RU2100294C1 - Способ защиты водооборотных систем от коррозии, солеотложения и биообрастания - Google Patents
Способ защиты водооборотных систем от коррозии, солеотложения и биообрастания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2100294C1 RU2100294C1 RU95114109A RU95114109A RU2100294C1 RU 2100294 C1 RU2100294 C1 RU 2100294C1 RU 95114109 A RU95114109 A RU 95114109A RU 95114109 A RU95114109 A RU 95114109A RU 2100294 C1 RU2100294 C1 RU 2100294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- corrosion
- protection
- scaling
- concentration
- Prior art date
Links
Landscapes
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
Использование: защита систем оборотного водоснабжения от коррозии. Сущность изобретения: в воду оборотной системы добавляют полимерное производное гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты - полигексаметиленгуанидин гидроксиэтилидендифосфоната (ПГМГОЭДФ) формулы
n= 10-100. Эффективное ингибирование по трем показателям (коррозия, солеотложение, биообрастание) наблюдается при концентрации данного реагента в воде 10-20 мг/л. 1 з.п. ф-лы.
n= 10-100. Эффективное ингибирование по трем показателям (коррозия, солеотложение, биообрастание) наблюдается при концентрации данного реагента в воде 10-20 мг/л. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к эксплуатации систем оборотного водоснабжения и может быть использовано для защиты оборудования этих систем от коррозии, солеотложения (накипеобразования) и биообрастаний.
В мировой практике защиты водооборотных систем используется как раздельные подходы к каждому из этих нежелательных эффектов, так и комплексные технические решения, позволяющие исключить (или существенно ослабить) сразу два (например, коррозию и солеотложение или коррозию и биообрастание) или все три процесса [1 и 2]
Для ингибирования коррозии используют растворы солей щелочных, щелочноземельных или переходных металлов (полифосфаты, фосфаты, хроматы, нитраты, силикаты, бораты, бензоаты и др.) [3 и 4]
Однако полифосфаты подвержены гидролизу, полифосфаты, фосфаты, нитраты и нитриты способствуют биообрастаниям систем, многие соли не оказывают ингибирующего действия в воде с высокой жесткостью (или высоким солесодержанием), активны только при определенных значениях концентрации, некоторые из этих солей высокотоксичны. Иногда для усиления антикоррозионного действия используют смеси солей [3] Одной из наиболее эффективных смесей является смесь бихромата калия, полифосфата натрия (или фосфорной кислоты) и сульфата цинка [5 и 6]
Однако указанные смеси обладают многими недостатками индивидуальных соединений.
Для ингибирования коррозии используют растворы солей щелочных, щелочноземельных или переходных металлов (полифосфаты, фосфаты, хроматы, нитраты, силикаты, бораты, бензоаты и др.) [3 и 4]
Однако полифосфаты подвержены гидролизу, полифосфаты, фосфаты, нитраты и нитриты способствуют биообрастаниям систем, многие соли не оказывают ингибирующего действия в воде с высокой жесткостью (или высоким солесодержанием), активны только при определенных значениях концентрации, некоторые из этих солей высокотоксичны. Иногда для усиления антикоррозионного действия используют смеси солей [3] Одной из наиболее эффективных смесей является смесь бихромата калия, полифосфата натрия (или фосфорной кислоты) и сульфата цинка [5 и 6]
Однако указанные смеси обладают многими недостатками индивидуальных соединений.
В последние годы большое распространение получили органические ингибиторы коррозии, содержащие серные, азотные и кислородные функциональные группы [7, 8 и 9]
Хотя многие из этих ингибиторов обладают одновременно действием против солеотложения, они, в большинстве случаях, труднодоступны, дороги, токсичны, требуют предварительной обработки системы, способствуют развитию биообрастаний.
Хотя многие из этих ингибиторов обладают одновременно действием против солеотложения, они, в большинстве случаях, труднодоступны, дороги, токсичны, требуют предварительной обработки системы, способствуют развитию биообрастаний.
