Файл: Ингибиторы коррозии металлов сборник трудов..pdf

Таблица 2

Скорость коррозии стали 20 в 7% растворах HCI-f-0,25% ПБ—5-j-0,5% уротропина, содержащих добавки фторидов ( т = 10 час, t = 75°С, W = 1 м.сек)

I Скорость коррозии стали 20 (г/м2. час) в 7% мнгибиравадиом

Результаты исследования скорости растворения диоксида крем­ ния в кислых и щелочных растворах фторидов представлены в табл. 3, 4.

'Как видно из табл. 3, в 2% растворе едкого натра добавки ни одного из исследуемых фторидов не способствуют увеличению ско­ рости растворения диоксида кремния. В 1%-ном растворе NaOH фториды натрия и аммония также не влияют на количество крем­ некислоты, перешедшей в раствор. Однако кислые фториды калия о, в особенности, аммония значительно интенсивнее растворяют ди­

123

оксид кремния, чем средние соли. Максимум растворимости Si02 наблюдается при концентрации гидрофторида — 3%.

В 7%-ном растворе соляной кислоты действие фторидов более эффективно. Как следует из табл. 4, в присутствии фторидов кон­ центрация растворенной кремпекислоты резко возрастает, в тем большей степени, чем выше содержание фторида в исследуемом растворе. Природа аниона соли (средняя или кислая соль), а так­ же природа катиона практически не влияют на интенсивность растворения Si02.

Таким образом, введение фторидов в солянокислый раствор эф­ фективнее способствует растворению Si>02, чем добавки этих же со­ лей к 1% раствору NaOIT, поэтому при химических очистках обо­ рудования от кремнистых накипей более целесообразно, по-види­ мому, вводить фториды только во второй — кислотной стадии про­ мывки. Интересно отметить также, что гпдрофторид аммония (в от­ личие от NaF, NH4F и KHF2) дает неплохие результаты по раство­ рению Si02 и в щелочном растворе, в связи с чем и были постав­ лены последующие опыты па эксплуатационных отложениях.

Удаление отложений проводилось в 2 стадии: Первая стадия - щелочение 1% раствором NaOH в течение 10 часов при t = 97°С, для предварительного разрыхления отложений. Вторая стадия - непосредственно кислотная промывка ингибированным 7% рас­ твором НС1 при t = 75°С. Добавки фторидов аммония и натрия (3%) вводились либо в раствор щелочи (тогда кислотная промыв­ ка проводилась без фторидов), либо в раствор кислоты (щелоче­ ние —: без добавок фторидов). Во время кислотной стадии визу­ ально отмечалось время полного удаления отложений (если этого удавалось достичь).

Полученные данные показали, что в отсутствие фторидов пол­ ная очистка поверхности была достигнута после щелочения и 5-ти часовой кислотной промывки (т).

124

Добавление 3% фторида натрия в щелочной раствор и в рас­ твор соляной кислоты не приводит к сокращению времени отмывки отложений.

Однако использование NH4F и особенно NH4HF2 дает неплохие результаты. При введении NH4F (3%) в кислотной стадии полная очистка поверхности происходит за 2 часа, а при добавлении гидро­ фторида аммония в стадии щелочения время последующей кислот­ ной отмывки составляет 2,5 часа.

Наиболее эффективным оказалось введение гидрофторида ам­ мония (3%), в ингибированный раствор соляной кислоты, это спо­ собствовало сокращению времени кислотной обработки до 1 часа

45 мни.

Вы в о д ы

1.Показано, что стимулирующее действие фторидов (NaF, NH4F, NH4HF2, KHF2) на растворение одного из основных компо­ нентов кремнистых отложений — Si02, значительно сильнее прояв­

ляется в кислой среде (7% НС1), чем в щелочной (1—2% NaOH). 2. Показано, что введение 1—'5% фторидов в 7,% ингибирован­ ный раствор соляной кислоты не влияет на скорость коррозии ос­

новного металла (сталь 20).

3. Установлено, что при химическом удалении реальных эксплуа­ тационных отложений, содержащих ~30% Si (в пересчете на SIO2) наиболее эффективно применение гидрофторида аммония при кис­ лотной стадии промывки.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Химические очистки теплоэнергетического оборудования. Под род. Маргуловой Т. X., изд. «Энергетика», М., 1969.

2.Б. В. Некрасов. Основы общей химии, 2, изд. «Химия», М., 1965.

3.И. Н. Путилова, С. А. Балезин, В. П. Баранник. Ингибиторы коррозии ме­ таллов, Госхимиздат, М., 1958.

4.Методики химического контроля при промывках теплоэнергетического обору­ дования БТИ ОР.ГРЭС, М., 1967.

