Раствор для очистки стального оборудования

 

РАСТВОР ДЛЯ ОЧИСТКИ СТАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, содержащий соляную кислоту, хлористую соль и ингибитор - смесь кубовых остатков высших пиридиновых оснований, о т л и чающийся тем, что, с целью предотвращения локального растворения и снижения скорости коррозии стали, он в качестве хлористой соли содержит алюминий хлористый и барий хлористый и дополнительно содержит калий йодистый при следукщем соотноиении компонентов, г/л: Соляная кислота (,19 г/см)60-70 Алюминий хлористый (А1С1,. eUgO )30-60 Барий хлористый15-30 Калий йодистый0,3-0,6 § Смесь кубовых остатков высших пиридиновых (Л оснований (И-1-А или И-2-В).7-12

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Иу

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

60-70

30-60

15-30

О, 3-0,6 а

7-12

ГОСУДАРСТ9ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3500201/22-02 (22) 14.10.82 (461 23.06.84. Бюл. Р 23 (721 tO.С.Рускол, Н.Д.Эстрина, Н.В.Иванова, И.A.Скоблов и A.М.Алехин (71) Все союз ный н аучно-и сследова тельский институт по защите металлов от коррозии (53) 621.7.025(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 634081, кл. Р 28 9/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

М 464773, кл. F 28 Cj 9/00, 1973.

3. РЖ "Коррозия и защита от коррозии", 1974, Р 11, реф. 9 К239. (54) (57) РАСТВОР ДЛЯ ОЧИСТКИ СТАЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, содержащий соляную кислоту, хлористую соль и инги3(51l С 23 G 1 08 С 23G 5 00 битор — смесь кубовых остатков высших пиридиновых оснований,о т л и ч ающи и ся тем, что, с целью предотвращения локального растворения и снижения скорости коррозии стали, он в качестве хлористой соли содержит алюминий хлористый и барий хлористый и дополнительно содержит калий иодистый при следукщем соотношении компонентов, г/л:

Соляная кислота (d=1 19 г/см )

Алюминий хлористый (A1C1). 6И20 )

Барий хлористый

Калий иодистый

Смесь кубовых остатков высших пиридиновых оснований (И-1-А или

И-2-В) 1098977

Известный (баэовый) раствор P2) Известные растворы (3) Показатели

120 г/л НС1 (d=1,19 г/см )

+25 г/л ВаС1

140 г/л НС1 (d=1, 19 г/см )

+2 00 г/л F c C 1 +

+0,25 г/л И-1- В

260 г/ л НС1 (d=1,19 г/см1)

+130 г/л FeCl +

+0,25 г/л И-1-В

360 г/л НС1 (d=1,19 г/см )

+70 г/л FeClg+

+О, 25 г/л И-1-В

60 С

60 С

25 С

60 С.60 С

Средняя скорость растворения отложений, мм/ч

0,028

0,017

0,16

0,21

0,31

Время очистки, ч

350

570

41,5

31 бабьем раствора, л

8,5

4,0

6,4

Скорость коррозии,г/м ч:

Ст. 3 161,0

334,2

112,3

220,5

40,40

6,8

15,90

1,55

39,5

12Х18Н10Т 13,38

%.

Интенсивное локальное растворение в виде язв и бороэдок.

ФФ

Интенсивное вытравливание сварных швов.

Изобретение относится к химическои обработке стальных иэделйй, в частности к очистке поверхности оборудования от бор-,кремний — и кальцийсодержащих сульфатных отложений, и может найти применение в химической, промышленности, теплоэнергетике, водоснабжении и других отраслях народного хозяйства.

Известен раствор для очистки поверхности .технологических аппаратов от отложений сульфата кальция, заключающийся в промывке оборудования иэ углеродистой стапи при 90-105 С раствором хлористого натрия (520 мас.В) с последующим введением 15 в раствор в процессе очистки хлористого бария в качестве осадителя суль-. фат-ионов (1) .

Недостатком данного раствора при очистке от бор-, кремний- и каль- 20 цийсодержащих сульфатных отложений является практически его неработоспособность вследствие крайне незначительной скорости растворения бор-, кремний- и кальцийсодержащих сульфат-25 ных отложений. Это происходит по той причине, что в водных неподкисленных растворах хлорида натрия, равно как и других хлоридов, сульфатные отложения с включениями Si02 (.aSi03, Са . 104) практически не вымываются.

Известен раствор для очистки поверхности от сульфат а кальция, включающий в состав соляную кислоту и хлористый барий. Очистку ведут. при

20-25 С 2) .

Однако в процессе очистки скорость растворения плотных сульфатных отложений с включениями соединений бора (8 0 ) и кремния (SiOg, .CaSiOg и Ca< Si04) не превышает 0,02

0,03 мм/ч. Невысокая скорость растворения отложений э аставляет существенно увеличивать как количество проьывного раствора, так и время отмывки до полного удаления отложений.