Для предотвращения солеотложения на технологическом оборудовании используют органические комплексоны [10 и 11] которые зачастую одновременно защищают и от коррозии. Наибольшее применение для ингибирования солеотложений нашли этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) [12] и гидроксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ) [13]
Однако эти вещества, обладая кислотными свойствами, слабо защищают металлы (особенно низкоуглеродистую сталь) от коррозии. Растворы этих кислот нестабильны в средах с высокой жесткостью и во многих случаях благоприятствуют биообрастаниям. Кроме того, ЭДТА является дорогим и дефицитным реагентом. Иногда комплексоны применяются в сочетании с другими веществами, относящимися к ингибиторам коррозии, например с полифосфатом натрия [14]
Однако такой способ защиты обладает основными указанными выше недостатками, характерными для полифосфатов и комплексонов.
Однако эти вещества, обладая кислотными свойствами, слабо защищают металлы (особенно низкоуглеродистую сталь) от коррозии. Растворы этих кислот нестабильны в средах с высокой жесткостью и во многих случаях благоприятствуют биообрастаниям. Кроме того, ЭДТА является дорогим и дефицитным реагентом. Иногда комплексоны применяются в сочетании с другими веществами, относящимися к ингибиторам коррозии, например с полифосфатом натрия [14]
Однако такой способ защиты обладает основными указанными выше недостатками, характерными для полифосфатов и комплексонов.
Для защиты водооборотных систем от биообрастаний помимо традиционных методов (хлорирование, озонирование, обработка гипохлоритом) широко используется способ обработки с применением биоцидов [15]
Однако большинство используемых биоцидов обладают следующими недостатками:
низкая растворимость в воде;
узкий спектр биоцидного действия;
высокая токсичность для высших животных и человека;
труднодоступность и дороговизна.
Однако большинство используемых биоцидов обладают следующими недостатками:
низкая растворимость в воде;
узкий спектр биоцидного действия;
высокая токсичность для высших животных и человека;
труднодоступность и дороговизна.
Известен способ биоцидной обработки воды с применением полигексаметиленгуанидина [16] Фосфат полигексаметиленгуанидина является высокоэффективным ингибитором коррозии [17]
Однако такой способ обработки водооборотных систем не защищает от солеотложения.
Однако такой способ обработки водооборотных систем не защищает от солеотложения.
Наиболее близким к изобретению является способ защиты водооборотных систем с использованием гидроксиэтилидендифосфоната цинка (ОЭДФЦ) [18] Это производное наиболее эффективно по сравнению с другими слоями ОЭДФ [19] оно действует в присутствии солей жесткости до 10 мг.экв/л [20]
Однако использование ОЭДФЦ для защиты обладает следующими недостатками:
обладая достаточным защитным эффектом от солеотложения, ОЭДФЦ защищает от коррозии в меньшей степени и обладает слабым биоцидным действием;
антикоррозионный эффект существенно проявляется в узком значении pH (5-6), с увеличением pH эффект ингибирования снижается;
при высокой жесткости ионы цинка вытесняются из комплексоната и эффект защиты от коррозии и солеотложения резко снижается;
соединения цинка относятся к высокотоксичным веществам.
Однако использование ОЭДФЦ для защиты обладает следующими недостатками:
обладая достаточным защитным эффектом от солеотложения, ОЭДФЦ защищает от коррозии в меньшей степени и обладает слабым биоцидным действием;
антикоррозионный эффект существенно проявляется в узком значении pH (5-6), с увеличением pH эффект ингибирования снижается;
при высокой жесткости ионы цинка вытесняются из комплексоната и эффект защиты от коррозии и солеотложения резко снижается;
соединения цинка относятся к высокотоксичным веществам.
Цель изобретения разработка способа защиты водооборотных систем одновременно от коррозии солеотложения и биообрастаний с высоким эффектом по каждому из указанных процессов.