5.Г. Шарло. Методы аналитической химии. Изд. «Химия», М.-Л., 1965.

Н. И. ШАДРИНА, Ф. S. ГЛИКИНА, И. А. БЫЧКОВА

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫРАБОТКИ ИНГИБИТОРОВ В РАСТВОРАХ МОНОАММОНИЙЦИТРАТА В ПРОЦЕССЕ

УДАЛЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ

Для выявления механизма действия ингибиторов немаловажное значение имеет определение выработки ингибиторов в процессе взаимодействия кислот с металлами и их окислами.

125

ных растворах мопоа.ммоиийцитрата при температуре 96—98°С. Ис­ ходная концентрация колебалась в'пределах 0,012—0,017% для каптакса и 0,08—0,1% для ОП-7. Длительность опытов равнялась, б час., периодичность определения ингибиторов — 1 часу для пото­ ка и 2 час. в статических условиях. (В связи с меньшим объемом: раствора).

В первой серии опытов в раствор помещали по два образца ста­ ли 20 — зачищенные пластинки. (Кривые 1 на рис. 1 а и 6).

Во второй серии опытов помимо двух зачищенных пласти­ нок в растворе нахо­ дились дза образца с железоокисиыми от­ ложениями. (Кри­ вые 2 на рис. 1 а

иб).

Втретьей серин

опытов число образ­ цов с железоокисными отложениями бы­ ло увеличено до че­ тырех. (Кривые 3 на рис. 1 а и б).

В четвертой се­ рии по сравнению с третьей два образна с железооки сны-ми отложениями были заменены на два с железомедист ы м и. (Кривые 4 на рис. 1 а

и -б).

Загрязненно с т ь образцов с железоокисными отложе­ ниями составляла

250—300 г/л/2, отло­ жения на 85—95% состояли из окислов

Рис. 1. Выработка каптакса (а) и ОП-7 (б) в условиях движения раствора моноаммонийцитрата при его контакте с образцами

/—две зачищенные пластинки стали 20- 2—две зачищенные пластинки стали 20 и два образца с железоокисиыми отложениями; 3—две зачищенные пластинки стали 20 и- четыре образца с железоокисиыми отложениями; 4—две зачищенные пластинки ста­ ли 20, два образца с железоокисиыми отложениями и дза с железомедистыми

12Г

железа. Величина железомедистых отложений достигала 500— 700 г/м2 при следующем составе отложений: Si02 — 5,46%, Fe20 3—

На рис. 1 (а п б) представлено изменение концентрации каптакса и ОП-7 в опытах с циркуляцией раствора относительно поверх­ ности. Во всех опытах наблюдалось снижение концентрации инги­ биторов во времени, особенно заметное в первые 1—2 часа. В по­ следующие 3—4 часа омыта концентрация ингибиторов стабилизи­ ровалась. В опытах с двумя зачищенными пластинками снижение концентрации каптакса и ОП-7 происходило в меньшей степени, чем при наличии в растворе образцов с отложениями. С увеличе­ нием числа образцов выработка ингибиторов увеличивается. (Срав­ нение кривых 2—4. с кривой 1 и кривых 3—4 с кривыми 1—2).

Для статических условий получены аналогичные зависимости, однако падение концентрации каптакса происходит более резко. В опытах с железоокисными отложениями каптакс не обнаружива­ ется через два часа в присутствии четырех образцов и через четыре часа в присутствии двух.

Объяснить это только меньшим соотношением объема раствора к поверхности, характеризующим статические условия, нельзя, так как в этих же условиях при циркуляции раствора изменение кон­ центрации ОП-7 происходит примерно с одинаковой интенсивно­ стью до одного и того же значения. Влияние состава отложений на выработку ингибиторов проявилось в неподвижных растворах, для которых срабатывание каптакса значительнее при удалении железоокисных отложений, чем железомедистых.

Результаты лабораторных исследований подтверждены замером концентрации ингибиторов при проведении промышленной промыв­ ки. Так при циркуляции водных растворов ингибиторов по контуру, представляющему сложную систему труб, концентрация каптакса определялась равной 0,027%, а ОП-7 — 0,16%. При введении же в контур органических кислот (уксусной и муравьиной), сопровож­ даемом появлением в .растворе ионов Fe2% концентрация ОП-7 сни­ зилась до 0,08—0,1%, каптакс перестал определяться аналитически. При дополнительном введении каптакса в этот же раствор опреде­ ление его не вызывало затруднений.

'Какова же причина снижения концентрации ингибиторов?

На наш взгляд выработку ингибиторов невозможно объяснить только адсорбцией их на поверхности металла, так как она различ­ на при одной и той же величине поверхности контактирующего с

128