Файл: Жидкие азотные удобрения..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 61

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

NH4NO3 представляет большой интерес. Путем рентгено­ графического анализа было установлено, что черная пленка, образующаяся на металле в 40%-ном растворе NH4NO3 при 20 °С, состоит из у-Ре20з-Н20. На металле, погруженном в раствор аммиачной селитры и аммиака, появляется бледно-зеленый или серый осадок9, который, очевидно, представляет собой12 комплексную соль [Fe(NH3)6] (N03)2. При этом раствор окрашивается

« г

 

чт -

;

ш о -

Потери массы , г/м *

Продолжительность, ч

 

 

 

 

Рис. Ш-5. Зависимость кор­

Рис. Ш-6. Зависимость скорости кор­

розии стали марки Ст. 3 в

розии активированной и неактивиро­

растворах, содержащих 40%

ванной стали марки Ст. 3 в 60%-ном

NH4NO3 и различные коли­

растворе

NH4N 03

от

концентрации

чества NH3, от продолжи­

аммиака

при 20 °С

(продолжитель­

тельности

испытаний

при

ность испытаний

100 ч)9:

/ — при

5%

20 °С9:

10%;

/ — активированная сталь;

2 — неактивиро­

NH3;

2 — при

 

ванная сталь.

3 — при

20%;

4 — при

15%;

 

 

 

 

5 — при 25%; 6 — при 40%NH4NO3

 

 

 

 

 

(без

аммиака).

 

 

 

 

 

в бледно-зеленый цвет. Полагают, что анодный процесс при корро°ни улеродис~ой стали в растворе аммиачной селитры с примесью аммиака протекает по ре жции9 :з_16

Fe 4 6NH3 -----v [Fc(NH3)6J2- т е

Следовательно, с увеличением концентрации аммиа­ ка в растворе анодный процесс должен ускоряться.

66


В отношении катодного процесса необходимо учиты­ вать, что в связи с образованием комплексных железо­ аммонийных ионов концентрация ионов Fe2+ в растворе - резко понижается, вследствие чего стационарный потен­ циал стали сдвигается в отрицательном направлении.

В этих условиях восстановление ионов N03, которое яв­ ляется основным катодным процессом, не останавливает­ ся на образовании нитрит-ионов NOs, а протекает глуб­ же 9-15, вплоть до образо­

вания аммиака.

 

 

 

 

 

 

 

Добавление до 25% ам­

 

 

 

 

миака к 20 %- и 40%-ному

 

 

 

 

растворам

 

карбамида

не

 

 

 

 

оказывает

 

 

значительного

 

 

 

 

влияния на скорость корро­

 

 

 

 

зии углеродистой

стали

при

 

 

 

 

20°С. В этих условиях да­

 

 

 

 

же при активировании по­

 

 

 

 

верхности

 

стали

скорость

 

 

 

 

коррозии

 

не

превышает

 

 

 

 

0,02 мм/год. Однако

при

 

 

 

 

35 °С в растворе

карбамида

 

 

 

 

с добавлением 15% аммиа­

 

 

 

 

ка и более скорость корро­

 

 

 

 

зии

может

 

возрасти

до

Рис. III-7. Зависимость скоро­

-1 мм/год

выше).

Такое

сти

коррозии

активированной

отрицательное

влияние

ам­

стали марки Ст. 3 в растворах,

содержащих

40%

NH4NO3+

миака

при

 

35 °С

больше

+ 20% CO(NH2)2,

от количе­

сказывается

 

на

активиро­

ства

добавленного

аммиака

ванной поверхности

стали,

(продолжительность испытаний

но и при

неактивированной

 

100 ч).

 

поверхности

также

иногда

 

 

 

 

наблюдается сильное ускорение коррозии. Значительное стимулирующее действие аммиака на

коррозию углеродистой стали отмечается и в тройных аммиакатных растворах, содержащих и аммиачную се­ литру, и карбамид. На рис. И1-7 и в табл. II1-7 при­ ведены данные о влиянии аммиака на коррозию 'стали марки Ст. 3 в водных растворах аммиака, содержащих

40% NH4NO3 и 20% CO(NH2)2- Добавление 0,5% ам­ миака вызывает заметное снижение скорости коррозии при 20 °С и в меньшей степени при 35 °С. Однако при добавлении 1% NH3 на активированной стали уже на-

5*

67


блюдается ускорение коррозии, а при добавлении 1,5% NH3 ее ускорение отмечается даже на неактивиро­ ванной поверхности металла. Максимум коррозии в этих растворах наблюдается при содержании 5—10% аммиа­

ка*.

Увеличение

содержания

карбамида приводит

к

Т а б л и ц а

Ш-7.