Поставленная цель достигается путем введения в воду оборотной системы нового производного ОЭДФ полигексаметиленгуанидин гидроксиэтилидендифосфоната (ПГМГ ОЭДФ) формулы
Данное соединение образуется при действии ОЭДФ на основании полигексаметиленгуанидина в эквивалентном соотношении в водной среде. В результате реакции образуется гомогенный раствор с pH 4. Концентрация реагента в растворе определялась
по количеству взятых реагентов и растворителя;
по сухому остатку после выпаривания;
по определению производных полигексаметилен гуанидина [21]
по количеству фосфоната в пересчете на P2O5.
Данное соединение образуется при действии ОЭДФ на основании полигексаметиленгуанидина в эквивалентном соотношении в водной среде. В результате реакции образуется гомогенный раствор с pH 4. Концентрация реагента в растворе определялась
по количеству взятых реагентов и растворителя;
по сухому остатку после выпаривания;
по определению производных полигексаметилен гуанидина [21]
по количеству фосфоната в пересчете на P2O5.
Полученный водный раствор ПГМГОЭДФ доводился разбавлением водой до 20% и использовался для исследований. При обработке воды этим раствором эффективное ингибирование по всем трем показателям (коррозия, солеотложение, биообрастания) наблюдалось при концентрации ПГМГОЭДФ 10-20 мг/л. В концентрации ниже 10 мг/л наблюдается снижение ингибирующего эффекта по коррозии и солеотложению, а использование концентрации ПГМГОЭДФ выше 20 мг/л практически не дает улучшения антикоррозионного воздействия, несколько ухудшает эффект защиты от солеотложения и приводит к ненужному перерасходу реагента. Биоцидное действие оставалось эффективным до концентрации ПГМГОЭДФ в воде 1 мг/л.
Предлагаемый способ защиты водооборотных систем имеет следующие преимущества:
обработка оборотной воды по данному способу обеспечивает одновременно эффективную защиту от коррозии биообрастаний и солеотложений;
оба компонента, образующие ПГМГОЭДФ, являются малотоксичными (10, 22);
применение данного способа защиты не требует предварительной обработки воды (деаэрации, обессоливания, хлорирования и т.д.);
полигексаметиленгуанидин и ОЭДФ доступны на отечественном рынке, их использование дешевле ингибиторных программ зарубежных фирм;
в случае нарушения технологии осуществления данного способа защиты (например, при передозировке или недодозировке реагента) в системе не наблюдается аномального увеличения скорости коррозии, солеотложения или биообрастаний.
обработка оборотной воды по данному способу обеспечивает одновременно эффективную защиту от коррозии биообрастаний и солеотложений;
оба компонента, образующие ПГМГОЭДФ, являются малотоксичными (10, 22);
применение данного способа защиты не требует предварительной обработки воды (деаэрации, обессоливания, хлорирования и т.д.);
полигексаметиленгуанидин и ОЭДФ доступны на отечественном рынке, их использование дешевле ингибиторных программ зарубежных фирм;
в случае нарушения технологии осуществления данного способа защиты (например, при передозировке или недодозировке реагента) в системе не наблюдается аномального увеличения скорости коррозии, солеотложения или биообрастаний.
Возможность осуществления способа защиты водооборотных систем проверено на лабораторной установке, моделирующей оборотную систему, в которой для оценки скорости коррозии находились цилиндрические образцы из Ст.10 (d=8 мм, l= 60 мм), отшлифованные и обезжиренные с помощью толуола и этанола. Солеотложение оценивалось с применением нагревательного элемента площадью 30 см2 с удельной тепловой нагрузкой 100 кВт/м2. Биоцидное действие проверяли путем оценки количества бактерий в единице объема воды по тесту ТТС.