Велики и коррозионные потери металлов при этом. Коррозионные разрушения при очистке оборудования иэ углеродистой стали достигают 10 гм /ч

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является раствор для очистки стали, содержащий соляную кислоту, железо (FeC12 ) и ингибитор, представляющий собой смесь кубовых остатков высших пиридиновых оснований. Известный раствор отмы1098977 вает как плотные, так и рыхлые сульфатные отложения с включениями соединений кремния и бора )3) .

Однако применение известйого раствора недопустимо из-за высоких коррозионных разрушений стального оборудования.

Целью изобретения является предотвращение локального растворения и снижение скорости коррозии стали.

Поставленная цель достигается тем., что раствор для очистки стального оборудования, содержащий соляную кислоту, хлористую соль и ингибитор — смесь кубовых остатков высших пиридиновых оснований, содержит в качестве хлористой соли алюминий хлористый и барий хлористый и дополнительно содержит калий иодистый при следующем соотнсшении компонентов, г/л:

Соляная кислота (d=1, 19 г/см ) 60-70

Алюминий хлористый (AIC1 611,O)

Барий хлористый . Калий иодистый

Смесь кубовых ост ат ко в высших пиридиновых оснований (И-1-А или

И-2-В) 7-12

Очистку ведуl при 60 С по двум вариантам отложений: на образцах, содержащих большой процент соединений CaSiOy и Са 8104и В О,на. образцах, содержащих меньшее количест во соединений CaS iO y и CaS iO .

Составы отложений по основным компонентам .(в пересчете на окислы) следующие.

10 Состав 1. Содержание компонентов, масЪ: СаО 27,2; В О 44;

SiO< 12,9; SiO 43, 1; 1ezO> 8,0;

Mg0 3,5; А10, 0,6; МпО 0,3.

Состав 2. Содержание компонен15 тов, мас.Ъ: Са0 32,.2; 8 0 2,7;

SiOg 7,5, SO< 50,1; Fc 0 3,9;

4gO 2,4 А1 0 0,4р 14пО 0,1..

Пример. В качестве образцов взяты отрез ки тру б раз ме ром

2О Р 50 3 мм и заинкрустированы с внутренней стороны (масса отложений

33 r, толщина отложений 9,7 мм). Во втором варианте взяты образцы размером ф30 i 2 мм и заинкрустированы

25 с внешней стороны (масса отложений около 29 r, толщины 9,5 мм) . В табл.1 приведены результаты обработки в известных растворах для очистки и в предлагаемом (состав отложений 1).

30 Таблица 1

30-60

15-30

О, 3-0,6

Предлагаемый раствор

60 г/л НС1, (d=1,19 г/см )

+25 г/л ВаС1 + 50 г/л

А1С1 6Н 0+0, 25 г/л Кд+

+ 10 г/л И-2-В (оптимальный вариант) 25 С 50 С 60 С

25oC . 50 С

60 С

0,44

0,18 0,33

0,43

0,32

0,12 0,24 0,30

0,17

31

30 40

54

29., 5

4,3 2,5

1,5

2,6

6,4

1,5

6,4

2,6

0,84 1,0

0,36

0,79

0,54

0,72

0,32

0.10

0,61

0,26

0,59.0,85

0,71

0.24

0,07 0,30 0,48

0,50

60 г/л НС1 (d=1,19 г/см )

+15 г/л ВаС1 -30 г/л

A1C1) 6Н 0+0 3 г/л KJ+

+7 г/л И-2-В (минимальный вариант) 60 г/л НС1 (d=1 19 г/см )

+30 г/л ВаС1+60 г/л

А1С1> 6Н О+0,25 г/л КЛ+

+12 г/л И-1-A (максимальный варианr) 25 С 50 С 60 С.1098977

S. ная кислота, хлорид алюминия, барий хлористый, йодистый калий и ннгнбитор коррозии И-2-.В илн И-1-А, процесс очистки реэ ко и нтенсифицирует5 ся,т.е. средняя скорость раствореИзвестные растворы (3) Из вестный (базовый) р аст вор (2) М

Показ атели

120 г/л НС1 (d=1, 19 г/см )

+25 г/л ВаС12

360 г/л НС1 (d=1 19 г/GM )

+70 г/л FeC1 +

+0,25 г/л И-1-В

260 г/л НС1 (d=1,19 г/cM)

+130 г/л FeC1<+

+0,25 г/л И-1-В

140 г/л НС1 (d=1,19 г/ск )

+200 г/л ГеС12++

+О,?5 г/л И-1-В

25 С 60 С

60 С

60 С

60 С

Средняя скорость растворения отложений, мм/ч

0,14

0,04

0,34

0,41

0,6

Время очистки, ч 16,0

237

27,5

Объем раствора, л

3,7

8,5

2,4

1,3

1,8

Скорость кор— розин,гм ч:

Ст.3 52,1

63,54

14,7

94,3

31, 8"

15,38 23,2

1,07 4,09

12Х18Н10Т 8, 14"

"Интенсивное локальное растворение

"" Интенсивное вытравливание сварных

Из табл. 2 вицно, что очистка отложений с меньшим содержанием соединений кремния и бора не менее эффективна. При очистке в предлагаемом растворе при.60 С не наблюдается локального растворения как нержавеющих сталей марок 12Х18Н10Т и

10Х17Н13М2Т, так и углеродистой стали Ст3.

