Состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений

Изобретение относится к составам для ингибирования коррозии и солеотложений в теплообменном оборудовании, для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей и межоперационной защиты узлов и деталей из черных и цветных металлов. Состав содержит, мас.%: триполифосфат натрия 10,0-20,0, бензотриазол 30,0-40,0, борат этаноламина 40,0-60,0. Технический результат: повышение эффективности защиты от коррозии и отложения солей, а также для защиты от коррозионно-механического разрушения теплообменного оборудования из черных и цветных металлов. 4 табл.

 

Изобретение относится к составам для ингибирования коррозии и солеотложений в теплообменном оборудовании систем технического водоснабжения, для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и межоперационной защиты узлов и деталей из черных и цветных металлов.

Известна композиция для ингибирования коррозии металлов в нейтральных водных средах, включающая, мас.%: фосфаты этаноламинов или продуктов аминирования дихлорэтана аммиаков 45,0-75,0 и ортофосфорную кислоту 25,0-55,0 (RU 1327579, кл. C23F 11/08, 11/16, 10.09.1995).

Недостатком известной композиции является то, что входящие в ее состав фосфаты при контакте с жесткой водой выпадают в осадок и образуют отложения на теплопередающих поверхностях оборудования систем водоснабжения.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений, содержащий, мас.%: триполифосфат натрия 83,4, хлорид хрома 8,3 и аминокислоты или их соли 8,3 (Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. - Л.: Химия, 1968. - С.119).

Недостатком данного состава является его относительно низкая эффективность при защите от коррозии (85-87%) и солеотложений (80-84%) цветных металлов. Кроме того, данный состав малоэффективен при защите теплообменного оборудования от коррозионно-механического разрушения в статических условиях.

Техническим результатом изобретения является создание ингибитора, позволяющего повысить эффективность защиты от коррозии и отложения солей, а также для защиты от коррозионно-механического разрушения теплообменного оборудования из черных и цветных металлов.

Данный результат достигается тем, что состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений, включающий триполифосфат натрия и азотсодержащие соединения, в качестве азотсодержащих соединений содержит бензотриазол и борат этаноламина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Триполифосфат натрия (ТПФ) 10,0-20,0
Бензотриазол 30,0-40,0
Борат этаноламина 40,0-60,0

Отличительной особенностью предложенного технического решения является то, что при сочетании бората этаноламина, бензотриазола и ТПФ при заявленном соотношении компонентов возникает синергетический эффект усиления моющих, защитных и водовытесняющих свойств состава, позволяющий надежно защитить теплообменное оборудование из черных и цветных металлов от коррозии, солеотложений и коррозионно-механического разрушения.

Введение ТПФ, бензотриазола и бората при других количественных соотношениях, кроме заявленных, не позволяет достигнуть синергетического эффекта усиления защитных свойств.

Триполифосфат натрия формулы Na5P3O10 является продуктом переработки термической ортофосфорной кислоты и имеет следующие физико-химические показатели (ГОСТ 13493-86 с изменениями 1, 2, 3):

массовая доля пятиокиси фосфора, % не менее 56,5
массовая доля триполифосфата натрия, % не менее 92,0
массовая доля первой формы триполифосфата натрия, % не более 10,0
массовая доля железа, % не более 0,02
массовая доля нерастворимых в воде веществ, % не более 0,13
рН 1% водного раствора 9,7±0,3

Бензотриазол - 1, 2, 3 формулы С6H5N3 (ТУ 6-09-1291-87) представляет собой белый кристаллический порошок с розовым, кремовым или желтоватым оттенком, температура плавления 96-99°С, массовая доля летучих веществ не более 0,15%.

Бораты атаноламинов (БЭА) представляют собой продукты взаимодействия борной кислоты с моно-, ди- или триэтаноламином.

Борат моноэтаноламина (БМЭА) получают по следующей схеме:

H2NCH2CH2OH+Н3ВО3→Н2NCH2СН2OB(ОН)2

Борат диэтаноламина (БДЭА) получают по схеме:

HN(CH2CH2OH)23ВО3→HN(СН2СН2O)2ВОН

Борат триэтаноламина (БТЭА) получают по схеме:

N(СН2СН2OH)33ВО3→N(СН2СН2O)3В

Технология получения БЭА заключается в следующем.

В колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и насадкой Дина-Старка, загружают 2 моля ЭА (121 г МЭА, 210 г ДЭА или 298 г ТЭА). После нагревания ЭА до 100-110°С в колбу вводят 62 г (1 моль) борной кислоты и проводят реакцию конденсации при температуре 160-180°С до прекращения выделения воды. После охлаждения до 70-80°С в полученный продукт добавляют 132 г воды. Бораты этаноламинов представляют собой прозрачные светло-желтые растворы с рН 10-11 и аминным числом 185-195 мг HCl/г.

Технология приготовления состава заключается в следующем.

Борат этаноламина (БМЭА, БДЭА или БТЭА), бензотриазол и ТПФ смешивают в заявленном соотношении компонентов до получения однородного состава. Рабочая концентрация полученного ингибитора в воде составляет 1-2 мас.%.

Составы образцов предложенного состава для защиты от коррозии и солеотложений представлены в табл.1.

Коррозионные испытания и испытания на коррозионно-усталостную прочность образцов углеродистой стали марки Ст 10 проводили в искусственной воде на основе оборотной промышленной воды следующего состава, мг/л: CaCl2- 294,8; NaCl2-36,0; Na2SO4-391,4; NaOH -38,0.

Коррозионные испытания выполняли с помощью потенциостата П-5848 на вращающемся дисковом электроде из стали Ст 10 при скорости движения воды 1 м/с, температуре 20°С и концентрации состава 2,0 мас.% (табл.2).

