ИНГИБИТОР ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ РЕАКЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 2016 года по МПК C23F11/04 

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлов в водных средах и может быть использовано, в частности, для защиты оборудования из нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов от фосфорнокислой коррозии.

Известным ингибитором коррозии металлов в кислых средах является ингибитор БА-6. Ингибитор БА-6 продукт конденсации бензиламина с уротропином [Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. - Л.: Химия, 1968, с. 29].

Недостатком указанного ингибитора является недостаточное защитное действие для высоколегированных сталей, а также недостаточная степень защиты при повышенных температурах.

Известен ингибитор для защиты сталей в кислых средах, представляющий собой гексаметилентетрамин (ГМТА) [Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. - Л.: Химия, 1968, с. 28].

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, что приводит к образованию формальдегида, который является токсичным.

Известен ингибитор коррозии металлов в средах, содержащих фосфорную кислоту, включающий гексаметилентетраамин и оксиэтилидендифосфоновую кислоту при молярном соотношении гексаметилентетрамина и оксиэтилидендифосфоновой кислоты, равном (1-30): (1-3) [RU 2094531, опубликовано 27.10.1997].

Недостатками данного ингибитора кислотной коррозии является слабый защитный эффект при повышенных температурах для высоколегированных сталей, а также возможен обратный эффект усиления коррозии за счет неточной дозировки. Также при температурах выше 110-130°С и низких скоростях движения циркуляционной воды создаются благоприятные условия для химического разрушения ингибитора, что приводит к резкому снижению его эффективности и как следствие к увеличению коррозии.

Известен ингибитор коррозии для углеродистых сталей в кислых и нейтральных кислородсодержащих водных растворах с содержанием в своем составе, мас.ч.: аммиак 0,50-1,00, морфолин 5,00-20,00, легкокипящие амины, в том числе N-этилморфолин 1,50-54,50, высококипящие амины, в том числе 2,2'-β-(ди)N-морфолино-диэтиловый эфир 5,00-15,00, этиленгликоль 1,00-3,00, диэтиленгликоль 30,00-60,00, сульфат кобальта 3,00-6,00, соль, включающая анион металла переменной валентности 15,00-5,00 и антиоксидант 6,00-30,00 при определенном соотношении компонентов [RU 2097445, опубликовано 27.11.1997].

Недостатком данного ингибитора кислотной коррозии является слабый защитный эффект для нержавеющих сплавов при фосфорнокислой коррозии.

Известен ингибитор коррозии для защиты оборудования от азотнокислой коррозии, который содержит, мас. %: алифатическое азотсодержащее соединение 10-80, тиомочевина 80-10, соль меди (II) 0,1-10 [RU 2259423, опубликовано 27.08.2005].

Недостатком данного ингибитора является низкое защитное действие от фосфорнокислой коррозии при повышенных температурах.

Наиболее близким аналогом является ингибитор коррозии - ортофосфорная кислота. Ортофосфорная кислота применяется в качестве ингибитора в муравьиной кислоте для аустенитных и углеродистых ферритных коррозионностойких сталей в концентрации 0,001-3% [Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. - Л.: Химия, 1968, с. 81-82].

Недостатком данного ингибитора является отсутствие защитного действие от фосфорнокислой коррозии при повышенных температурах.

Техническим результатом изобретения является увеличение защитного действия ингибитора коррозии для нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов в водных средах, содержащих фосфорную кислоту при повышенных температурах, снижение скорости коррозии оборудования.

Технический результат достигается при использовании ингибитора для защиты от коррозии реакционного оборудования из нержавеющей стали и сплавов на основе водного раствора кислоты, при этом ингибитор содержит ионы металлов VI и X группы Периодической таблицы элементов Менделеева при массовом соотношении ионы металлов VI группы: ионы металлов X группы: кислота, равном (0,01-0,5):(0,003-0,04):1 соответственно.

Предпочтительно в качестве кислоты в составе ингибитора используют фосфорсодержащую кислоту, либо смеси фосфорсодержащих кислот, например: орто-, пиро-, мета-, полифосфорные кислоты, либо оксиэтилидендифосфоновую кислоту.

