ЗАЩИТА ВОДООБОРОТНЫХ СИСТЕМ ОТ КОРРОЗИИ С ПОМОЩЬЮ ИНГИБИТОРОВ

ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ - химические соединения или их композиции, присутствие которых в небольших количествах в агрессивной среде или на поверхности металла защищает металл от коррозии.
МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ: адсорбция и/или образование труднорастворимых соединений с катионами защищаемого металла.
СЛЕДУЕТ ОТЛИЧАТЬ ОТ:
-конвертирующих составов, образующих более толстые различимые невооруженным глазом слои;
лакокрасочных составов, хотя они часто содержат и
ингибиторы коррозии;
- «уборщиков кислорода».

Ингибиторы
ОРГАНИЧЕСКИЕ
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ
АНОДНЫЕ
КАТОДНЫЕ
СМЕШАННОГО ТИПА
ОКИСЛИТЕЛИ
АДСОРБЦИОННОГО ТИПА
КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩЕГО ТИПА
ПОЛИМЕРНЫЕ ИНГИБИТОРЫ
БЛОКИРУЮЩЕГО
АКТИВАЦИОННОГО
СМЕШАННОГО ТИПА

Неорганические ингибиторы
Карбонаты кальция
Силикаты
Нитриты
Хроматы
Фосфаты и полифосфаты
Соли цинка
Молибдаты, гетерополисоединения
Применяются в составе различных смесей, поскольку в самостоятельном виде обычно малоэффективны
Цинкбихроматфосфатный применялся при беспродувочном режиме в ПО «Нижнекамскнефтехим», экологически опасен
Цинкполифосфатные на основе ГМФNа, ТПФNа и др. применялись на 11 водоблоках 6 НПЗ.
На ПО «Киришнефтеоргсинтез» в воде с общим солесодержанием 600 - 1400 мг/л (80 -150 мг/л Сl-, 200 - 800 мг/л SO42-), содержанием нефтепродуктов 10 -50 мг/л, общей жесткостью 4,0 - 4,6 мг-экв/л, щелочность 3,0 - 3,5 мг-экв/л и рН 6,2 - 8,2 применяли ГМФNа+ZnSO4 (5:1) при этом 4 суток подавали ударную дозу, затем ее снижали. Годовой расход ГМФNа - 10 мг/л, а ZnSO4 - 2 мг/л. Защитный эффект достигал 85%.

Органические ингибиторы
Фосфоновые кислоты и их комплексы
Карбоксилаты и их производные (амиды, сложные эфиры)
Сульфонаты
Гетероциклические соединения (преимущественно азолы)
Олигомеры и полимеры
Амины
Танины
Наиболее широкое распространение получили ингибиторы на основе комплексов фосфоновых кислот

Гидроксиэтилиденди-
фосфоновая кислота (ОЭДФ)
Нитрилотриметилен-
фосфоновая кислота (НТФ)
Этилендиаминтетраметиленфосфоновая кислота (ЭДТФ)
1, 1-оксикарбоксипропан-3-амино-диметилен-
фосфоновая кислота (ОКАДФ)
ФОСФОНОВЫЕ КИСЛОТЫ

Влияние констант
устойчивости фосфонатных
комплексов цинка на их
защитные концентрации
по отношению к Ст 3
в мягкой воде

Влияние произведения растворимости гидроксидов металлов в фосфонатных ингибиторах на их защитные концентрации по отношению к Ст 3 в мягкой воде.

Цинкфосфонатные ингибиторы коррозии металлов и солеотложения в системах водоснабжения и охлаждения ИФХАН-Р, -32, -36, -42
Эффективны и стабильны при повышенных температурах и жестких водах (до 6 мг-экв/л Са2+), уменьшают солеотложение и не вызывают шламообразование.
Позволяют перейти на “беспродувочный” режим водооборотных систем. Составляют основу программ реагентной обработки воды в системах водо-, теплоснабжения и охлаждения, значительно снижающей экономические затраты и решающей проблему дефицита воды.
Их компоненты, имея высокий ПДК в воде, относятся к малоопасным веществам, что позволяет сливать ингибированые ими воды в канализацию без загрязнения сточных вод.
Цинкфосфонатные ингибиторы на основе ОЭДФЦ усиленные добавками нетоксичных органических соединений (ИФХАН-Р, ИФХАН-42) успешно использовали совместно с диспергаторами и биоцидами в программах водообработки на химических и других предприятиях СССР.

