

Изобретение относится к защите от потовой коррозии изделий из стали при изготовлении и может быть использовано в машиностроительной, приборостроительной и других отраслях промышленности.

Известен раствор для одновременного обезжиривания, травления и фосфатирования металлических поверхностей, содержащий первичные фосфаты марганца и железа, азотнокислый цинк, моющее средство, сульфанол и тальк при следующем их соотношении, г/л: первичные фосфат марганца и железа 30 40, азотнокислый цинк 50 70, моющее средство 3 10, сульфанол 1 3, тальк 0,5 1.

Состав наносят при комнатной температуре кистью на поверхность стали, в том числе на поверхность, покрытую окалиной и ржавчиной. В результате использования такого состава покрытие получается мелкокристаллическим и повышается коррозионная стойкость его. Однако он не предохраняет от потовой коррозии.

Известен также состав для фосфатирования металлических поверхностей, содержащий фосфаты в виде фосфорной кислоты, нитрат натрия, трехокись хрома, первичный алифатический спирт нормального строения с числом атомов углерода 2 4 и воду при следующем соотношении компонентов, г/л:
Фосфорная кислота 70 100
Окись цинка 15 20
Нитрат натрия 2 3
Трехокись хрома 0,3 0,6
Первичный алифатический спирт нормального строения с числом атомов углерода 2 4 60 150
Вода Остальное
(авт. св. 1562362, кл. C 07 C 22/03, опубл. Бюл. N 17, 1990).

Указанный состав также повышает эффективность защиты от коррозии, снижает температуру фосфатирования и повышает ударную прочность наносимых лакокрасочных покрытий. Однако он не способен удалять продукты коррозии от воздействия пота рук.

В патентной и технической литературе широко описаны составы на основе аминов, в том числе циклогексиламина (В.П. Персианцева, П.Л. Розенфельд. Сб. "Исследования по коррозии металлов", вып. 5 "Новые методы и приборы для коррозионных испытаний", Изд. АН СССР, 1969, стр. 41; П.Л. Розенфельд и др. ЖПХ, 34, N 9, 2047, 1961; А.Г. Ханларова, М.И. Мамедов. Азерб. нефт. хоз. 41, 12, 43, 1962; Дж. Брегман. Ингибиторы коррозии. Изд. "Химия", 1966; J. Nemcova, J. Pivonka, Listy Cukrovaru, 81, N 10, 237, 1965, O.L. Piggs, R.L. Every, Corrosion 18, 262t, 1962; А.К. Ефимова, А.М. Шатунова, Вольф. Сернистые нефти и продукты их переработки, т. 3, 1960, стр. 181), предназначенных для повышения эффективности защиты от атмосферной коррозии, от коррозии в кислых и водных средах, в нефтепродуктах с различной длительностью защиты, однако они не обладают способностью не только защищать от потовой коррозии, но и снимать с металлических поверхностей продукты данного вида коррозии.

Целью настоящего изобретения является предохранение от потовой коррозии и повышение эффективности удаления продуктов коррозии от пота рук.

Согласно изобретению для достижения вышеуказанной цели предлагается использовать новый состав при следующем содержании ингредиентов, г/л:
Фосфорная кислота 85 105
Циклогексиламин 0,7 0,9
Моющий препарат 15 25
Вода Остальное
В качестве моющего препарата предложено использовать продукт МЛ-51, выпускаемый отечественной промышленностью по ТУ-84-228-80. Продукт содержит,
1) Карбонит натрия 44
2) Тринатрий фосфат или триполифосфат натрия 34,5
3) Метасиликат натрия 20
4) Смачиватель ДБ 1,5
Предлагаемый состав готовится путем последовательного растворения в воде фосфорной кислоты, циклогексиламина и моющего препарата МЛ-51.

Внешний вид предлагаемого состава бесцветная жидкость, плотностью не более 1,1±0,01, pH 1,4±0,01.

Защитные свойства и эффективность удаления продуктов коррозии от пота рук осуществляется следующим образом.

Поверхность металлических изделий перед нанесением предлагаемого состава специально заражают раствором искусственного пота, погружая в него изделия. Его состав (см. проект стандарта СЭВ "Защита от коррозии. Средства временной противокоррозионной защиты. Методы испытания защитной способности при воздействии пота рук. М. октябрь 1986 г.): 7 г хлорида натрия, 1 г мочевины и 4 г молочной кислоты, 125 г дистиллированной воды, остальное до 1 л - метанол. Далее изделия вытаскивают из раствора и выдерживают на воздухе при t 20±5^oC в горизонтальном положении для фиксации раствора искусственного пота в течение 10±1 минут. Для получения коррозии толщиной 50±5 мкм зараженные изделия размещают в камере с периодической конденсацией влаги при относительной влажности воздуха 98±2% и с перепадом температуры 40^oC в течение 8 часов и 20^oC в течение 16 часов. Продолжительность циклических испытаний составляет 48 часов.

Толщину образовавшейся коррозии измеряют толщинометром, например "Minitest F. D. ". Таким образом, поверхность подготовленных образцов обрабатывают новым составом в течение 20 минут при перемешивании, а затем высушивают в течение 30 минут потоком воздуха, имеющего скорость не более 1 м/сек при температуре 20±2^oC.

Коррозионную стойкость обработанных изделий оценивают по ускоренной методике в условиях повышенной относительной влажности и температуры с периодической конденсацией влаги по ГОСТ 9.509-89 (продолжительность испытаний составляет 48 часов).

Защиту от потовой коррозии производят по площади коррозионных разрушений на поверхности металлических образцов.

