ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ Российский патент 2005 года по МПК C23F11/02 C10M139/00 

Изобретение относится к средствам временной противокоррозионной защиты, в частности к ингибиторам коррозии, и может быть использовано для защиты изделий и конструкций от атмосферной коррозии на период хранения, транспортировки или межоперационной защиты.

Известны различные ингибирующие композиции на основе аминов и их производных, органических кислот и кубовых остатков дистилляции жирных кислот, выделенных из животных жиров, гидрированных растительных масел и т.д. (например, Розенфельд И.Л., Рубинштейн Ф.И., Жигалова К.А. “Защита металлов от коррозии лакокрасочными покрытиями” М, Химия. 1987, 223 с.; Богданова Т.Н., Шехтер Ю.Н. “Ингибированные нефтяные составы для защиты от коррозии” М. Химия. 1984.)

Основным недостатком известных композиций является наличие высокотоксичных компонентов, не удовлетворяющих современным требованиям защиты окружающей среды.

Известен ингибирующий состав "Экомарин-1" на основе кислот рыбьего жира, модифицированных медными производными хлорофилла (МПХ) (заявка №92007405 “Противокоррозионный состав Экомарин-1”, C 23 F 11/02, публ 1995.04.30) применяемый в качестве маслорастворимого ингибитора коррозии для защиты изделий из сталей от атмосферной коррозии.

Лучшие результаты получаются при замене кислот рыбьего жира на жирные кислоты таллового масла (ЖКТМ) - в ингибиторе “ФМТ” (заявка РФ №97101732, C 23 F 11/02, С 10 М 101/04, опубл. 1999.03.10.). Этот ингибитор изготавливается на основе производных растительного сырья, не содержит токсичных веществ и удовлетворяет современным экологическим требованиям (вещество 4-го класса опасности, работа с ним не требует специальных мер техники безопасности и т.д.). Ингибитор “ФМТ” хорошо растворим в большинстве органических растворителей, может быть использован в маслах, углеводородных топливах, спиртах.

Однако получатель законсервированной продукции, проводя процесс расконсервации, сталкивается с проблемой очистки сточных вод после отмывки изделий и требует исключения минеральных масел в качестве основы консерванта. Наибольший интерес представляет безопасная водная основа, но, к сожалению, ингибитор “ФМТ” в воде не растворим. Жирные кислоты таллового масла могут быть переведены в водный раствор их омылением в щелочной среде, но источником МПХ в “ФМТ” является комплекс липидов и пигментов морской водоросли ламинарии, содержащий трудноомыляемые балластные вещества. В результате в воде образуется нестойкая расслаивающаяся мутная эмульсия, непригодная для целей консервации.

Задачей изобретения является повышение эффективности защиты при использовании водной основы консерванта с “ФМТ”.

Поставленная задача решается за счет того, что при использовании общих с ближайшим аналогом признаков, в частности применения жирных кислот таллового масла, модифицированных медными производными хлорофилла, в соответствии с изобретением ингибитор коррозии содержит в качестве источника медных производных хлорофилла концентрат жирорастворимый хвойный (КЖХ) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ЖКТМ 97,0-99,0

КЖХ 1,0-3,0.

Концентрация КЖХ 1,0-3,0% по содержанию основного действующего вещества - медных комплексов хлорофилла - соответствует ингибитору “ФМТ”.

В отличие от ближайшего аналога предлагаемый ингибитор хорошо растворим не только в большинстве органических растворителей и может быть использован в маслах, топливах и других основах консервантов, но и легко омыляется с образованием в щелочной среде стойкой эмульсии. Он имеет более выраженный приятный темно-зеленый цвет и запах хвои. Введение оксида цинка в качестве аналитической "метки" ингибитора при корректировке консервантов по ингибирующему компоненту не требуется, поскольку предлагаемый ингибитор имеет характерные полосы поглощения в видимой области спектра в интервале длин волн 400-430 и 630-670 нм, которые могут быть использованы при фотометрическом или спектрофотометрическом определении ингибитора в любой основе консерванта в области защитных концентраций.

Ингибитор коррозии, характеризующийся совокупностью признаков формулы заявляемого технического решения, на настоящее время не известен. Заявляемое техническое решение отвечает требованиям критерия "новизна".

Далее, заявляемое техническое решение является оригинальным, не вытекает очевидным образом из существующего уровня техники. Отличительные признаки технического решения в заявляемой композиции позволили получить новый неожиданный эффект гладкого омыления всех балластных веществ КЖХ и переведения ингибитора в водную среду, кроме того, стабилизированы защитные свойства ингибитора и в традиционных органических основах консервационных составов, упрощен состав за счет исключения оксида цинка и упрощена технология синтеза ингибитора.

Заявляемое техническое решение отвечает требованиям критерия "изобретательский уровень".

Заявляемый ингибитор коррозии может изготавливаться промышленным способом с помощью стандартных технических средств из стандартных компонентов в требуемом объеме. Технология изготовления предельно проста - это одностадийный синтез. Основная область применения "ФМТ" связана с консервацией изделий и оборудования в машиностроении, металлургии, теплоэнергетике, транспорте и т.д.

Заявляемое техническое решение полностью отвечает требованиям критерия "промышленная применимость".

Используемые в ингибиторе компоненты являются продуктами переработки растительного сырья.