Испытания на коррозионно-усталостное разрушение производили по ГОСТ 12860-67 при нагрузке 330 МПа, температуре>20°С и концентрации состава 2,0 мас.% (табл.3).

Испытания на способность состава предотвращать отложения солей осуществляли в ультратермостате в стальных тиглях при 60°С и времени выдержки 5 ч. Исследования проводили в природной грунтовой воде с общей жесткостью 14,8 мг-экв/л, содержащей НСО3- - 5,2 мг-экв/л и Са2+ - 9,6 мг-экв/л (табл.4).

Использование предложенного состава позволит надежно защитить теплообменники из черных и цветных металлов систем оборотного технического водоснабжения от коррозии и солеотложений.

Таблица 1
Компоненты Содержание компонентов по примерам, мас.%
1 2 3 4 5
ТПФ 10,0 15,0 20,0 9,0 21,0
Бензотриазол 30,0 35,0 40,0 29,0 41,0
БМЭА 60,0 62,0
БДЭА 50,0 38,0
БТЭА 40,0

Таблица 2
Результаты коррозионных испытаний предложенного состава
Показатель Вода, содержащая предложенный состав по примерам Вода, содержащая состав по прототипу Вода
1 2 3 4 5
Скорость коррозии стали Ст 10, мА/см2 0,33 0,30 0,32 0,40 0,42 0,50 3,47
Степень защиты от коррозии стали Ст 10, % 94 96 95 87 88 87 -

Таблица 3
Влияние предложенного состава на коррозионно-усталостное разрушение Ст 10
Показатель Вода, содержащая предложенный состав по примерам Вода, содержащая состав по прототипу Вода
1 2 3 4 5
Число циклов N·105 1,76 1,78 1,77 1,60 1,62 1,38 1,05
Степень защиты от коррозионно-усталостного разрушения, % 93 95 94 79 82 44 -

Таблица 4
Степень защиты Z (%) от солеотложения в природной грунтовой воде при 60°С
Среда, концентрация ингибитора, мас.% Общая жесткость, мг-экв/л НСО3-, мг-экв/л Са2+, мг-экв/л Z
Исходная вода 14,8 9,6 5,2 -
Прототип 0,5 10,0 6,4 3,6 80
1,0 11,6 7,9 3,7 83
2,0 12,4 8,0 4,4 84
Предложенный состав 0,5 9,6 5,6 4,0 85
1,0 12,8 8,4 4,4 96
2,0 14,8 9,8 5,0 100

Состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений, включающий триполифосфат натрия и азотсодержащие соединения, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащих соединений он содержит бензотриазол и борат этаноламина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Триполифосфат натрия 10,0-20,0
Бензотриазол 30,0-40,0
Борат этаноламина 40,0-60,0



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к составам для ингибирования коррозии и солеотложений в теплообменном оборудовании из низкоуглеродистых сталей. .

Изобретение относится к эксплуатации систем оборотного водоснабжения и может быть использовано для защиты оборудования этих систем от коррозии и солеотложения (накипеобразования).

Изобретение относится к составам для удаления накипи с поверхности труб, теплообменников, технологических аппаратов и защиты оборудования от отложения солей и коррозии.

Изобретение относится к уменьшение отложений алюмосиликатов в способе Байера. .

Изобретение относится к средствам защиты от коррозии и солеотложения, преимущественно накипи, оборудования сетей водоснабжения и водоотведения. .
Изобретение относится к составам ингибиторов для предотвращения карбонатных, сульфатных, железоокисных отложений, а также для разрушения этих отложений, в частности в оборотных циклах систем охлаждения, мокрой очистки газов, теплоснабжения и гидротранспорта.

Изобретение относится к составам для предотвращения карбонатных, сульфатных и железооксидных отложений в системах оборотного водоснабжения и промывки теплообменного оборудования от отложения солей.

Изобретение относится к составу, предназначенному для эффективного удаления накипи из водогрейных аппаратов. .

Изобретение относится к химическим средствам, используемым для очистки изделий из металлов, пластмасс и различных типов подложек с покрытием от накипи и отложений продуктов коррозии, например при очистке энергетического оборудования (паровых котлов, турбин, водонагревателей и т.д.).
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для обработки воды в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий, в выпарных аппаратах, а также для промывки оборудования от различных отложений.
Изобретение относится к составам для ингибирования коррозии и солеотложений в теплообменном оборудовании из низкоуглеродистых сталей. .

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов в минерализованных средах, содержащих сероводород, и может быть использовано в нефтяной отрасли.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в минерализованных водно-нефтяных средах, содержащих сероводород, ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии трубопроводов и оборудования в нефтяной отрасли.
Изобретение относится к области защиты металлов от атмосферной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для долговременной консервации металлоконструкций и изделий из черных металлов.
Изобретение относится к области защиты металлов от атмосферной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для долговременной консервации металлоконструкций и изделий из черных металлов.
Изобретение относится к защитным консервационным материалам для противокоррозионной защиты металлических изделий от воздействия окружающей среды. .

Изобретение относится к химическим способам защиты углеводородов, в частности абсорбентов маслоабсорбционных установок, от окисления и деструкции, а также защиты внутренних поверхностей технологического оборудования и трубопроводов указанных установок от коррозионных разрушений и образования смолистых отложений.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для ингибирования коррозии в металлических трубопроводах. .
Изобретение относится к способу получения ингибиторов коррозии и может быть использовано для защиты газо- и нефтедобывающего оборудования, работающих в высокоминерализованных сероводородсодержащих средах от коррозии.
Изобретение относится к области защиты от коррозии металлических поверхностей, находящихся в контакте с распыляемой водой в промышленных технологических установках.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в охлаждающих системах открытого типа, где в качестве хладагента используется водный раствор хлорида кальция
Наверх