Состав для получения ингибитора коррозии стали и чугуна в водных средах и при межоперационной консервации

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ СТАЛИ И ЧУГУНА В ВОДНЫХ СРЕДАХ И ПРИ МЕЖОПЕРАЦИОННОЙ КОНСЕРВАЦИИ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Щукин Георгий Лукич Беланович Анатолий Леонидович Савенко Виктор Петрович Карпушенков Сергей Александрович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Состав для получения ингибитора коррозии стали и чугуна в водных средах и при межоперационной консервации, содержащий натр едкий, буру, соль глюконовой кислоты и воду, отличающийся тем, что в качестве соли глюконовой кислоты содержит кальция глюконат и дополнительно борную кислоту при следующем соотношении компонентов,мас.натр едкий 6,5-6,7 бура 4,6-4,8 кальция глюконат 36,7-36,9 борная кислота 9,3-9,5 вода остальное. Изобретение относится к защите стали и чугуна от коррозии в водных средах и при межоперационном хранении и может быть использовано в охлаждающих и иных агрегатах различных отраслей промышленности, в жидкостях для металлообработки, а также для пассивирования при межоперационном хранении обезжиренных, фосфатированных деталей. Известен ингибитор коррозии стали в нейтральных водных средах, содержащий смесь солей моно- и дифосфорных эфиров первичных и вторичных спиртов 1. Известный ингибитор недостаточно эффективно защищает от коррозии. Известен комплексный ингибитор коррозии металлов, содержащий (мас. ) 0,1-50 бензоата аммония, 0,1-80 солей диалкилфосфорной кислоты. Кроме того, ингибитор может содержать другие органические добавки 2. Недостатком данного ингибитора является высокая скорость коррозии. Известна композиция 3 для защиты металлов от коррозии в водной среде следующего состава (мг/л) 9360 1 2007.06.30 хром шестивалентный 2-6 соли аминов и органических кислот 5-50 цинк 2-6 добавка полифосфата 5-50. Данная ингибирующая композиция не обеспечивает надежную защиту от коррозии. Максимальная степень защиты 80 . Известен ингибитор коррозии стали в водных средах, по которому применяют композицию, содержащую смесь глюконата и полифосфата натрия 4. Применение данного ингибитора обеспечивает степень защиты в дистиллированной воде 95-98,2 , а в присутствии агрессивных солей максимальная степень защиты составляет только 75 . Наиболее близким к предлагаемому изобретению является средство для ингибирования коррозии черных металлов в водной среде, содержащей едкий натр, буру, соль глюконовой кислоты и воду 5. Однако при применении известного средства для ингибирования коррозии черных металлов необходимым условием является наличие окислителя (кислородсодержащего газа,гидразин-гидрата, нитрита натрия). Задачей изобретения является получение нового экологически чистого ингибитора коррозии, который при введении в водную среду обеспечивает высокую степень защиты углеродистой стали и пассивирует поверхность обезжиренных, фосфатированных деталей при их межоперационном хранении от атмосферной коррозии. Техническим результатом при использовании предлагаемого ингибитора является увеличение степени защиты стали и чугуна от коррозии. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что состав для получения ингибитора коррозии стали и чугуна в водных средах и при межоперационной консервации, содержащий натр едкий, буру, соль глюконовой кислоты и воду, в качестве соли глюконовой кислоты содержит кальция глюконат и дополнительно борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.натр едкий 6,5-6,7 бура 4,6-4,8 кальция глюконат 36,7-36,9 борная кислота 9,3-9,5 вода остальное. Действие предлагаемого состава ингибитора основано на торможении анодного растворения стали, что объясняется прежде всего адсорбцией ингибитора на поверхности стали. Наличие в структуре ингибитора иона кальция увеличивает его способность к катодной защите за счет их способности связываться в малорастворимые гидроксиды на поверхности железа, что приводит к увеличению защитной эффективности ингибитора. Кроме того, введение в состав ингибитора буры позволяет повысить пассивное состояние железа за счет образования нерастворимых боратов двухвалентного железа и кальция на поверхности металла и увеличить буферность системы, поддерживая рН