Ь roM, что скорости коррозии сталей при очистке в предлагаемом раствов виде язв и бороэдок. швов.

Иэ табл. 1 видно, что при удалении отложений с большим процентным содержанием соединений кремния и бора, когда температура повышена до

60 С и в растворе содержатся соляре существенно снижаются и подавляется их локальное растворение, свидетельствуют данные табл. 3,в которой приведено скорости коррозии углеродистой и нержавеющих сталей в растворах на базе НС1 с различными добавками при 60 С и эа время испытаний — 5 ч.

Как видно из табл. 3 наибольшее снижение скорости коррозии характер1098977 с очисткой в известном растворе.

В табл. 2 приведены результаты обработки в известных растворах для очистки и в предлагаемом (состав отложений 23 .

5 таблиц а 2

Предлагаемый раствор

1 60 г/л НС1 (d=1,19 г/см ) +25 г/л ВаС1 +50 г/л A1C1 ° 6820+0,5 г/л KJ+

810 г/л И-2-В (оптимальный вариант)

60 г/л НС1 (d=1, 19 г/см )

+15 r/ë ВаС12+30 г/л

А1С1 ° 6Н 0+0,3 г/л KJ+

7 г/л И-2-В (минимальный вариант) 60 г/л НС1 (d=1, 19 г/см )

+30 г/л ВаС1 +60 г/л

А1С13 6Н 0+0, 6 г/л КЗ+

+12 г/л Й-1-A (максимальный вариант) 4

9 9

25 С 50 С 60 С 25оС 50 С 60 С

25оС 50 С 60 С

0,43 0,75

0,55

0,83

0,4

0,3

0,7

1,0

1,10

9,5 22

31,6 17,5

12,6

14,0

23,5

8,60

2,5 1,1

0,60 2,5 1,1

3,2

0,60

1,4

1,8

0,S8

0,25 0,49

0,37

0,30

0,14

0,09

0,30

0,15

0,21

0,11

0,19 0,3 0,40

0,17

0,12

0,07 0,10 но для углеродистой стали Ст. 3 (снижение скорости коррозии на 1-2 поряд- 4О ка) . Это имеет большое значение для практики использования раствора, так как известно, что в производствах хлористого кальция и боропродуктов

35-40% выпарной и фильтрующей аппарату-45 ры выполнены из углеродистой стали и проблема очистки оборудования этих производств особенно остра. Снижение скоростей коррозии у нержавеющих ния отложений возрастает в 1,5

3 раза, время очистки снижается в 1, 5 — 3 раз а, расход раствора для полного удаления - отложения снижается в 2 — 5 раз по сравнению ст алей 12Х18Н 10Т и 10Х1 7H1 3M2T ° происходит в меньшей степени, но в этом случае доминирующим фактором является полное подавление локального растворения сталей, а, как известно, локальное растворение аустенитных сталей может в конечном счете, привести к интенсивному местному (вплоть до глубоких язв и сквозных дыр) или по всей поверхности коррозионному растрескиванию.

1098977

Таблиц а 3

Средняя скорость коррозии, .г/м ч

Состав раствора

Ст. 3 12Х18Н10Т 10Х17Н13М2Т

120 г/л НС1+25 г/л ВаС1, 4,02

3,84

40,2

60 г/л HC1+25 г/л BaCI +

+50 г/л А1С1 6Н О+

+2 г/л И-2-В

14,3 2,72 1,54

60 г/л HC1+25 г/л ВаС1 +

+50 г/л A1C1) 6H O+

+6,8 г/л И-2-В

1,01

1,29

8,0"

60 г/л HC1+25 г/л ВаС1 +

+50 / A1C1) ° 6HiO+

+7,0 г/л И-1-А

0,94

0,87

7,4

60 г/л Н С1+25 г/л ВаС1 +

+50 г/л А1С11 ° 6Н О+

+8, 75 г/л И-2-В

0,82

0,80

6,8

60 г/л HC1+25 г/л ВаС1 +

+50 г/л А1С11 6Н O+

+10 г/л И-1-A

0,81 0,77 0,72

60 г/л НС1+25 г/л BaC1 +

+50 г/л А1С1 6НдО+

+10 г/л И-2-В+0,5 г/л К7

0,63

0,54

0,79

260 г/л НС1 (d=1,19 г/см )+

+130 г/л РеС1 +0,25 г/л

И-1-В

142,02 27,1

В этом растворе при 25 С средняя скорость коррозии

Ст. 3 — 5, 33 г/M1. ч, 12Х18Н10Т вЂ” 1,43 г/м ч, 10Х17Н13М2Т - 1,84 г/м ч.

" Наблюдается интенсивное или слабое локальное растворение сталей .

Заказ 4325/23 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Составитель В.Олейниченко

Редактор Н.Джуган Техреду.Маточка Корректор И.Муска