Ингибитор кислотной коррозии стали

 

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии и защиты воздуха от кислотных испарений и может быть использовано при травлении изделий из углеродистых марок стали в растворах минеральных кислот. Ингибитор кислотной коррозии стали содержит этоксилированный продукт конденсации алкилфенолов, полиалкиленполиаминов и формальдегида при следующем соотношении компонентов, мас. %: алкилфенолы 16-22; полиалкиленполиамины 12-20; формальдегид 2-3; окись этилена 55-70. Ингибитор кислотной коррозии стали позволяет повысить эффективность защиты стали от коррозии и увеличить период и степень защиты воздуха от кислотных испарений при травлении стали в растворах минеральных кислот. 4 табл.

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии и может быть использовано при травлении изделий из углеродистой стали в растворах минеральных кислот.

Известен ингибитор кислотной коррозии ХОСП-10, о6еспечивающий защиту металла от коррозии и одновременно воздуха над травильным раствором от кислотных испарений (1). Недостатком данного ингибитора является то, что он обеспечивает защиту металла от коррозии и воздуха от кислотных испарений лишь при повышенных температурах травильного раствора (80-85)^o С, кроме того, он обладает низкой устойчивостью пены, образующейся на поверхности раствора, ввиду чего защита воздуха над травильным раствором от паров кислот недостаточна.

Наиболее близким к заявленному решению является ингибитор кислотной коррозии стали, содержащий продукт конденсации сланцевых алкилрезорцинов с аминфенолами и формальдегидом (2). Недостатком этого ингибитора недостаточно эффективная защита стали от коррозии и отсутствие пенообразующих свойств, вследствие чего он может быть использован только при добавлении в травильный раствор специальных пенообразующих веществ, функцией которых являются защита воздуха рабочей зоны от кислотных испарений.

Целью заявляемого ингибитора кислотной коррозии стали являяется эффективная защита стали от коррозии в растворах минеральных кислот и воздуха над травильными ваннами от кислотных испарений путем увеличения его ингибирующих и пенообразующих свойств.

Указанный технический результат достигается тем,что в ингибиторе кислотной коррозии стали, содержащем продукт конденсации амин и фенолсодержащих соединений с формальдегидом, согласно изобретению он в качестве продукта конденсации содержит этоксилированный продукт конденсации алкилфенолов, полиалкиленполиаминов и формальдегида при следующем соотношении компонентов, мас.

алкилфенолы 16-22 полиалкиленполиамины 12-20 формальдегид 2- 3 окись этилена 55-70 Соотношение этих компонентов достигается оксиэтилированием до степени 12-20 молей окиси этилена на 1 моль продукта конденсации.

Предлагаемое название соединения Неонол ФОМ 9-12-20, где последние цифры указывают на степень оксиэтилирования.

В источниках научно-технической и патентной информации не обнаружено технических решений, содержащих признаки, аналогичные совокупности отличительных признаков заявляемого технического решения.

Пример. Изготовление ингибитора включает следующие стадии: -совместная конденсация алкилфенолов с полиалкиленполиаминами и формальдегидом -оксиэтилирование продукта конденсации присоединением 12-20 молей окиси этилена к одному молю продукта.

Процесс конденсации алкилфенолов с формальдегидом и полиалкиленполиаминами осуществляли в следующем порядке к смеси 49% алкилфенола, например, Неонол 9-12 (ТУ 38.103625-87), и 43% полиалкиленполиамина, например, тетраметилдипропилентриамина (ТУ 38.50248-83), нагретой до температуры 30-35^o С, до6авили 8% формальдегида (ГОСТ1625-75), при постоянном перемешивании повысили температуру смеси до (70-80)^o С, с последующей отгонкой реакционной воды под вакуумом (200-300)мм рт.ст.довели конденсацию до конца.

В обезвоженную реакционную массу непрерывно подавали окись этилена (ГОСТ 7568-88). Оксиэтилиравали до степени п=12.Условия оксиэтилирования: температура 140^o С,отгонка реакционой воды под вакуумом (30-40)мм рт.ст.катализатор -едкий натр.

Исследование защитных свойств ингибитора.

Заявляемый ингибитор оценивался по антикоррозионной защите металла и по пенообразующей способности.

Для травления использовался 12%-ный раствор серной кислоты, в отличие от испытаний прототипа, проведенных по а.с.216411 в 3,5% ном растворе соляной кислоты.

Антикоррозионные свойства предлагаемого и известного ингибитора проверялись на образцах из стали марки ст20 размером 80х10х2мм. Испытания проводились по методике оценки защитной способности ингибиторов, применяемых при травлении черных металлов в растворах минеральных кислот (3). Концентрация ингибитора в растворе серной кислоты -0,5г/дм.куб.