Влияние аммиака на коррозию углеродистой

 

 

стали марки Ст. 3 б водных растворах аммиака,

 

 

содержащих 40% NH4N03 и 20% CO(NH2)2

 

 

 

 

(продолжительность испытаний 100 ч)

 

 

 

 

 

 

Средняя скорость коррозии, мм/год

 

 

Концентрация

 

при 20 °С

при 35 °с

 

 

 

 

 

 

 

NH3, вес. %

полное

полупогруже-

полное погруже­

полупогруже-

 

 

погружение

ние

ние

ние

 

 

Не а к ти в и ро в а и и а я п о в е р х н о с т ь

 

 

0

0,0

0,36

0,31

 

 

0,5

<0,01

<0,01

0,01—0,25

. <0,01

 

 

1,0

<0,01

0,01

< 0,01 —0,11

<0,01

 

 

1,5

0,01

<0,01

0,09—0,66

<0,01

 

3,0

<0,01

<0,01

2,1

<0,01

 

5,0

5,9

 

<0,01

—•

—•

 

10,0

<0,01

2,6

 

15,0

1,69

1,4

 

 

 

 

 

 

 

 

20,0

0,77

0,59

0,78

0,75

 

25,0

4,7

 

3,3

 

 

А к т и в и р о в а н н а я п о в е р х н о с т ь

 

 

 

0

1,5

 

0,91

2,3

1,3

 

0,5

0,01

 

0,02

0,80

0,44

 

 

1,0

0,02—5,7

0,02—3,4

1,7

0,94

 

 

1,5

0,02

0,02

3,3

1,6

 

3,0

0,01

 

0,01

3,2

4,8

 

 

5,0

6,6

 

<0,01

7,7

4,9

 

10,0

2,4

 

2,4

8,2

7,2

 

15,0

1,0

 

1,3

 

20,0

0,78

3,7

0,87

4,3

 

25,0

0,8

 

3,3

0,93

4,3

 

* Следует отметить, что в паровой фазе скорость коррозии,

даже

катодно

активированных образцов, значительно

меньше,

а

с увеличением продолжительности испытаний она заметно тормо­ зится16. Скорость коррозии при таких испытаниях вполне допусти­ мая. В работе16 указывается на то, что значительная коррозия наблюдается на катодно активированных образцах углеродистой

стали, если они находятся в основном в

паровой фазе и

лишь

концы их погружены в раствор

аммиаката

[16—22% NH3,

58—

67% NH4NO3, 0-11% CO(NH2)2],

 

 

 

68


уменьшению защитного действия небольших количеств аммиака (проверено на растворе, содержащем 40% NH4NO3 и 38% CO(NH2)2).

Защита от коррозии

Основными средствами защиты от коррозии обору­ дования из углеродистой стали, соприкасающегося с жидкими удобрениями аммиакатного типа, являются: ингибиторная защита, защитные покрытия и электрохи­ мическая защита.

Известно довольно большое количество публикаций

ипатентов, в которых рекомендуются различные инги­ биторы коррозии углеродистой стали в аммиакатах17-20. Нами было исследовано21 около тридцати неорганических

иорганических ингибиторов, в том числе гексаметафос­ фат и нитрит натрия, уротропин, тиомочевина, тиоцианат

аммония, опытные партии ингибиторов на основе полифосфатного стекла, органические соединения типа ами­ нов и др. В качестве основной агрессивной среды испыты­ вался аммиакатный (водный) раствор, содержащий

40% NH4NO3, 20% NH3 и 20% CO(NH2)2.

В табл. III-8 приведены результаты испытаний наи­ более эффективных ингибиторов, показавших лучшие результаты по торможению коррозии,— тиоцианата ам­ мония, 3,5-динитробензоата гексаметиленамина и 3,5-ди­ нитробензоата пиперидина. Однако, если учесть необхо­ димые для эффективной защиты количества ингибитора, его доступность и стоимость, следует признать, что опти­ мальные результаты дает тиоцианат аммония NH4NCS, хотя при использовании 3,5-динитробензоата гексамети­ ленамина и 3,5-динитробензоата пиперидина можно до­ биться лучшейзащиты. При малых концентрациях NH4NCS (0,1—0,2%) даже активированная углеродистая сталь достаточно устойчива по отношению к аммиакатному раствору. Предпочтение этому ингибитору следует отдать и потому, что он значАельно дешевле, более до­ ступен и требуется в меньших количествах.

Испытания бачка из углеродистой стали, заполненно­

го аммиакатом, содержащим

20%

NH3, 40%

NH4NO3

и 20% CO(NH2)2, с добавкой

0,1%

NH4NCS в

течение

5448 ч при температуре окружающего воздуха показали,

69