Ингибитор коррозии нержавеющих сталей Советский патент 1992 года по МПК C23F11/04 

Изобретение относится к химии, в частности к ингибированию общей и межкри- сталлитной коррозии нержавеющих сталей в азотнокислых средах за счет введения в раствор неорганических добавок, и может быть использовано для повышения коррозионной стойкости нержавеющих сталей в средах химических производств, а также в атомной энергетике.

Известно использование в качестве ингибитора коррозии восстановителей (например, графита) в кипящих азотнокислых средах в присутствии ионов шестивалентного хрома.

Однако ингибирующий эффект является низким (2 72-82%).

Наиболее близким по составу к предлагаемому является ингибитор коррозии в азотной кислоте, состоящий из смеси фосфорной кислоты (0,02-1 %) и фтор-истого водорода (0,1-2%). Его существенным недостатком является невысокий эффект ингибирования общей и межкристаллитной коррозии в кипящих растворах, содержащих 5-40% НМОз в присутствии окислителя ионов Сг в концентрации 1-40 г/л, и низкая стабильность окислительно-восстановительных свойств агрессивной среды.

Целью изобретения является повышение стойкости нержавеющих сталей против общей и межкристаллитной коррозии в кипящих растворах, содержащих5-40% HNOa и 1-40 г/л Сг , и улучшение стабильности окислительно-восста нбвйтельных свойств среДы.

Поставленная цель достигается тем, что а качестве фтор- и фосфорсодержащих соединений используют тетрафтороборат калия KBF,, и калий фосфорнокислый (орто) однозамещенный КН2Р04 при следующем соотношении компонентов, г/л:

Тетрафтороборат калия2,5-12,6

Калий фосфорнокислый (орто) однозамещенный68-136

Для коррозионных испытаний использовали закаленную сталь Х20Н20 в высокочистом состоянии (плавка 1), а также с примесями фосфора (0,1% Р. плавка 2) и микродобавками бора (0,008% В, плавка 3). В растворах азотной кислоты, содержащих ионы Сг , плавка 1 подвергалась общей коррозии, а плавка 2 и 3 (наряду с общей

СО

с

VI ел

4 4 Ю О.

коррозией) - интенсивной межкристаллит- ной коррозии.

Коррозионные испытания (2 цикла по 24 ч со сменой раствора) проводили в кипящих растворах в колбах с обратным холодильником. Скорость коррозии определяли по потерям массы образцов за каждый цикл испытаний. В табл. 1-3 дана скорость коррозии после 2-го цикла испытаний.

Для приготовления рабочих растворов использовали концентрированную азотную кислоту марки ОС4, соли КНаРСМ и KBF4 марки Х4 и Дистиллированную воду. Предложенный ингибитор готовили путем смешения указанных компонентов.

По результатам коррозионных испытаний вычисляли коэффициент торможения у и степень защиты Z по формулам

У-т/

7

i -I

100%

.1

где rut- скорости коррозии в присутствии ингибитора и без него.

О стабильности окислительно-восстановительных свойств агрессивной среды (НМОз+Cr64) в присутствии иигибирующих добавок судили по изменению концентрации в ней ионов Сг64 в процессе коррозион- ных испытаний. Помимо этого в агрессивной среде измеряли концентрацию катионов Сг3, появление которых обусловлено восстановлением ионов шестивалентного хрома до трехвалентного состояния, а также растворением нержавеющей стали.

Концентрацию катионов Сг°+и анионов шестиуалеитного хрома (, СгаО2) в растворе 27% НМОз+ 40г/л Сг , содержащем известный и предлагаемый ингибитор, определяли спектрофотометрическим методом на спектрофотометре фирмы Shlmadzu (модель 365) после испытания в нем сталей в течение 50, 100 и 150 ч.

Содержание Сг6 и Сг34 рассчитывали по степени поглощения их собственных ионов в ультрафиолетовой (360-380 им) и видимой (580-600 мм) областях спектра соответственно.

Изобретение иллюстрируется данными, представленными в табл, 1-4.

В табл,1 отражено влияние ингибируго- щих добавок на скорость коррозии стали

Х20Н20 в кипящем растворе 27% НГЮз+40 г/л Сг6+. В табл. 2 приведены данные об эффективности действия предлагаемого ингибитора (136 г/л КН2Р04+12.6 г/л KBRj) на

скорость коррозии стали Х20Н20 в зависимости от концентрации ионов Сг64 в кипящем растворе 27% НМОз, в табл. 3 - то же, но в зависимости от4 онцентрации кипящей азотной кислоты ( г/л).

Как видно из табл. 1-3, предлагаемый ингибитор дает возможность значительно повысить стойкость стали против общей и межкристаллитной коррозии в кипящих растворах 5-40% НМОз, содержащих 1-40 г/л

Crw.

В табл. 4 приведено влияние состава ингибитора на стабильность окислительно- восстановительных свойств агрессивной среды - кипящей 27% НМОз+40 г/л Сгб+.

Данные табл. 4 свидетельствуют о более высокой стабильности окислительно-восстановительных свойств агрессивной среды в присутствии предлагаемого ингибитора (по сравнению с известным).

Таким образом, предлагаемый ингибитор дает возможность резко повысить стойкость нержавеющих сталей против общей и межкристаллитной коррозии в растворах азотной кислоты, содержащих ионы шестивалентного хрома, а также значительно улучшить стабильность окислительно-врс- становительных свойств агрессивной среды.

Формула изобретения

Ингибитор коррозии нержавеющих сталей, включающий фтор- и фосфорсодержащие соединения, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости против

общей и межкристаллической коррозии в кипящих растворах, содержащих 5-40% НМОз и 1-40 г/л Сг 6 и улучшения стабильности окислительно-восстановительных свойств среды, в качестве фторсодержащего соединения используюттетрафтороборат калия, а в качестве фосфорсодержащего - калий фосфорнокислый (орто) однозамещенный при следующих соотношениях компонентов (г/л):

Тетрафторобораткалия2,5-12,6

Калий фосфорнокислый (орто) однозамещенный68-136.

Таблица I

Изобретение относится к химии. Ингибитор содержит следующие компоненты, г/л: калий борфтористый 2,5 - 12,6; калий фосфорнокислый (орто) однозамещенный 68 -136. 4 табл.

Известный ингибитор

1,1 1,1 1J

Предлагаемый ингибитор

73,75 96,80 93,78

3,8

31,3

16,1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4