Для этого определяют с помощью стереоскопического микроскопа на поверхности количество клеток по сетке и высчитывают, какой процент составляет одна клетка от общей поверхности, принятой за 100% Для металлического образца размером 50х25х2-3 мм 1 клетка соответствует 0,01% так как такая поверхность имеет 10000 клеток.

Затем по формуле
S n•0,01
определяют площадь пораженной поверхности. В приведенной формуле
S площадь пораженной поверхности,
n количество пораженных клеток;
0,01 процент поражения 1 клетки.

Дополнительно измерив толщину снятых продуктов коррозии, оценивают эффективность удаления продуктов коррозии от воздействия пота рук (П_уд), мкм/мин, по следующей формуле:

где H Н₁ Н₂;
Н₁ толщина коррозии до обработки предлагаемым способом, мкм;
H₂ толщина коррозии после обработки предлагаемым способом, мкм.

Результаты приводятся в таблице. Как следует из данных, приведенных в таблице, предлагаемый состав позволяет удалить продукты коррозии от воздействия пота рук и увеличить эффективность защиты (Э_з) от нее на 98±1% которую можно определить в процентах по следующей формуле:

где S₁ площадь поражения поверхности, не обработанной составом для предохранения от пота рук,
S₂ площадь поражения поверхности, обработанной составом для предохранения от пота рук,
Условия определения эффективности защиты и удаления продуктов коррозии от воздействия пота рук при использовании предлагаемого состава изложены в приведенных примерах.

При содержании компонентов, имеющих количество меньше нижних показателей, удаление продуктов коррозии от пота рук значительно снижается до величины 0,05 мкм/мин; если больше высших показателей, то эта величины колеблется в пределах 2,5 мкм/мин.

Доказательством неочевидности полученного результата защиты от потовой коррозии поверхности металлических изделий при их изготовлении служит то, что циклогексиламин используют в составе как вещество, помогающее снимать (удалять) продукты коррозии, образованные от воздействия пота рук.

Из патентной и технической литературы нам неизвестно применение указанных компонентов в таком сочетании для защиты от потовой коррозии металлических поверхностей.

Пример 1 (контроль).

Подготовленные по ГОСТ 11332-71 металлические образцы из стали Ст.3 размером 50х25х2-3 мм предварительно обезжиривают. Высушенные образцы заражают раствором искусственного пота. Подготовленные таким образом образцы подвергают циклическим испытаниям в течение 48 часов. Величина образовавшейся коррозии составляет 30%
Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 2 (прототип).

Опыт проводят аналогично примеру 1, но на образцах после образования коррозии от искусственного пота измеряют "Minitest FD" толщину, а затем образцы подвергают обработке составом (авт. св. N 1562362):
Фосфорная кислота 85 Окись цинка 17
Нитрат цинка 2,5
Трехокись хрома 0,3
Первичный алифатический спирт нормального строения 60
Состав в емкости постоянно перемешивается. Время обработки образцов, помещенных в емкость с составом, 20 минут. Затем образцы помещают в камеру для проведения циклических испытаний в течение 48 часов.

Величина оставшихся продуктов коррозии (S_пор) и эффективность удаления продуктов коррозии от пота рук (П_уд) представлены в таблице.

Пример 3.

Опыт проводят аналогично примеру 2, но образцы после образования коррозии от искусственного пота обрабатывают составом для предохранения от коррозии, содержащим, г на 1 л воды:
Фосфорная кислота 95
Циклогексиламин 0,8
Моющий препарат 20.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 4.

Опыт проводят аналогично примеру 2, но образцы обрабатывают составом для предохранения от коррозии, содержащим, г на 1 л воды:
Фосфорная кислота 85
Циклогексиламин 0,7
Моющий препарат 15.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 5.

Опыт проводят аналогично примеру 2, но образцы обрабатывают составом для предохранения от коррозии, содержащим, г на 1 л воды:
Фосфорная кислота 105
Циклогексиламин 0,9
Моющий препарат 20
Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 6.

Опыт проводят аналогично примеру 5, но в составе для предохранения от коррозии берется циклогексиламина 0,7 г/л.

Пример 7.

Опыт проводят аналогично примеру 2, но образцы обрабатывают составом для предохранения от коррозии, содержащим, г на 1 л воды:
Фосфорная кислота 85
Циклогексиламин 0,9
Моющий препарат 20.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 8.

Опыт проводят аналогично примеру 3, но в составе для предохранения от коррозии берется циклогексиламина 0,7 г/л.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 9.

Опыт проводят аналогично примеру 5, но в составе для предохранения от коррозии берется моющего препарата 25 г/л.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 10.

Опыт проводят аналогично примеру 3, но в составе для предохранения от коррозии моющего препарата берется 15 г/л.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Пример 11.

Опыт проводят аналогично примеру 3, но в составе для предохранения от коррозии берется моющего препарата 25 г/л.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Состав для предохранения от коррозии металлических поверхностей изделий из черных металлов содержит, г/л: фосфорная кислота 85 - 105, циклогексиламин 0,7 - 0,9, моющий препарат МЛ-51 15-25. 1 табл.

Состав для предохранения от коррозии металлических поверхностей изделий из черных металлов при их изготовлении, включающий водный раствор фосфорной кислоты и моющий препарат, отличающийся тем, что он дополнительно содержит циклогексиламин, а в качестве моющего препарата МЛ-51 при следующем соотношении ингредиентов, г/л:
Фосфорная кислота 85 105
Циклогексиламин 0,7 0,9
МЛ-51 15-25