Файл: Жидкие азотные удобрения..pdf

Та б л и ц а Ш-8. Влияние ингибиторов на коррозию углеродистой стали марки Ст. 3 в водном растворе, содержащем 23% NH3,

40% NH4N03 и 20% CO(NH2)2

(продолжительность испытаний 100 ч)

Н е 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

* См. примечание к табл. III-3.

что бачок за это время практически не подвергся кор­ розии.

Поскольку коррозионная стойкость углеродистой ста­ ли в аммиакатах в очень большой степени зависит от со­ держания NH3 в растворе, важно знать, как он влияет на защитную способность тиоцианата аммония. Выясни­ лось, что эффективность этого ингибитора также сильно зависит от содержания NH3 в аммиакатном растворе; (рис. II1-8), тиоцианат обеспечивает Достаточную защиту даже при 35 °С, если содержание аммиака в растворе более 10%•

Электрохимические исследования показали, что тио: цианат аммония не оказывает большого влияния на ско-

70

рость анодного процесса (рис. Ш-9) и поэтому, види­ мо, тормозит катодный процесс. Подтверждением этого является сдвиг стационарного потенциала стали на 125 мВ в отрицательном направлении при введении 0,1% NH4NCS в раствор аммиаката, содержащего

20% NH3, 40% NH4N03 и 20% CO(NH2)2.

Вегетационные испытания такого аммиаката без ин­ гибитора и с добавкой в него 0,1% NH4NCS, выполнен­ ные Раменской агрохимической опытной станцией

Рис. Ш-8. Влияние концентрации аммиака на эффективность защит­

ного действия тиоцианата аммония на коррозию активированной углеродистой стали в растворе, содержащем 40% NH4NO3 и 20%

CO(NH2)2:

НИУИФ с яровой пшеницей, кукурузой и льном, пока­ зали, что ингибитор не снижает эффективности удобре­ ния и не уменьшает усвояемость его азота этими культу­ рами.

Значительное ингибирующее влияние таких серосо­ держащих соединений, как тиомочевина, роданистый ам­ моний, меркапт.обензотиазол и др., отмечено также в от­ ношении растворов, содержащих ~65% NH4N03 и ~15% NH3 (без карбамида)20’22. Но в этих случаях за 20 ч испытаний20 средняя скорость коррозии углероди­

71

стой стали в присутствии 0,1% ингибитора при 27 °С достигала 0,5 мм/год. При низком содержании аммиака в растворе перечисленные вещества, как указывалось вы­ ше, не обеспечивают надежной защиты. В этих случаях лучший защитный эффект дают полифосфат натрия и двузамещенный фосфат аммония, особенно при смеше­ нии двух этих веществ, но ингибирующий эффект сни­

в отрицательном направлении после выключения поля­ ризующего тока (как наблюдается на углеродистой ста­ ли в аммиакатных растворах 23' 24, облегчают применение анодной защиты металлов от воздействия таких систем.

При анодной защите на стали образуется защитная пассивирующая пленка, придающая металлу высокую коррозионную стойкость. Для создания такой пленки необходимо в течение определенного времени анодно поляризовать сталь, причем плотность тока должна быть не меньше плотности тока, соответствующей нача­ лу пассивации на анодной кривой. В процессе эксплуа­ тации оборудования потенциал стали не должен сдви­ гаться в отрицательную сторону до значений, при

72

которых может произойти депассивация металла, что обеспечивается регулятором потенциала.

Эффективность анодной защиты проверялась16 спер­ ва на образцах, затем на железнодорожных цистернах из углеродистой стали емкостью 40 м3. В качестве агрессив­ ной среды испытывались растворы, содержащие 58— 69% аммиачной селитры, 16—25% аммиака и 0—11% карбамида или 38—45% аммиачной селитры, 31—35% карбамида и 20—30% воды. Без защиты углеродистой стали скорость ее коррозии в некоторых из этих раство­ ров достигала 6 мм/год. В результате анодной защиты коррозия была сведена практически к нулю; это подтвер­ дилось и при испытаниях стальных образцов в анодно

Рис. Ш-10. Схема монтажа оборудования для анодной за­ щиты железнодорожной цистерны:

/ — корпус железнодорожной цистерны из углеродистой стали; 2 — труб­

защищенной цистерне. Авторы работы16 пришли к за­ ключению, что в настоящее время имеются технические возможности для анодной защиты железнодорожных цистерн, заполняемых аммиакатными растворами. Этот вывод может быть распространен и на хранилища таких растворов, поскольку при хранении условия для акти­ вации стали более затруднительны.

На рис. III-10 схематически показана16 анодная за­ щита железнодорожной цистерны. Регулятор потенциала представляет собою транзисторный прибор (осуществ­ ляющий регулирование с помощью реле) вместе с тремя 12-вольтовыми аккумуляторами на 200 А-ч, обеспечи­ вающими питание, электроэнергией для поддержания в пассивном состоянии внутренней поверхности цистерны

73

во время ее перевозки. Прибор был помещен в стальной коробке сбоку цистерны. При нормальных условиях экс­ плуатации аккумуляторы обеспечивают анодную защиту цистерны емкостью 40 м3 в течение 15 сут.

Первичное образование защитной пленки методом анодной поляризации занимало всего 10 мин. По дости­ жении определенного предварительно заданного потен­ циала регулятор автоматически отключал ток, который снова включался лишь после того, как в результате сдвига потенциала в отрицательную сторону его значение снижалось (тоже до предварительно заданной величи­ ны), но все еще находилось в пассивной области. За вре­ мя одной перевозки цистерны с анодной защитой (в среднем 15 сут) ток включался примерно лишь 25 раз, что свидетельствует о большой устойчивости защитной пленки, образующейся на углеродистой стали в аммиакатных растворах (удобрениях), и ее высокой защитной способности. Следует отметить, что авторы работы16 ре­ комендуют как можно быстрее включать анодную защи­

анодная защита не действенна в паровой фазе.

В нашей стране анодная защита в растворах, подоб­ ных тем, которые описаны в работе16, проверялась на опытных емкостях для хранения удобрений25. Получен­ ные при этом результаты хорошо согласуются с вывода­ ми из работы16. Выполненные в ней подсчеты подтверж­ дают, что применение анодной защиты к железнодорож­ ным цистернам из углеродистой стали при перевозке аммиакатных растворов должно обходиться в два раза дешевле, чем расходы за прокат алюминиевых цистерн, которые, конечно, устойчивее стальных цистерн.

Можно также использовать более стойкие к корро­ зионным воздействиям металлы. По данным табл. III-9 возможно оценить стойкость нержавеющих сталей, алю­ миния и алюминиевого сплава АМЦ в некоторых аммиа­ катных (водных) растворах по сравнению со стойкостью углеродистой стали марки Ст. 3.

Даже при сравнительно низком содержании хрома (13%) нержавеющие стали обладают высокой коррози­ онной стойкостью в аммиакатах. Активация поверхности этих сталей, как и углеродистой стали, не влияет на ско­ рость их коррозии в испытуемых растворах.

74