ПРОТИВОКОРРОЗИОННАЯ ПРИСАДКА К ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК Российский патент 2006 года по МПК C23F11/18 

Изобретение относится к средствам защиты от коррозии систем охлаждения энергетических установок.

Известны охлаждающие жидкости: патент РФ №2027798 /аналог/, патент США №2815328 [1, 2], поставляемые в готовом виде, то есть с большим содержанием воды.

С целью снижения транспортных расходов целесообразно производство присадок-концентратов, когда при введении их в воду на месте применения создаются благоприятные технологические условия и экономятся транспортные расходы. Особенно это актуально для России с ее протяженными транспортными связями.

Из предшествующего уровня техники известны попытки получения присадок-концентратов с высокими эксплуатационными свойствами. Были предложены порошки, пасты, жидкости на силикатно-нитратной, силикатно-боратной основе /не получили распространения из-за коагуляции промышленно выпускаемого жидкого стекла с силикатным модулем М=2,8-3,1, в том числе аналог/; хроматы не получили распространения из соображение экологии; на основе нефтепродуктов сняты с производства из-за образований нагара на теплопередающих поверхностях.

Общеизвестно, что силикаты натрия являются очень эффективными ингибиторами коррозии практически всех металлов. Возможность создания присадки-концентрата в наиболее рациональном виде /сухой смеси/ и высокими эксплуатационными свойствами появилась после создания жидкого стекла /силиката натрия/ в виде порошка и с модулем М=0,5-2,5 [3].

Низкомодульное жидкое стекло в отличие от средне- и высокомодульных жидких стекол не склонно к коагуляции в соленасыщенных растворах и не образует осадка на теплопередающих поверхностях.

Производство жидких стекол с любым заданным модулем можно считать промышленно освоенным [3].

Известна также большая реакционная способность гексаметафосфата по отношению к ионам кальция и магния - основным солям жесткости в пресной воде. Введение этого компонента коагулирует соли жесткости, переводя их в гель, который не прилипает к теплопередающей поверхности и не снижает их теплопередающей способности. Более того, гексаметафосфат является ингибитором коррозии черных и цветных металлов [4].

При наличии фланцев и неметаллических прокладок в системе охлаждения возможна щелевая коррозия. Для ее устранения и устранения общей коррозии в присадку введен нитрит натрия.

Тетраборат натрия является ингибитором черных и цветных металлов.

Техническим результатом изобретения является повышение коррозионной стойкости систем охлаждения энергетических установок.

С целью обеспечения работы ингибиторов коррозии в присадку вводится щелочь, повышающая рН до 8-10.

Предлагаемая присадка содержит в виде порошка следующие компоненты, г/л:

Силикат натрия0,12-0,48Тетраборат натрия0,10-0,60Нитрит натрия0,18-0,50Гексаметафосфат натрия0,20-0,80Углекислые натрий1,2-1,50

Все используемые ингибиторы являются водорастворимыми, поэтому отсутствует возможность образования теплоизолирующего осадка, нагара или накипи. Высокий защитный эффект при малом весовом содержании ингибиторов, возможность значительного разбавления охлаждающей жидкости водой /что снижает трудозатраты при обслуживании установок/ можно объяснить синергетическим эффектом, когда в формировании защитных пленок участвует набор натриевых солей.

Таблицей 1 показаны 3 варианта присадки в пределах указанных значений, а таблицей 2 показаны коррозионные потери при испытании этих вариантов. При их рассмотрении следует выбрать вариант 2, который, как следует из этой таблицы, надежно обеспечивает защиту металлов ниже 0,1 г/м² сут), требуемые по ГОСТ 28084-89. Применение варианта 1 возможно в малоответственных случаях, а использование варианта 3 - в особо ответственных конструкциях.

