Раствор для пассивации стали

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистичесникРеслублии п 939594(22) Заявлено 04.0780 (21) 2952306/22-02с присоединением заявки М 511 М. Кп. С 23 Г 9/00С 23 Р 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий,2(088.8) Опубликовано 30.06,82. Бюллетень М 24 Дата опубликования описания 30. 06. 82Ю.Я.Харитонов, А.П.Акользин и Л.Н.МорозоваМосковский ордена Ленина и ордена фудовбгоКрасного Знамени химико-технологический .институтМим. Д.И.Менделеева(54) РАСТВОР ДЛЯ ПАССИВАЦИИ СТАЛИ Изобретение относится к защите от коррозии оборудования из стали, в частности, к растворам для пассивации и ингибирования поверхности стали.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является раствор для пассивации поверхности стали, содержащий гидрооксид натрия. Формирование плейки обусловлено пассивацией поверхности стали ионами ОН , образующимися при диссоциации щелочи (1).Однако пленка существует лишь в растворах, содержащих ионы ОН , так как практически не обладает после- действием (время последействия не превышает 8 ч), а также легко разрушается в присутствии хлоридов, сульфатов и СО,1), максимально допустимые концентрации С 2 и Яб не превышают 20-40 мг/л. Избыточные концентрации МаОН приводят к щелочному охрупчиванию. Цель изобретения - повышение защитного действия получаемого покрытия и обеспечение защиты поверхности в присутствии иОнов депассиваторов,Указанная цель достигается.тем,- что в растворе для пассивации ста.ли, содержащем гидрооксид металла, он в качестве гидроокиси металла содержит 0,6-0,8 г/л гидрооксида кальция. В отличие от растворов гидрооксида натрия защитный эФфект в растворах Са(ОН)1 достигается вследствиеодновременного образования на стализащитных пленок и пассивации. Пассивация осуществляется находящимсяв воде молекулярным кислородом и 15 группами ОН раствора.Защитные пленки образуются иэсложных комплексов, в состав которых входят соединения Ге Я ), Са, атакже анионы СОЯО 4 , ОЙИсточником соединений Ре(Ц) являются продукты коррозии, имеющиеся на поверхности стали. Ионы С 03и ЯФ присутствуют в воде, на которой Готовится раствор Са(ОН)0 . Для 25 приготовления растворов может бытьиспользована как природная вода,содержащая бикарбонаты и сульфаты,так и химически обессоленная. Впоследнем случае присутствие ани онов обусловлено поглощением водойРаствор Са(ОН)1 (0,600 г/л) + МаСР (0,700 г/л)Са(ОН)1 (0,600 г/л) + Ма ЯО, (0,864 г/л)МаОН (0,648 г/л) + МаСР (0,700 г/л)МаОН (0,684 г/л) + МаЯО (0,860 г/л) 0,003 0,002 0,020 0,015 кислых составляющих атмосферноговоздуха.Концентрации Са(ОН) ниже 0,6 г/лне обеспечивают полной защиты сталиот коррозии, увеличение концентрациисверх предела 0,8 г/л нецелесообразно 5так как защитный эфир остается практически постоянным.Практическое осуществление способа поясняется примером 1, проверказащитных свойств пленок н растворах 1 Охлоридов и сульфатов и определениеэффекта последействия описаны в при,мерах 2 и 3,П р и м е р 1. Пластинчатый образец иэ Ст 20 с площадью поверхности 10 см 1 и весом 6,4328 г погружают в раствор Са(ОН)1 с концентрацией 0,600 г/л и выдерживают 360 ч.Температура раствора 24 ф 0,5 О С. Послеокончания эксперимента образец вынимают из раствора, очищают от продуктов коррозии промывают дистиллированной водой, высушивают при 50 С и взвешивают. Вес образца после опыта составляет 6,4327 г. Скорость коррозиистали определяют по формулеР - РЯ Ргде К - скорость (показатель) коррозии, г/мч;30Р - вес образца после опыта,г;Р - нес образца до опыта, г;площадь поверхности образца, м;Г - время выдержки образца врастворе , ч.Скорость коррозии образца н растворе 0,600 г/л Са(ОН)1, определенн 1 аяло формуле, составляет 0,0003 г/м ч.В условиях, описанных выше, определяют также скорость коррозии образцов н растворах Са(ОН) с .