Продолжительность каждого испытания составляла 350 ч. Для испытаний была использована водопроводная вода с начальным солесодержанием 40-50 мг/л и содержанием ионов Ca2+ 4-10 мг/л. По мере работы модельной водооборотной системы происходило испарение воды, которое компенсировалось добавлением свежей водопроводной воды. Это приводило к увеличению жесткости и общего солесодержания, что, в конечном итоге, вызывало солеотложения на теплонагревательных поверхностях.
В отсутствии обработки воды ингибитором скорость коррозии образца составила 0,37 мм/год, солеотложение 193 г/м2 (достигнута жесткость воды 1,9 мг.экв/л), количество бактерий 108 бак/см3.
Пример 1. При введении в воду ПГМГОЭДФ в концентрации 20 мг/л скорость коррозии составила 0,021 мм/год, солеотложение 4 г/м2 (достигнутая жесткость за 350 ч 9,7 мг.экв/л), количество бактерий 104бак/см3.
Пример 2. В условиях примера 1, но при концентрации ПГМГОЭДФ 15 мг/л скорость коррозии 0,026 мм/год, солеотложение 6 г/м2, количество бактерий 105бак/см3.
Пример 3. В условиях примера 1, но при концентрации ПГМГОЭДФ 10 мг/л скорость коррозии составила 0,034 мм/год, солеотложение 6 г/м2, количество бактерий 105бак/см3.
Пример 4. В условиях примера 1, но при концентрации ПГМГОЭДФ 5 мг/л скорость коррозии составила 0,13 мм/год, солеотложение 34 г/м2, количество бактерий 105 бак/см3.
Пример 5. В условиях примера 1, но при концентрации ПГМГОЭДФ 1 мг/л скорость коррозии составила 0,32 мм/год, солеотложение 87 г/м2, количество бактерий 106 бак/см3.
Пример 6. В условиях примера 1, но при концентрации ПГМГОЭДФ 22 мг/л скорость коррозии составила 0,02 мм/год, солеотложение 4,6 г/м2, количество бактерий 103 бак/см3.
Антикоррозионный эффект дополнительно подтвержден коррозионно-электрохимическими исследованиями методом хроно-вольт-амперометрии (потенциостат ПИ-50-1М с программатором ПР-8, самописцем ЛКД-004 и электрохимической ячейкой ЯВС-2 с хлорсеребряным электродом сравнения и платиновым вспомогательным электродом). В качестве образцов использовали лопаточные электроды с поверхностью 1 см2 из Ст. 10, подготовленные, как описано выше. Эффект защиты от солеотложения дополнительно оценивался с использованием экспресс-методики, изложенной в (11, с. 37) с применением растворов Na2CO3, CaCl2, MgCl2, NaOH.
Источники
1. Балашов Е. В. и др. Некоторые вопросы совершенствования водообортных охлаждающих систем. Обзорная информация НИИТЭХим. M. 1990.
1. Балашов Е. В. и др. Некоторые вопросы совершенствования водообортных охлаждающих систем. Обзорная информация НИИТЭХим. M. 1990.
2. Дирей П. А. и др. Ингибирование аномальных процессов в системах водоснабжения. -Обзорная информация. НИИТЭХим. M. 1988.
3. Куделин Ю. И. и др. Защита от коррозии водоохлаждаемого оборудования. -Обзорная информация. НИИТЭХим. M. 1979.
4. Коррозия под действием теплоносителей, хладагентов и рабочих тел. -Справочное руководство. Л. Химия, 1988, c. 82-98.
5. Бергман Дж. Ингибиторы коррозии. M. Химия, 1966.
6. Старостин В. Г. и др. Исследование эффективности ингибитора коррозии на основе хроматополифосфата-цинка. Химическая промышленность, 1974, N 8, с. 30.
7. Акользин А. П. Противокоррозионная защита стали пленкообразователями. М. Металлургия, 1989, с. 192.
8. Робинсон Д. С. Ингибиторы коррозии. М. Металлургия. 1993, с. 272
9. Акользин П. А. Предупреждение коррозии оборудования технологического водо- и теплоснабжения. М. Металлургия, 1988.
