Способ определения эффективности ингибиторов коррозии для сероводородосодержащих сред Советский патент 1991 года по МПК G01N27/416 

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к электрохимическим способам оценки эффективности ингиби- торной защиты стали от коррозии и корро- зионно-механического разрушения в сероводородсодержащих средах и может быть использовано как при подборе известных, так и разработке новых ингибиторов для защиты оборудования в нефтяной, газовой и химической промышленности

Целью изобретения является повышение точности определения защитного действия ингибитора от коррозионно-механического разрушения стали в сероводородсодержащих средах за счет учета значения электрохимических параметров в вершине трещины

На чертеже представлена схема устройства для измерения электродного потенциала и водородного показателя в вершине трещины.

Устройство содержит герметичную электрохимическую ячейку 1 для сероводо- родсодержащего электролита 2, микроэлектрод сравнения 3, рН-чувствительный микроэлектрод 4, высокоомный. вольтметр 5, рН-метр б, две герметизирующие пленки 7 и 8, образец 9, имеющий два отверстия 10,

11и инициирующий надрез 12 для зарождения усталостной трещины 13 с вершиной 14.

Устройство работает следующим образом.

Исследования выполняют на двух образцах 9 из той марки стали, которую необходимо защищать ингибитором. В качестве образцов 9 при определении эффективности ингибиторов коррозии используют стан- дартные плоские образцы, обычно применяемые для испытаний металлов на трещиностойкость. Инициирующий надрез

12изготавливают с помощью специальной фрезы или шлифовального круга, обеспечивающих радиус R надреза меньше 0,25 мм. Отверстия 10 и 11 (диаметр ,3 мм, глубина h-0,5 мм) в образце 9 засверливают на расстоянии I от инициирующего надреза 12. равном 3 мм. Усталостную трещину наносят при переменном растяжении с коэффициентом асимметрии цикла 0,1 -0,2. Номинальное напряжение при максимальном усилии цикла должно быть не больше 0,5- 0.2 мате риала образца 9. Рекомендуемое число цик лов нагружения при зарождении усталостной трещины 13 на воздухе (длиной 1,5 мм) не менее 510. При этом усталостная трещина не должна сообщаться с отверстиями и 11.

Эффективность защитного действия ин гибиторов поясняется примерами.

П р и м е р 1. В одном образце 9 отверстия 10 и 11 заполняют сероподородсодер- жащим электролитом 2 без ингибитора при помощи мтрицз (не показан), вводят в них микроэлектрод сравнения 3, рН-чувстви- тельный микроэлектрод 4 и герметизируют места их ввода, используя герметизирующие пленки 7 и 8 соответственно. Подготовленный таким образом образец 9 помещают в герметичную термостатируемую электрохимическую ячейку 1, устанавливают в захватах нагружающего устройства (не показано) и подключают к высокоомному вольтметру 5. После этого электрохимическую ячейку 1 заполняют сероводородсо- держащим электролитом 2 без ингибитора и осуществляют нагружение образца 9, обеспечивающее дальнейший рост в нем трещины 13 Вид и характер нагрузки Р выбирают исходя из условий имитации работы деталей оборудования, подлежащего ингибиторной защите. Момент сообщения вершины 14 трещины 13 с отверстиями 10 и 11 фиксируют по скачку электродного потенциала, используя высокоомный вольтметр 5 и микроэлектрод 3. Одновременно с этим измеряют значение водородного показателя, используя рН-метр 6, микроэлектрод сравнения 3 и рН-чувствительный микроэлектрод 4. По

мере продвижения в зоне отверстий 10 и 11 вершины 14 трещины 13 регистрируют в ней установившиеся значения электродного потенциала (ро) и водородного показателя (рНо).

Пример 2. В этом случае в образце 9

отверстия 10, 11 и герметичную электрохимическую ячейку 1 заполняют сероводооо- дсодержащим электролитом 2 с ингибитором, осуществляют нагружение

образца 9 и проводят аналогичные измерения как в первом опыте, регистрируя установившиеся значения электродного потенциала (у,) и водородного показателя (рНи) в вершине 14 развивающейся трещины 13.

Имея значения установившихся электродных потенциалов и водородных показателей в вершинах развивающихся трещин в сероводородсодержащем электролите без

ингибитора и с ингибитором, эффективность защитного действия ингибитора определяют по формуле

к -L Р Н0 - р Ни ор Но

Способ определения эффективности защитного действия ингибиторов коррозии для сероводородсодержащих сред обладает следующими преимуществами: повышением точности определения защитного

действия ингибиторов; кроме того, в результате выбора эффективных ингибиторов коррозии повышается надежность и долговечность технологического оборудования

Формула изобретения

Способ определения эффективности ингибиторов коррозии для сероводородсодержащих сред, включающий измерение электродных потенциалов двух идентичных образцов, один из которых помещен в герметическую ячейку с сероводородсодержа- щим электродом без ингибитора, а другой с ингибитором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, в образцах зарождают трещины, в вершинах которых определяют электродный потенциал и водородный показатель, а эффективность ингибитора определяют формуле

к Р° Р . Р Н0 - р Ни РорН0

где К - эффективность ингибитора;

, pHo электродный потенциал и водородный показатель в вершине трещины в сероводородсодержащем электролите без ингибитора, ри, рНи - электродный потен- циал и водородный показатель в вершине трещины в сероводородсодержащем электролите с ингибитором.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к электрохимическим способам оценки эффективности ингибиторной защиты стали от коррозии и коррозионно-механического разрушения в сероводородсодержащих средах, и может быть использовано как при подборе известных, так и разработке новых ингибиторов для защиты оборудования в нефтяной, газовой и химической промышленностях. Цель изобретения - повышение точности определения защитного действия ингибитора от коррозионно-механического разрушения стали в сероводородсодержащих средах за счет учета значения электрохимических параметров в вершине трещины. В двух образцах зарождаются трещины, на одном из которых измеряют электродный потенциал и водородный показатель в вершине развивающейся трещины в сероводородосодержащем электролите без ингибитора, а на другом - в таком же электролите с ингибитором, и регистрируют их установившиеся значения, при этом эффективность K ингибитора определяют по формуле K = (φ_о - φ_и)/φ_о + (+PH_о - PH_и)/PH_о, где φ_о, PH_о - электродный потенциал и водородный показатель в вершине развивающейся трещины в сероводородсодержащем электролите без ингибитора соответственно

φ_и, PH_и - электродный потенциал и водородный показатель в вершине развивающейся трещины в сероводородсодержащем электролите с ингибитором соответственно. 1 ил.

9

к -« и