концентрациями 0,400 у 0,600 р О, 800 р 1,000 г/ли в растворах МаОН с концентрацией0,432 р 0,648 р 0,864 р 1,080 г/л (соответствующие концентрации МаОН иСа(ОН)1 эквиналентны друг другу).Результаты экспериментов представлены в табл.1. 50 П р и м е р 2. Для определения влияния ионов депассинаторов (хлоридов и сульфатон) на защитные свойства растворов Са(ОН)1 н отношении углеродистой стали один пластинчатый образец из Ст 20 с площадью поверхности 10 см и весом 6,4421 г погружают в раствор, содержащий 0,600 г/л Са(ОН)1 и 0,700 г/л МаС 0, а второй образец с площадью поверхности 10 см и весом 6,4884, погружают в раствор, содержащий О, 600 г/л Са(ОН)1 и О, 860 г/л Ма 1 ЯО 4. Образцы выдерживают н растворах при 24+0,5 С в течение 360 ч, после чего вынимают из растворон, очищают от продуктов коррозии, промывают дистиллированной водой, высушивают при 50 С и взвешивают. Вес первого образца после опыта составляет 6,4410, а второго 6,4874 г.Скорость коррозии определяют по формуле, представленной в примере 1. В условиях примера 2 определяют скорость коррозии образцов также в растворах 0,684 г/л МаОН+0,700 г/л МаСР и 0,684 г/л МаОН+ 0,860 г/л Ма 1804Результаты экспериментов представлены в табл.2.939594 Таблица 3 Скоростькоррозии 15в водо- проводной воде,г/м ч Концентрация раствора, г/л Раствор дляформированияпленок 0,009 0,040 0,600 0,648 Са (ОН)Наон 25 Составитель М.ЩербаковаТехред И. Гайду Кэрректор В.Синицкая Редактор И.Ковальчук Заказ 4605/42 Тираж 1053 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 П р и м е р 3. Для определения длительности эффекта.последействия образцы Ст 20 с пленками, сформированными в условиях примера 1 врастворах Са(ОН)л /0,600 г/л иЩОН (0,648 г/л), помещают в водо водную воду на.360 ч при 24+0,5 С.Скорость коррозии образцов определяют в соответствии с методикой и формулой, представленной в примере 1.Результаты экспериментов пред ставлены в табл,3. Как следует из анализа результатов, полученных в условиях примеров 1-3, в растворах Са(ОН)1 скорость коррозии стали значительно ниже (в ряде случаев - на порядок), чем в растворах ИаОН. Практически полное торможение коррозионных процессов достигается в растворе Са(ОН) с концентрацией 0,600-0,800 г/л, В растворах ВаОН эквивалентных концентраций коррозия протекает интенсивно. В присутствии анионов СЕ и БО , обладающих наиболее высокой коррозионной агрессивностью, использование Са(ОН)1 в целях защиты 40 стали также значительно эффективнее,чем МаОН. К преимуществам Са(ОН)дследует отнести и то, что под действием растворенного СО 1 защитныесвойства гидрооксида кальция повышаются за счет эффекта образованияна стали слоя карбонатов и основных солей кальция. Эффективностьзащитного действия НаОН под влиянием СО 1 снижается. Пленки, полученные в растворах Са(ОН)2, имеют.значительно большую продолжительностьзащитного действия, чем пленки,сформированные. в растворах НаОН.Использование Са(ОН)1 взаменНаОН имеет существенный экономический эффект: стоимость 1 т Са(ОН)составляет 4 руб а 1 т НаОН -140 руб. Са(ОН)1 является отходоммногих химических производств.Растворы Са(ОН) могут быть использованы, в частности, для предупреждения коррозии теплоэнергетическогооборудования (расходных баков, баков-аккумуляторов, котлов) и аппаратов химической промышленности впериод простаивания и ремонтовСа(ОН)1 безвреден для человека и окружающей среды, утилизация не представляет трудностей,Формула изобретенияРаствор для пасснвации стали, содержащий гидрооксид металла, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения защитного действия получаемого покрытия и обеспечения защитыповерхности в присутствии ионовдепассиваторов, он в качестве гидрооксида металла содержит 0,6-0,8 г/лгидрооксид кальция,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Брегман Д. Ингибиторы коррозии, М.-Л., Химия, 1966, с. 59