9. Акользин П. А. Предупреждение коррозии оборудования технологического водо- и теплоснабжения. М. Металлургия, 1988.
10. Дятлова Н. М. и др. Комплексоны и комплексонаты металлов. М. Химия, 1988, с. 466.
11. Чапланов П. Е. и др. Ингибиторы отложения солей. -Тематический обзор. ЦНИИТЭНефтехим, 1989.
12. Маргулова Т. Х. и др. Очистка и защита поверхностей теплоэнергетического и технологического оборудования с помощью комплексонов. ЖВХО им. Менделеева, 1984, т.29, N 3, с. 95.
13. Кабачник М. И. и др. Оксиэтилидендифосфоновая кислота и ее применение. Химическая промышленность, 1975, N 4, с. 14-18.
14. Пономарева Л. В. и др. Ингибитор комплексного действия для систем оборотного водоснабжения. -Химия и технология воды, 1987, т.9, N4, с. 312-313.
15. Абалихина Т. А. и др. Микробиологические аспекты оборотного водоснабжения. -Обзорная информация. НИИТЭХим. М. 1988.
16. Авторское свидетельство СССР N 1773876 (C 02 Г 1/50) с приоритетом от 26.12.89. Кузнецов О. Ю. и др. Способ биоцидной обработки воды оборотных систем. Б.И.N 41, 1992.
17. Заявка на патент N 94025102/26 (024544). Уфимцев А. В. и др. Применение полигексаметиленгуанидин фосфата в качестве ингибитора коррозии.
18. Кузнецов Ю. И. и др. Защита низкоуглеродистой стали цинкфосфонатами. -Защита металлов. 1987, N 1, т. 23, с. 86.
19. Кузнецов Д. И. и др. Влияние катиона комплексообразователя на защиту стали ОЭДФосфонатами. Защита металлов. 1990, N 5, т. 26, с. 798.
20. Кузнецов Ю. И. и др. Влияние солей жесткости на защиту стали ОЭДФ цинка. -Защита металлов. 1988, N 3, т. 24, с. 389.
21. Малышева Л. Ф. и др. Фотометрическое определение в воде некоторых фунгицидных веществ с гуанидиновой функцией. Зав. лаборатория. 1985, N 5, с. 3-4.
22. Химическая энциклопедия, т.3. Изд-во Большая Российская энциклопедия. М. 1992, с. 1239.
Claims (2)
1. Способ защиты водооборотных систем от коррозии, солеотложения и биообрастаний путем добавления в оборотную воду производного гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения антикоррозионного и биоцидного действия, в качестве производного гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты используют полигексаметиленгуанидин гидроксиэтилидендифосфонат (ПГМГОЭДФ).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация ПГМГОЭДФ в оборотной воде составляет 10 20 мг/л.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95114109A RU2100294C1 (ru) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Способ защиты водооборотных систем от коррозии, солеотложения и биообрастания |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95114109A RU2100294C1 (ru) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Способ защиты водооборотных систем от коррозии, солеотложения и биообрастания |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95114109A RU95114109A (ru) | 1997-12-27 |
RU2100294C1 true RU2100294C1 (ru) | 1997-12-27 |
Family
ID=20171076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95114109A RU2100294C1 (ru) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | Способ защиты водооборотных систем от коррозии, солеотложения и биообрастания |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2100294C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2304084C2 (ru) * | 2005-09-06 | 2007-08-10 | Федор Федорович Чаусов | Способ ингибирования солеотложений |
MD307Z (ru) * | 2010-04-27 | 2011-07-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Ингибитор коррозии стали в воде |
RU2442810C1 (ru) * | 2010-08-16 | 2012-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | Способ получения противокоррозионного пигмента |