В качестве ионов металлов VI и X группы Периодической таблицы элементов Менделеева ингибитор содержит ионы хрома и никеля. Предпочтительно ингибитор содержит катионы хрома и никеля.

Высокое защитное действие предложенного ингибитора для нержавеющих сталей и сплавов в кислых средах при повышенных температурах основано на синергетическом эффекте.

В отдельности компоненты заявленного ингибитора недостаточно защищают нержавеющие стали в кислых средах при повышенных температурах. Высокая степень защиты достигается при совместном использовании компонентов при заявленных концентрациях.

Использование заявленного состава ингибитора позволяет повысить защитное действие для нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевый сплавов в средах, содержащих неорганическую кислоту, при повышенных температурах.

Противокоррозионную эффективность ингибитора определяли по ГОСТ Р 9.905-2007.

Для осуществления заявляемого изобретения готовились составы ингибитора коррозии нержавеющих металлов, отличающиеся друг от друга содержанием компонентов. Составы ингибитора приведены в таблице.

Ингибиторы с составами 1-9 испытывают в лабораторных условиях. Для испытания берут сплав Incoloy 825 (образец). Испытания проводят в соответствии с ГОСТ 9.908-85. Сущность метода состоит в определении линейной скорости коррозии металла. Время испытаний не менее 100 часов, температура 165°С. Испытания проводят в воздушном термостате с возможностью поддержания температуры с точностью 0,1°С. В стеклянную ампулу с приготовленным составом помещается образец. В качестве коррозионной среды использовался 7% водный раствор фосфорной кислоты с рН 1,15 с добавлением ингибитора с дозировкой 25 г/л. Ампула запаивается для исключения воздействия окружающей среды и помещается в термостат в защитном кожухе. Каждый образец перед испытанием проходит обработку для придания ему плоской формы, удаляются трещины, неровности (ГОСТ 9.905-82). Каждый образец перед испытанием взвешивается с точностью до 0,0001 г, определяются геометрические размеры с точностью 0,02 мм. После испытаний образцы извлекаются из ампул, производится их осмотр. При наличии продуктов коррозии на поверхности образцов они удаляются согласно ГОСТ Р 9.907-2007. Образцы протираются органическим растворителем (ацетон, этанол) и помещаются в эксикатор над хлористым кальцием на 24 часа. Затем образцы повторно взвешивают. Обработка результатов проводится согласно ГОСТ 9.908-85.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Из приведенных в таблице данных, видно, что предложенный ингибитор при испытании показывает высокую эффективность при защите от коррозии нержавеющих сталей. В случае использования веществ, входящих в состав ингибитора, по отдельности для защиты нержавеющих сталей защитный эффект не достаточен.

Изобретение относится к области защиты от коррозии оборудования из нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов. Предложен ингибитор, который содержит фосфорсодержащую кислоту и ионы металлов VI и X группы Периодической таблицы элементов Менделеева. Массовое соотношение ионов металлов VI группы к ионам металлов X группы и к фосфорсодержащей кислоте в ингибиторе составляет (0,01-0,5):(0,003-0,04):1 соответственно. Изобретение обеспечивает снижение коррозии нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов в водных средах при повышенных температурах. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Ингибитор для защиты от коррозии реакционного оборудования из нержавеющей стали и Fe-Cr-Ni сплавов, характеризующийся тем, что он содержит водный раствор фосфорсодержащей кислоты и ионы металлов 6 и 10 группы Периодической системы элементов Д.И. Менделеева при массовом соотношении ионы металлов 6 группы:ионы металлов 10 группы:фосфорсодержащая кислота, равном (0,01-0,5):(0,003-0,04):1, соответственно.

2. Ингибитор по п.1, характеризующийся тем, что в качестве фосфорсодержащей кислоты он содержит неорганическую или органическую кислоту либо их смесь.

3. Ингибитор по п.1, характеризующийся тем, что в качестве ионов металлов 6 и 10 групп он предпочтительно содержит ионы хрома и никеля.