ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ В КИСЛЫХ СРЕДАХ Российский патент 1997 года по МПК C23F11/04 C23F11/14 C23F11/167 

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлов в кислых средах и может быть использовано, в частности для защиты оборудования из нержавеющей сталей и титана в средах, содержащих серную или фосфорную кислоты.

Известны ингибиторы коррозии металлов в кислых средах на основе аминов, пиридинов, ацетиленовых и этиленовых спиртов и их производных, эфиров, кетонов, а также некоторых неорганических солей меди и так далее.

Одним из наиболее известных ингибиторов коррозии металлов в кислых средах является ингибитор БА-6. Ингибитор БА-6 продукт конденсации бензиламина с уротропином [1]
Недостатком указанного ингибитора является недостаточно высокое защитное действие для высоколегированных сталей и титана, а также низкая степень защиты при повышенных температурах. Так, в растворах серной кислоты при температурах более 80^oC степень защиты ингибитора БА-6 для нержавеющих сталей не превышает 40%
Ближайшим решением поставленной задачи является ингибитор для защиты как сталей, так и титана в кислых средах, представляющий собой гексаметилентетрамин (ГМТА) [2]
Недостатками данного ингибитора являются слабый защитный эффект при повышенных температурах для нержавеющих сталей, высокая защитная концентрация. Кроме того, ГМТА снижает каталитическую активность кислот (при использовании последних в качестве катализаторов) за счет их нейтрализации.

Степень защиты титана ГМТА в серной кислоте при 20-100^oC составляет 60-70% нержавеющих сталей -до 50% При температурах более 100-130^oC ГМТА практически не защищает ни нержавеющие стали, ни титан.

Целью изобретения является повышение защитного действия ингибитора коррозии металлов в кислых средах и при повышенных температурах.

Цель достигается ингибитором коррозии металлов в кислых средах, содержащим гексаметилентетрамин, который дополнительно содержит оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ) при соотношении ГМТА к ОЭДФ (в моль), равном 1-30: 1-3.

Использование в составе ингибитора ОЭДС позволяет повысить защитное действие в средах, содержащих серную и фосфорную кислоты при повышенных температурах, не влияет на каталитическую активность кислот.

Широко известно применение ОЭДФ как ингибитора коррозии углеродистой стали в нейтральных водных средах в системах водооборота. Сведения об ингибирующем действии ОЭДФ на коррозию нержавеющих сталей в кислых средах в литературе отсутствуют.

Высокое защитное действие предложенного ингибитора для нержавеющих сталей в кислых средах при повышенных температурах по сравнению с ГМТА и ОЭДФ основано на эффекте синергизма. Этот эффект сохраняется и для титана, но в меньшей степени.

ГМТА и ОЭДФ в отдельности практически не защищают нержавеющие стали в кислых средах при повышенных температурах. Защитное действие ГМТА и ОЭДФ проявляется на титане в растворах серной кислоты в узком интервале концентраций и температур. Но при определенных концентрациях эти вещества не защищают и титан. В то время как их совместное использование при этих концентрациях дает высокую степень защиты.

В растворах фосфорной кислоты на коррозию нержавеющих сталей ГМТА оказывает слабое защитное действие, а ОЭДФ их практически не защищает. При совместном использовании этих веществ наблюдается значительный защитный эффект.

Пример 1. В емкость с мешалкой вносят 20,6 г ОЭДФ, растворяют в 150, 3 мл воды при комнатной температуре. Затем добавляют 43,8 г ГМТА. Все перемешивают до полного растворения. Полученный раствор ингибитора выдерживают в течение одних суток. Ингибитор имеет состав: ОЭДФ-1 моль, ГМТА-3 моль.

Пример 2. Ингибитор готовят аналогично примеру 1, но берут 20,6 г ОЭДФ, 82,1 мл воды и 14,6 г ГМТА. Получают ингибитор состава: ОЭДФ-1 моль, ГМТА-1 моль.

Пример 3. Ингибитор готовят аналогично примеру 1, но берут 61,8 г ОЭДФ, 178,3 мл воды и 14,6 г ГМТА. Получают ингибитор состава: ОЭДФ-3 моль, ГМТА-1 моль.

Пример 4. Ингибитор готовят аналогично примеру 1, но берут 20,6 г ОЭДФ, 43,8 г ГМТА и 1070 мл воды. Получают ингибитор состава: ОЭДФ-1 моль, ГМТА-30 моль.

Пример 5. Ингибиторы по примерам 1-4 испытывают в лабораторных условиях в кислых средах. Испытания проводят электрохимическим и гравиметрическим методами. Для испытания берут нержавеющие стали типа 12Х18Н10Т или 10Х17Н13М2Т и титан ВТ1-0. Электрохимические испытания проводят потенциостатическим методом в трехэлектродной ячейке с использованием потенциостата. Сущность метода состоит в снятии потенциостатической кривой i=f(Φ), по которой определяется скорость коррозионного процесса. Время испытаний 4-6 ч, температура 80^oC. Гравиметрические испытания проводились в автоклаве. В стеклянный стакан с рабочей средой помещались образцы на специальные приспособления. Помещалось по 4 образца одной марки стали или титана.

Продолжительность испытаний 4 ч, температура 130-180^oC.

Результаты испытаний представлены в табл. 1 и 2. Из данных, приведенных в табл. 1, видно, что предложенный ингибитор при испытании в лабораторных условиях в серной кислоте показывает высокую эффективность как при защите от коррозии нержавеющих сталей, так и титана. В случае использования ГМТА или ОЭДФ в отдельности для защиты нержавеющих сталей в концентрациях, близких к используемым в предложенном ингибиторе, защитного эффекта или не наблюдается, или он не достаточен. Только совместное использование этих веществ способствует защите нержавеющих сталей от коррозии.

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлов в кислых средах и может быть использовано для защиты оборудования из нержавеющих сталей и титана в средах, содержащих серную или фосфорную кислоты. Повышение защитного действия достигается ингибитором коррозии металлов, содержащим гексаметилентетрамин и оксиэтилидендифосфоновую кислоту при соотношении гексаметилентерамина к оскиэтилендифосфоновой кислоте (в моль), равном (1-30): (1-3). 2 табл.

Ингибитор коррозии металлов в кислых средах, содержащий гексаметилентетраамин, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксиэтилидендифосфоновую кислоту при молярном соотношении гексаметилентетрамина и оксиэтилидендифосфоновой кислоты 1 30 3.