166671 (Увеличение степени защиты стали от коррозии в нейтральных и кислых средах), страница 10

где v₀ – скорость коррозии серии образцов при травлении без ингибитора, г/м²·ч; v_i – скорость коррозии серии образцов при травлении с ингибитором, г/м²·ч.

Определение защитной способности в кислых средах.

Определяли по ГОСТ 9.505.–86 гравиметрическим методом, на образцах изготовленных из стали Ст3 в виде полоски труб длинной 45 мм диаметром 20 мм и толщиной стенки 2 мм (по ГОСТ 1050–74). Заранее подготовленные образцы, по ГОСТ 2789–73 отшлифованные до шероховатости 0,4 мкм, обезжиривают, взвешивают на аналитических весах с погрешностью 0,0001 г. Подготовленные образцы формируют в серию по 3 шт. в каждой:

1 серия – для определения скорости коррозии в отсутствии ингибитора;

2 серия – для определения скорости коррозии в присутствии ингибитора с концентрацией 0,05%;

3 серия – то же для ингибитора с концентрацией 0,2%;

В установку для испытаний, представляющую собой стеклянный сосуд вместимостью 500 см³ с держателем для крепления образцов стеклянной мешалки с двумя лопастями, приводимой во вращение электромотором. Наливают 100 мл 10н раствора соляной кислоты.

Сосуд с раствором соляной кислоты нагревают в термостате до температуры 40°С. Ингибитор вводят в сосуд с раствором кислоты при комнатной температуре. После достижения соответствующей температуры загружают образцы. При этом колебания температуры во время испытаний не должны превышать ±2°С. Одновременно подключают мешалку. Испытание проводит в течение 60±1 мин. После испытаний все образцы серии одновременно извлекают из кислотного раствора и промывают проточной водой.

Шлам с поверхности образцов снимают (например, мягкой карандашной резинкой).

Образцы обрабатывают по ГОСТ 2789–73 и взвешивают каждый образец.

Обработка результатов испытаний:

Удельную потерю массы каждого образца (М), г/м², вычисляют по формуле

,

где m₁ – масса образца до травления, г; m₂ – масса образца после травления, г; S – площадь протравленной поверхности образца, м².

Значения усредняют для серии образцов, получая среднюю удельную потерю массы образцов .

Скорость коррозии (v), г/м²·ч, для каждой серии образцов вычисляют по формуле

где – усредненная удельная потеря массы для каждой серия образцов, г/м²; τ – продолжительность травления серии образцов, ч.

Степень защиты ингибиторов (Z) в процентах вычисляют по формуле

где v₀ – скорость коррозии серии образцов при травлении без ингибитора, г/м²·ч; v_i – скорость коррозии серии образцов при травлении с ингибитором, г/м²·ч.

Определение защитной способности с помощью индуктивного датчика.

Испытания проводились согласно ГОСТ 9.505–86, ГОСТ 9.506–87. Датчик представляет собой двухплечевой мост, в котором две катушки индуктивности последовательно соединены с активными сопротивлениями. В одну из катушек вводят исследуемый образец, другую оставляют свободной.

Катушки выполнены из фторопласта в виде цилиндра 45×50 мм со сквозным отверстием диаметром 20 мм. Каждая, из которых содержит 750 витков провода ПЭВЛ-2 диаметром 0,27 мм. Параллельно им включались активные сопротивления ПЭВ–10П номиналом 250 Ом. Показания снимались с помощью цифрового вольтметра M890F. Цепь подключается к сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 3 В. Подготовленные и взвешенные образцы формируют в серию по 3 шт. в каждой:

1 серия – для определения скорости коррозии в отсутствии ингибитора в нейтральной среде;

2 серия – для определения скорости коррозии в присутствии ингибитора с концентрацией 0,02% в нейтральной среде;

3 серия – то же для ингибитора с концентрацией 0,025% в нейтральной среде;

4 серия – для определения скорости коррозии в отсутствии ингибитора в кислой среде;

5 серия – для определения скорости коррозии в присутствии ингибитора с концентрацией 0,05% в кислой среде;

6 серия – то же для ингибитора с концентрацией 0,2% в нейтральной среде;

По результатам испытаний строят график функции m_обр = f(U₀). После чего находят функциональную зависимость между массой образца m_обр и напряжением U₀.

Выводы

1. Техническим результатом при использовании предлагаемого ингибитора является – увеличение степени защиты стали Ст3 от коррозии в нейтральных и кислых средах.

2. Экспериментально подтверждена практическая целесообразность применения данного датчика для исследования процесса коррозионного разрушения стали Ст3 в кислых и нейтральных средах. Найдена зависимость между массой образца и напряжением контура, вид которой не зависит от параметров среды и хода протекания процесса.

3. Диапазон измерения скорости коррозии предлагаемого датчика составил 0,05 – 250 г/м²·ч. При уровне точности ±1%.

4. Выполнен термодинамический анализ выбранного метода получения борат метилфосфита и установлено, что реакция является эндотермической, необратимой, термодинамически возможно протекать в прямом направлении при температурах выше 388 К.

5. Анализ факторов полученных расчетов позволил предложить, использовать для получения борат метилфосфита реактор периодического действия, представляющий собой емкостной вертикальный, гладкостенный аппарат с гладкостенной рубашкой, и открытой турбинной мешалкой. Для выбранного аппарата были рассчитаны:

Мощность перемешивания,

Условия безопасности работы аппарата,

Коэффициент теплопередачи,

Расход греющего пара,

Поверхность теплообмена.

1. Предложен вариант структурно-функциональной модели процесса получения борат метилфосфита.

69