Результаты испытаний рассчитывали следующим методом.

Скорость коррозии (г/кв.м.ч) вычисляли как отношение усредненной потери массы металла при травлении к площади образца и времени травления.

Степень защиты ингибитора (%) вычисляли как отношение изменений скорости коррозии образцов при травлении без и с ингибитором к скорости коррозии образцов при травлении с ингибитором.

Результаты испытаний представлены в табл.1.

Табл. I показывает, что использование заявленного ингибитора позволило в 1,8 раза снизить скорость коррозии металла по сравнению с прототипом, при этом степень защиты металла повысилась на 2,1-2,7 по сравнению с прототипом и достигла значений (97,8-98,6) что позволяет оценить ее как хорошую.

Примечание согласно ГОСТ 9.505-86 оценка степени защиты металла от коррозии (97,5-99,5)% степень защиты хорошая (87,5-97,5)% степень защиты удовлетворительная.

Пенообразующие свойства ингибиторов определяли по устойчивости пены и по концентрации испарений серной кислоты в воздухе над зеркалом травильной ванны.

Устойчивость пены (способность пены сохранять первоначальные свойства в течение определенного времени) определялась в лабораторных условиям скоростью обезвоживания пены, которая измеряется временем разрушения 20% первоначального объема пены и временем выделения 50% пенообразующего раствора, пошедшего на его получение (4). Результаты сведены в табл.2 и 3.

Табл. 2 показывает, что устойчивость пены при введении предлагаемого ингибитора в 7-20 раз выше чем при введении прототипа Промышленные испытания защиты воздуха от кислотных испарений были проведены при травлении труб размером 83хЗ,2 из углеродистой стали марки 20 по турбометрическому определению аэрозоля серной кислоты в воздухе (5). Определялось содержание кислотных испарений над травильными растворами с концентрацией серной кислоты 12% при температурах раствора 40-70^o С.Время отбор пробы воздуха-6 мин, скорость отбора 5л/мин. Концентрация ингибиторов в растворе 0,5г/л. Содержание серной кислоты в воздухе не должно превышать ПДК -Iмг/м. Из табл.3 видно, что при использовании нового ингибитора "Неонол ФОМ 9-12-20" содержание серной кислоты в воздухе составило в среднем 0,21 мг/м что примерно в 4,5 раза меньше, чем при использовании ингибитора-прототипа.

Сравнительные данные ингибирующия и пенообразующим свойств ингибитора "Неонол ФОМ 9-12" в зависимости от его состава сведены в табл.4.Проверка ингибиторов производилась в 12%-ном растворе серной кислоты, нагретой до 5O^o С, при содержании ингибитора в растворе 0,5г/л.

Табл. 4 показывает, что оптимальной степенью оксиэтилирования ингибитора "Неонол-ФОМ 9-n" является n=12-20, что соответствует заявленному содержанию компонентов. Концентрация компонентов ингибитора "Неонол-ФОМ 9-12-20", выходящие за пределы выбранных концентраций, не обеспечивают требуемых пенообразующих и ингибирующих свойств при температурах травильного раствора ниже 80^o С.

Заявленный ингибитор кислотной стали обеспечивает эффективную и регулируемую кислотную очистку обрабатываемой поверхности. Наличие у него поверхностно-активных свойств способствует удалению различного рода загрязнений (оксидов металлов, солей, масляных и жировых отложений) с поверхности травящегося металла за счет перевода их в травильный раствор при замедлении растрава основного металла. Благодаря пенообразующей способности ингибитора достигается достаточно плотное покрытие зеркала травильного раствора и, следовательно, снижение выброса кислотных испарений в воздух рабочего помещения.

Таким образом, новый водорастворимый ингибитор"Неонол ФОН 9-12-20" обеспечивает хорошую степень защиты металла от кислотной коррозии и благодаря образованию стойкой пены на поверхности кислотного раствора, снижающей выбросы кислот в воздух окружающей среды, эффективную защиту воздуха от кислотных испарений при травлении стали в растворах минеральных кислот. ТТТ1

Формула изобретения

Ингибитор кислотной коррозии стали, содержащий продукт конденсации амин- и фенолсодержащего соединений и формальдегида, отличающийся тем, что он в качестве продукта конденсации содержит этоксилированный продукт конденсации алкилфенолов, полиалкиленполиаминов и формальдегида при следующем соотношении компонентов, мас.

Алкилфенолы 16 22
Полиалкиленполиамины 12 20
Формальдегид 2 3
Окись этилена 55 70

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3