RU2494049C2 (ru) * | 2008-01-22 | 2013-09-27 | Деквест Аг | Способ обработки воды |
RU2499083C1 (ru) * | 2012-04-20 | 2013-11-20 | Фёдор Фёдорович Чаусов | Способ защиты стального оборудования от коррозии в водных средах |
-
1995
- 1995-08-04 RU RU95114109A patent/RU2100294C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Кузнецов Ю.И. и др. Защита низкоуглеродистой стали цинкфосфонатами. Защита металлов, 1987, т.23, N 1, с.86. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2304084C2 (ru) * | 2005-09-06 | 2007-08-10 | Федор Федорович Чаусов | Способ ингибирования солеотложений |
RU2458867C2 (ru) * | 2005-09-06 | 2012-08-20 | Федор Федорович Чаусов | Способ ингибирования солеотложений |
RU2494049C2 (ru) * | 2008-01-22 | 2013-09-27 | Деквест Аг | Способ обработки воды |
MD307Z (ru) * | 2010-04-27 | 2011-07-31 | Институт Прикладной Физики Академии Наук Молдовы | Ингибитор коррозии стали в воде |
RU2442810C1 (ru) * | 2010-08-16 | 2012-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КНИТУ") | Способ получения противокоррозионного пигмента |
RU2499083C1 (ru) * | 2012-04-20 | 2013-11-20 | Фёдор Фёдорович Чаусов | Способ защиты стального оборудования от коррозии в водных средах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0046139B1 (de) | Verwendung von Triazincarbonsäuren als Korrosionsinhibitoren für wässrige Systeme | |
DE69110550T2 (de) | Verfahren zur Kesselsteinbekämpfung in wässerigen Systemen. | |
US4606890A (en) | Process for conditioning metal surfaces | |
US4351796A (en) | Method for scale control | |
US4277359A (en) | Water treatment to inhibit corrosion and scale and process | |
EP0714859A2 (en) | Methods for controlling scale formation in aqueous systems | |
US3941562A (en) | Corrosion inhibition | |
DE4035964A1 (de) | Verfahren zur ermittlung der konzentration eines aktiven bestandteils in einem waessrigen system | |
EP0118395A2 (de) | Verfahren zur Inhibierung der Korrosion von Metalloberflächen und/oder der Kesselsteinablagerung darauf | |
CN1280606A (zh) | 氢化苯并***衍生物腐蚀抑制膜的形成方法 | |
CA2044885A1 (en) | Alkylbenzotriazole compositions and the use thereof as copper and copper alloy corrosion inhibitors | |
EP1208248B1 (en) | Corrosion inhibition method suitable for use in potable water | |
Chirkunov et al. | Corrosion inhibitors in cooling water systems | |
US3668138A (en) | Method of inhibiting corrosion with amino diphosphonates | |
DE60005954T2 (de) | Verfahren zur inhibierung der korrosion von kupferoberflächen | |
DE3620018A1 (de) | Korrossionsinhibitor | |
RU2100294C1 (ru) | Способ защиты водооборотных систем от коррозии, солеотложения и биообрастания | |
US5326478A (en) | Methods for controlling scale formation in aqueous systems | |
DE69225669T2 (de) | Zusammensetzung und Verfahren zur Kesselstein- und Korrosionsinhibierung, unter Verwendung von Naphtylaminpolykarbonsäuren | |
EP0609590A1 (en) | Method for inhibiting corrosion of metals using polytartaric acids | |
Galkina | Corrosion rates in water-circulation systems at coke plants | |
RU2702542C1 (ru) | Ингибитор коррозии и накипеобразования для применения в системах оборотного охлаждения электростанций или других промышленных предприятий | |
RU2693243C1 (ru) | Ингибитор коррозии и накипеобразования для обработки воды теплосетей и других теплофикационных систем | |
US6416712B2 (en) | Corrosion inhibition method suitable for use in potable water | |
RU2128628C1 (ru) | Способ ингибирования коррозии и отложений в водооборотных системах |