Бесцинковые ингибиторы
Их применение более безопасно в средах, где возможно наличие сероводорода.
Фосфоновые кислоты (ГМДТФ, НТФ, ФБТК) или фосфонаты с другими катионами (например Mg2+).
Амины (катамин, четвертичные аммонийные соединения, «пленкообразующие амины»), обычно неэффективны в нейтральных средах, однако могут повышать защитные свойства других ингибиторов при наличии H2S
Азолы (бензотриазол, бензотиазолы, имидазолы)
Танины
Водорастворимые полимеры (чаще – анионактивные, реже – катионактивные и неионогенные)

Зависимость скорости коррозии стали от концентрации ингибиторов в воде, содержащей (г/л):
CaCl2 17,76; MgCl2 6,7; Na2SO4 0,036; Na2CO3 0,24; NaCl 41,57.
Фосфорсодержащие бесцинковые игнибиторы
Зависимость скорости коррозии стали от концентрации ингибиторов в оборотной воде НПЗ

Ингибитор коррозии и солеотложений ИФХАН-44

Водорастворимые полимеры
Анионактивные: сульфатированные олигомеры (лигносульфонаты, сульфированные смолы), поликарбоксилаты (полиакрилаты и др.) – обладают антинакипным и диспергирующим действием.
Катионактивные: полидиаллилдиметиламмоний хлорид (ВПК - 402) – флокулянт, в нейтральных средах малоэффективен; полигексаметиленгуанидин фосфат – сильный биоцид, не вызывает локальной коррозии. Недостаток – защитный эффект чувствителен к температуре.
Неионогенные: поливинилпирролидон – также малоффективен в нейтральных средах

АНИОНАКТИВНЫЕ ПОЛИМЕРЫ
Зависимость скорости коррозии стали от концентрации полиакрилатов в воде содержащей 150 мг/л NaCl и 350 мг/л Na2SO4
20оС
80оС

Влияние катионов цинка на защитные свойства полиакрилатов
. Зависимость скорости коррозии стали Ст3 в мягкой воде от концентрации ПА (1-3) и их композиций с 4 мг/л Zn2+ (1’-3’) при 20оС (а) и 80оС (б).
1, 1’ – ПА12; 2, 2’ – ПА20; 3, 3’ – ПА40.

Зависимость скорости коррозии стали Ст3 в воде, содержащей 30 мг/л NaCl и 70 мг/л Na2SO4, от концентрации сульфатированных олигомеров и их композиций с Zn2+.
ЛС
ЛС+ 4 мг/л Zn2+
ЛС+ 8 мг/л Zn2+
С-3 – нафталинформальдегидный
10.03 – меламинформальдегидный
ЛС - лигносульфонат

Влияние ЛС и его композиции с Zn2+ на кинетику парциальных электродных реакций на стали
Усиление торможения катодного процесса позволяет предполагать, что такие ингибиторы будут «безопасными» в отношении возможности локальной депассивации

КАТИОНАКТИВНЫЕ И НЕИОНОГЕННЫЕ ПОЛИМЕРЫ
Зависимость скорости коррозии стали Ст3 в воде, содержащей 150 мг/л NaCl и 350 мг/л Na2SO4, от концентрации водорастворимых полимеров.
ПВП –поливинилпирролидон
ВПК-402 - Полидиаллилметил-аммоний хлорид
ПГМГФ – полигексаметиленгуанидин фосфат
20оС
40оС

Ингибитор коррозии и биоотложений ИФХАН-43
20оС
40оС
1 – 30 мг/л NaCl, 70 мг/л Na2SO4
2 - 30 мг/л NaCl, 70 мг/л Na2SO4 , 5 мг/л H2S и 350 мг/л уайт-спирита
Продолжительность испытаний 6 ч, V = 0.8 v/c, Cт 3
К, г/м2сут
К, г/м2сут
С, мг/л
С, мг/л

Вероятное расположение ПГМГФ и толщины слоев на поверхности Ст3 (по данным РФЭС)
А –расположение одного монослоя полимера на фосфате железа
Б – толщины слоев без отмывки поверхности
В- толщины слоев после отмывки поверхности