В процессе эксплуатации энергетической установки обычны утечки охлаждающей воды, что требует периодического восполнения уровня охлаждающей жидкости. В энергетических установках следует использовать конденсат /дистилированную воду/, однако в отдельных случаях для долива используется и пресная вода. Таблицей 3 и 4 показаны коррозионные потери стали /основного металла/ при разбавлении охлаждающей жидкости, используя конденсат или пресную воду, а график 1 иллюстрирует допустимую степень разбавления охлаждающей жидкости водой. Из рассмотрения таблиц 1 и 3, а также графика 1 следует сделать следующие заключения:

1. Дистилированная вода /конденсат/ почти в 3 раза более коррозионно активна, чем пресная вода;

2. Предложенная рецептура присадки допускает в период эксплуатации разбавление дистилированной водой 1:1, при этом коррозионные потери не превышают допустимые;

3. Использование пресной воды, содержащей соли жесткости, в отличие от конденсата приводит к некоторому повышению качества защитной пленки и ее веса /штриховые линии на чертеже/, однако постоянное применение жесткой воды может привести к загрязнению охлаждающей воды. Введение в система охлаждения жесткой воды следует рассматривать как допустимое исключение, а не норму.

Предложенная присадка в течение 12 месяцев испытывалась на главных двигателях рыбопромысловой базы "Г.Ковтун" в Атлантике, что дало основание Российскому Регистру судоходства выдать сертификат на присадку за №97.00604.184.

Таким образом, выполнена поставленная задача получения порошкообразной присадки с высокими эксплуатациоными свойствами. Состав присадки состоит из водорастворимых солей натрия, каждая из которых, как описано выше, создает условия, при которых обеспечивается защита от коррозии выше требуемого уровня; обеспечивается также нейтрализация солей жесткости в случае их появления в воде в процессе ее долива в систему; состав присадки обеспечивает высокое "противокоррозионное качество", позволяя использовать охлаждающую жидкость вплоть до ее разбавления водой 1:1.

Присадка готовится сухим смешиванием исходных компонентов в смесителях. Для получения охлаждающей жидкости с заданными свойствами в воду вводится такое количество компонентов, которое указано в вариантах, Таблица 1.

Источники информации

1. Патент РФ №2027796.

2. Патент США №2815328.

3. В.А.Орлов. Цинксиликатные покрытия, М.: Машиностроение, 1984.

4. А.Алцибеева, С.Левин. Ингибиторы коррозии, М.: Химия, 1968.

Таблица 1
Варианты состава присадки, г/лИнгибиторыВар.1Вар.2Вар.3Силикат натрия0,120,240,48Тетраборат натрия0,100,400,60Нитрит натрия0,180,330,50Гексаметафосфат натрия0,200,600,80Углекислый натрий1,201,351,50

Таблица 2

Коррозионные испытания по ГОСТ 28084-89 вариантов таблицы 1 при температуре 95°С

МеталлыКоррозионныепотери, г/м² сутки Вар.1Вар.2Вар.3Чугун0,00-0,05-0,01Сталь-0,010,00+0,02Латунь-0,02-0,01-0,0OМедь-0,030,00+0,01Силумин-0,08-0,020,00Припой-0,10-0,05-0,08

Таблица 3

Коррозионные потери стали при разбавлении дистилированной водой охлаждающей жидкости по варианту 2.

% разбавлениящелочность, мг-экв/лРНкоррозионные потери, г/м²сут.022,69,850,002018,29,783,81 10^-24013,69,893,09 10^-2608,79,895,28 10^-2804,59,756,9 10^-2100-6,358,41

Таблица 4

Коррозионные потери стали при разбавлении пресной водой охлаждающей жидкости по варианту 2.

% разбавлениящелочность, мг-экв/лкоррозионные потери, г/м² сут.027,8+0,052020,6+0,054016,4+0,16012,2+0,06808,3-4,31004,9-2,97

Изобретение относится к средствам защиты от коррозии систем охлаждения энергетических установок. Противокоррозионная присадка содержит, г/л: силикат натрия - 0,12-0,48; тетраборат натрия - 0,10-0,60; нитрит натрия - 0,18-0,50; гексаметафосфат натрия - 0,20-0,80; углекислый натрий - 1,20-1,50. Технический результат: повышение коррозионной стойкости систем охлаждения энергетических установок. 4 табл., 1 ил.

Противокоррозионная присадка к охлаждающей жидкости энергетических установок, содержащая силикат натрия, тетраборат натрия, нитрит натрия, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гексаметафосфат натрия и углекислый натрий при следующем соотношении компонентов, г/л:

Силикат натрия0,12-0,48Тетраборат натрия0,10-0,60Нитрит натрия0,18-0,50Гексаметафосфат натрия0,20-0,80Углекислый натрий1,20-1,50