на необходимом для ингибирования уровне (8-9,5). Ингибитор обладает способностью образовывать прочные комплексные соединения с катионами железа, что предотвращает образование продуктов коррозии на поверхности защищаемого металла при уменьшении его защитной концентрации в агрессивных водных средах. Предлагаемый состав ингибитора получают путем растворения в дистиллированной воде борной кислоты, глюконата кальция, едкого натра и буры в смесителях лопастного типа при температуре 40-50 С. Изобретение иллюстрируется следующим образом. Полученный ингибитор вводят в водную среду в количестве 0,02-0,2 . Для водных растворов с общим содержанием аг 2 9360 1 2007.06.30 рессивных солей до 1000 мг/л защитная концентрация ингибитора увеличивается до 0,5 . При введении меньшего количества ингибитора не достигается высокое значение степени защиты, введение в большем количестве не ведет к увеличению степени защиты. Защитный эффект определяют по ГОСТ 9.502-82 гравиметрическим методом в дистиллированной воде и коррозионной среде, содержащей (мг/л)- 30, 24 - 70, путем выдержки образцов стали Ст.3 в течение 6 часов при температуре (202) С. Рецептуры предлагаемого состава ингибитора коррозии и прототипа и их защитный эффект при дозировке 0,2 мас.приведены в табл. 1. Значения зависимости скорости коррозии стали Ст.3 и защитного эффекта в зависимости от концентрации ингибитора по изобретению (мас.борная кислота - 9,4 кальция глюконат - 36,8 натрия гидроксид - 6,6 бура - 4,7) и по прототипу (мас.80 - глюконата натрия 20 - гексаметафосфата натрия) в дистиллированной воде и коррозионной среде представлены в табл. 2. Таблица 1 Рецептуры состава предлагаемого ингибитора коррозии и прототипа и их защитный эффект Компоненты состава ингибитора коррозии,Защитный эффект,при мас.дозировке 0,2 мас. Дистилли- Коррозионная среда,п/п Борная Кальция Натр Бура Вода рованная содержащая (мг/л) кислота глюконат едкий вода- 30, 24 - 70 1 9,3 36,7 6,5 4,6 42,9 100 99,7 2 9,4 36,8 6,6 4,7 42,5 100 99,8 3 9,5 36,9 6,7 4,8 42,1 100 99,8 4 Прототип 97,4 78,3 Таблица 2 Эффективность применения состава ингибитора коррозии по изобретению и по прототипу Дистиллированная вода Количество вводимого ингибитора,Скорость кор- Защитный мас.розии, г/м 2 час эффект,Прототип 0,001 0,045 94,8 0,02 0,037 95,7 0,1 0,030 96,5 0,2 0,022 97,4 0,5 0,015 98,2 Без ингибитора 0,861 Состав ингибитора по изобретению 0,001 0,002 99,7 0,02 0 100 0,1 0 100 0,2 0 100 0,5 0 100 3 9360 1 2007.06.30 Предлагаемый состав ингибитора также оценивали по такому важному технологическому параметру, как сохранение защитной способности углеродистой стали при межоперационном хранении по ГОСТ 9.308-85 (метод испытаний при повышенных значениях относительной влажности и температуры без конденсации влаги). Образцы стали Ст.3 обезжиривали в 2 растворе КМ-1 при температуре 50-60 С, промывали в проточной воде, обрабатывали при температуре (202) С в течение 10 мин в 0,5 растворах ингибитора по изобретению и по прототипу, затем помещали в камеру и выдерживали при температуре (402) С и относительной влажности воздуха (933)в течение 16 часов. Результаты испытаний представлены в табл. 3. Таблица 3 Эффективность защиты стали Ст.3 от коррозии во влажной атмосфере после пассивации в растворах ингибитора Степень коррозионных поражений поверхности стали Ст.3,Пассивирующий раствор в течение, ч концентрация 0,51 3 6 без пассивации 30 62 80 по прототипу 3 5 8 по изобретению Приведенные в табл. 1-3 результаты испытаний показывают, что предлагаемый состав ингибитора во всем заявляемом интервале соотношений компонентов является эффективным ингибитором коррозии, превосходящим известные ингибиторы. Защитный эффект составляет 99,7-100 и сохраняется продолжительное время не только в водной среде, но и при межоперационном хранении деталей из углеродистой стали от атмосферной коррозии. Источники информации 1. А.с. СССР 777266, МПК 5 С 2311/08 // БИ 39. - 1992. 2. А.с. ЧССР 253367, МПК 42311/02, 11/10 // РЖ Химия. - 1989. - 12 К 267 П. 3. А.с. СССР 280163, МПК С 23 11/08 // БИ 5. - 1972. 4. Пат. США 4108790, МПК С 23 11/12, С 23 11/16, опубл. 1975. 5. Пат. США 4045253, МПК С 23 9/02, опубл. 1977. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20 4