Жирные кислоты таллового масла (ГОСТ 14845-69) получают при вакуумной разгонке сырого таллового масла в производстве сульфатной целлюлозы (фракция 100-150°С). Химический состав ЖКТМ из хвойных пород деревьев, мас.%:

-насыщенные жирные кислоты C₁₂–С₂₆ 6-19

-олеиновая кислота 28-51

-линолевая кислота норм 37-64

-линолевая конъюгированная 8-25

-линоленовая кислота 0,2-0,6

В ЖКТМ из лиственных пород деревьев выше доля насыщенных кислот (более 20%).

Концентрат жирорастворимый хвойный (ТУ 2455-022-56285440-2003) -один из продуктов переработки сосновой и еловой хвои, в процессе синтеза которого осуществляется замена центрального атома магния в молекуле хлорофилла на медь, используется в пищевой промышленности в качестве биологически активной субстанции, в частности для производства биологически активных добавок.

Процесс изготовления заявляемого ингибитора включает в себя только одну стадию.

Фракция ЖКТМ в процессе ректификации таллового масла имеет на выходе из колонны температуру 120-130°С, так что для осуществления синтеза может быть использован реактор без подогрева. В процессе охлаждения ЖКТМ при Т=30-60°С добавляется требуемое количество КЖХ. Реакция взаимодействия протекает при механическом перемешивании 5-10 минут.

После охлаждения готовый ингибитор разливается в емкости для отгрузки потребителю.

Приготовленный описанным способом ингибитор коррозии применяют в виде ингибирующей присадки. В качестве основы консервационных составов с этим ингибитором используют воду, минеральные масла, дизельное топливо и т.п.

Примеры практического использования

Пример 1.

В водный 1,0-1,5%-ный раствор карбоната натрия постепенно добавляют 1-2% ингибитора и перемешивают до образования прозрачной зеленой эмульсии без его видимых капель на зеркале воды.

Водная эмульсия методом распыления в окрасочной камере конвейерной линии наносится на защищаемые стальные детали машиностроения, после чего производится горячая сушка при Т=70-80°С и отгрузка законсервированного изделия потребителю.

Пример 2.

Водной эмульсией 0,2% ингибитора в 0,5%-ном Na₂CO₃ заполняется внутренний объем стальной емкости при проведении гидроиспытаний. Увеличением концентрации ингибитора возможно совмещение защиты в период гидроиспытаний и с последующей консервацией после слива воды, осушения емкости и ее герметизации.

Вариант: внутренняя консервация котлов, скомбинированная со статическим осушением воздуха, летучими ингибиторами.

Пример 3.

Водной 1%-ной эмульсией ингибитора в 1%-ном Na₂CO₃ осуществляется завершение процедуры предпусковой промывки трубных пучков газокомпрессорных станций (конечная стадия пассивации).

Результаты лабораторных испытаний ингибитора коррозии в сравнении с прототипом представлены в таблицах 1-2.

Таблица 1Результаты коррозионных испытаний водной эмульсии ингибитора на стали Ст3 в сравнении с прототипом (модификация имитационных испытаний по методикам: 1 ГОСТ 9.054, 6 ГОСТ 9.308 и 3.1(1) ГОСТ 9.509 (без подачи аэрозолей NaCl и Na₂SO₃)№ П/ПВариант защитыТемп, сушки °СОценка коррозионного состояния образцов по ГОСТ 9.908, % пораженной поверхности через цикл12345678911,0%Na₂CO₃200,00,110,130,140,140,810,811,11,8221,0%Na₂CO₃+1% ингибитора200,010,010,010,030,030,030,032,482,8231,0% Na₂CO₃+1% ингибитора800,00,00,00,040,040,260,260,550,5541,0% Na₂ СО₃+1% ФМТ (прототип)200,050,140,170,280,331,321,833,903,94Таблица 2Результаты коррозионных испытаний растворов предлагаемого ингибитора в индустриальном масле И-40А по ГОСТ 9.054 (метод 1) на стали Ст3 в камере тепла и влаги в сравнении с прототипомВариант защитыОценка коррозионного состояния образцов стали по ГОСТ 9.908,% пораженной поверхности, через цикл611151% маc. ингибитора в масле И-40А1,42,857,223% маc. ингибитора в масле И-40А0,000,914,633% маc. ФМТ в масле И-40А (прототип)0,722,136,55

Результаты испытаний подтверждают защитные свойства предлагаемого ингибитора коррозии. Ингибитор-прототип не работает в водной среде, он даже ухудшает и без того слабые защитные свойства карбоната натрия.

Заметное усиление защиты наблюдается при повышении температуры сушки до 80°С после нанесения на сталь водной эмульсии.

Более стабильной становится защита и в случае традиционного консерванта на основе масла.

Ингибитор коррозии относится к средствам временной противокоррозионной защиты и может быть использован для защиты изделий и конструкций от атмосферной коррозии на период хранения, транспортировки или межоперационной защиты. Ингибитор содержит, мас.%: жирные кислоты таллового масла 97,0-99,0; концентрат жирорастворимый хвойный 1,0-3,0. Технический результат: повышение эффективности защиты при использовании водной основы консерванта с ингибитором “ФМТ”. 2 табл.

Ингибитор коррозии на основе жирных кислот таллового масла, модифицированных медными производными хлорофилла, отличающийся тем, что в качестве источника медных производных хлорофилла он содержит концентрат жирорастворимый хвойный при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жирные кислоты таллового масла 97,0-99,0

Концентрат жирорастворимый хвойный 1,0-3,0