| Summary: | Проект спрямований на розвиток наукових положень та створення способів захисту від корозії сталевого обладнання та трубопроводів при виробництві і постачанні теплової енергії генераторами нового покоління з підвищеним ККД та зниженими витратами природного газу. Досліджено електрохімічну поведінки сталі в модельних умовах контактного нагріву води. Показано, що підвищення температури, концентрації вуглекислого газу, введення перемішування приводять до зростання швидкості корозії, яка не гальмується в часі на відміну від корозії у воді з природним вмістом СО2. Визначено залежність рН води від концентрації СО2, який являє собою основний корозійний фактор. Виявлено, що використання магнієвого захисту дозволяє зменшити швидкість корозії сталі в 3 рази, проте захисний струм виявляється занадто великим – 250 мА в лабораторних умовах. Розчинення цинкового анода дещо збільшує ступінь захисту, однак процес не є стабільним через пасивацію цинку внаслідок утворення на його поверхні малорозчинних карбонатних сполук. Збільшення ефективності магнієвого захисту було досягнуто введенням у воду неорганічного інгібітору – Са(ОН)2. При цьому відбувається нейтралізація вільної вугільної кислоти, збільшення рН та утворення осаду карбонату кальцію з переважною структурою арагоніту. Випробування в промислових умовах показали, що така комбінація дозволяє знизити швидкість корозії при експлуатації КВН від 2 до 0,15 мм/рік. Знайдено ефективний органічний інгібітор ІКВС-2, який при концентрації 100 – 150 мг/дм3 забезпечує гальмування корозії сталі у воді в десятки разів. З метою зменшення захисної концентрації інгібітору розроблено новий комбінований спосіб захисту сталі від корозії, який полягає у введенні в розчин інгібітору ІКВС-2 (30 мг/дм3) і одночасному анодному розчиненні цинку струмом 30 мА. Виявлено синергізм цих гальмуючих факторів. Використання розробленого способу знижує швидкість корозії в 50-100 разів (від 2 до 0,02 мм/рік), запобігає локальній корозії і має післядію при зменшенні концентрації інгібітору та струму розчинення анода. На основі проведених досліджень та лабораторних випробувань розроблені рекомендації для промислового впровадження нових способів захисту сталі від корозії. The electrochemical behavior of steel in a model of contact water heating was investigated. It was shown that the increase in temperature, carbon dioxide concentration, the application of stirring lead to an increase in corrosion rate, which is not inhibited in time unlike corrosion in the water with natural CO2 content. The dependence of pH on the concentration of CO2 was established, which is the main corrosion factor. It was revealed that the application of magnesium protection reduces the corrosion rate of steel in 3 times, but the protective current is too high - 250 mA in the laboratory conditions. Dissolution of zinc anode slightly increases the degree of protection, but the process is not stable due to passivation of zinc because of the formation of insoluble carbonate compounds on the surface. An increase in the magnesium protection efficiency was achieved with the introduction of inorganic inhibitors - Ca (OH)2 into water. This leads to neutralization of free carbonic acid, increasing the pH and formation of calcium carbonate precipitate with primary structure of aragonite. Tests in industrial conditions showed that the application of such a combination can reduce the corrosion rate in the conditions of contact water heaters operation from 2 to 0.15 mm/year. An effective organic inhibitor IKVS-2 was found, which at a concentration of 100 - 150 mg/dm3 provides tenfold corrosion inhibition of steel in the water. In order to reduce the protective concentration of inhibitor a new combined method of steel corrosion protection was developed, which consists in the injection of IKVS-2 inhibitor into the solution (30 mg/dm3 concentration) and the simultaneous dissolution of zinc anode with current of 30 mA. Synergy of these inhibitory factors was revealed. Using this method reduces the corrosion rate in 50-100 times (from 2 to 0.02 mm/year), prevents local corrosion and has a residual effect when inhibitor concentration and anodic dissolution current are reduced. Based on the conducted investigations and laboratory tests the recommendations for the industrial implementation of new steel corrosion protection methods were developed. Initial data for the development of corrosion protection units for heat distribution systems with contact water heating were formulated. Проект направлен на развитие научных положений и создание способов защиты от коррозии стального оборудования и трубопроводов при производстве и снабжении тепловой энергией генераторами нового поколения с повышенным КПД и сниженными затратами природного газа. Исследовано электрохимическое поведение стали в модельных условиях контактного нагрева воды. Показано, что повышение температуры, концентрации углекислого газа, введение перемешивания приводят к возрастанию скорости коррозии, которая не замедляется во времени в отличие от коррозии в воде с естественным содержанием СО2. Определена зависимость рН воды от концентрации СО2, который представляет собой основной коррозионный фактор. Выявлено, что использование магниевой защиты позволяет уменьшить скорость коррозии стали в 3 раза, однако защитный ток оказывается слишком большим - 250 мА в лабораторных условиях. Растворение цинкового анода несколько увеличивает степень защиты, но процесс является нестабильным из-за пассивации цинка вследствие образования на его поверхности малорастворимых карбонатных соединений. Увеличение эффективности магниевой защиты было достигнуто введением в воду неорганического ингибитора - Са(ОН)2. При этом происходит нейтрализация свободной угольной кислоты, увеличение рН и образование осадка карбоната кальция с преобладающей структурой арагонита. Испытание в промышленных условиях показали, что такая комбинация позволяет снизить скорость коррозии при эксплуатации КВН от 2 до 0,15 мм/год. Найден эффективный органический ингибитор ІКВС-2, который при концентрации 100 - 150 мг/дм3 обеспечивает торможение коррозии стали в воде у десятки раз. С целью уменьшения защитной концентрации ингибитора разработан новый комбинированный способ защиты стали от коррозии, который состоит в введении в раствор ингибитора ІКВС-2 (30 мг/дм3) и одновременном анодном растворении цинка током 30 мА. Выявлен синергизм этих тормозящих факторов. Использование разработанного способа снижает скорость коррозии в 50-100 раз (от 2 до 0,02 мм/год), предотвращает локальную коррозию и имеет последействие при уменьшении концентрации ингибитора и тока растворения анода. На основе проведенных исследований и лабораторных испытаний разработаны рекомендации для промышленного внедрения новых способов защиты стали от коррозии.
|
|---|