Общая характеристика процесса ингибирования

Ингибиторами коррозии называют вещества, введение которых в агрессивную среду тормозит процесс коррозионного разрушения и изменения механических свойств металлов и сплавов.

Механизм защитного действия ингибиторов заключается либо в образовании на поверхности металлов защитных плёнок, либо в подавлении электродных реакций, протекающих в процессе электрохимической коррозии.

К ингибиторам предъявляются следующие требования:

- Высокая эффективность защиты;

- Не токсичность;

- Взрыво- и пожаробезопасность;

- Небольшая стоимость;

- Отсутствие отрицательного влияния на основной технологический процесс и др.

Эффект от применения ингибиторов характеризует параметр называемый степенью защиты,численно равный отношению уменьшения скорости коррозии к её первоначальной величине.

Различают однократную и регулярную обработки промысловых объектов ингибиторами. При регулярной обработке ингибиторы вводятся в коррозионно-активную среду с помощью дозирующих устройств: в газе – распыливаются форсунками, в жидкость – вводятся в виде растворов. При этом ингибиторы бывают водорастворимые и углеводородорастворимые– действующие только соответственно в воде и в жидком углеводороде.

Применение ингибиторов – один из универсальных, технологически и экономически целесообразных методов защиты металлов от коррозии. При небольших капитальных затратах замедляется коррозионное разрушение конструкций, даже если они длительное время находились в эксплуатации. Положительной отличительной чертой применения ингибиторов является также то, что их введение в любой точке технологического процесса оказывает защитное действие и на оборудование технологических этапов.

Процесс коррозии металлов является по своей природе электрохимическим. Защита оборудования от коррозии ингибиторами основана на свойстве некоторых индивидуальных химических соединений или их примесей, вводимых в незначительных концентрациях в коррозионно-активную среду, уменьшать скорость коррозионного процесса или полностью его подавлять.

Скорость электрохимического процесса зависит от скорости двух сопряженных реакций, протекающих на поверхности металла: анодной, заключающейся в переходе ион-атомов металла из кристаллической решетки в раствор и сопровождающейся освобождением электронов, и катодной, заключающейся в ассимиляции освобождающихся при анодной реакции электронов деполяризатором:

Существует два механизма действия ингибиторов – адсорбционный, объясняющий действие ингибиторов экранирующим эффектом адсорбционных органических пленок, и энергетический, по которому действие ингибиторов сводится к влиянию адсорбционных слоев на кинетику электрохимических реакций [8 c 168].

Скорость коррозии , г/ , поверхности металла вычисляется по формуле

(1)

где – усредненная удельная потеря массы поверхности металла, ;

– продолжительность травления, ч.

Степень защиты ингибитора в процентах вычисляют по формуле

(2)

где – скорость коррозии без ингибитора, г/ ;

– скорость коррозии с ингибитором, г/ .

При этом, если Z = 100 % – отсутствие коррозии ; Z = 0 – отсутствие защиты ; Z – стимулирование коррозии ; Z – замедление коррозии .

В таблице 13 приведена шкала защитной способности ингибиторов.

Таблица 13 – Шкала защитной способности ингибиторов

Степень защиты ингибитором	Оценка защитной способности ингибитора
Баллы	Характеристика
99,5		Отличная
От 97,5 до 99,5		Хорошая
87,5 – 97,5		Удовлетворительная
37,5 – 87,5		Посредственная
Ниже 37,5		Плохая

Наиболее эффективными ингибиторами коррозии в солянокислой среде являются ИКУ – 1, ВНПП – 2В, Инвол – 2, НАПОР – КБ. В качестве ингибиторов коррозии для стали марки Ст. в соляной кислоте применяются производные пропаргилового спирта, например, аминопроизводные тиоэфиров пропаргилового спирта, различные пропаргиловые эфиры замещенных фенолов. Ингибированная соляная кислота растворяет сталь в десятки и в сотни раз медленнее, чем неингибированная [7 c 14].

Инвол – 2 проявляет высокие защитные свойства в технической и абгазной соляных кислотах. Высокое защитное действие сохраняется и при температурах до 100 .

В таблице 14 представлена характеристика ингибитора Инвол – 2.

Таблица 14 – Характеристика ингибитора

Наименование показателя	Норма
1. Внешний вид	Прозрачная коричневая жидкость. На дне допускается муть
2. Плотность при 20 , кг/м3 , в пределах	960 – 1200
3. Температура застывания , не выше	минус 35
4. Удельная скорость коррозии стали 08КП по ГОСТ 1050 или Ст 3 по ГОСТ 380 в соляной кислоте по ГОСТ 3118, разбавленной до 22-30 %, при температуре 20 за 24 часа при дозировке ИНВОЛ-2 4–5 г/дм3, определяемая в г/м2ч, не более	0,20

В таблице 15 представлены технические характеристики ингибированной соляной кислоты (согласно ТУ 2122 – 205 – 00203312 – 2000).

Таблица 15 – Технические характеристики ингибированной соляной кислоты

Показатель	Значение
Внешний вид	Жидкость от светло – желтого до коричневого цвета
Массовая доля хлористого водорода, % в пределах	27 – 30
Массовая доля железа, % не более	0,03
Скорость растворения стали Ст.3 кп или 08 кп при 20 , г / .	0,20

3.2.1 Описание технологического узла ингибирования соляной кислоты

Установка ингибирования соляной кислоты состоит из емкости хранения ингибитора, насоса циркуляции соляной кислоты, насоса дозирования ингибитора, насоса закачки ингибитора.

На рисунке 12 представлена принципиальная схема ингибирования соляной кислоты.

1 – емкость для разбавления HCl; 2 – емкость приготовления ингибированной соляной кислоты.

Рисунок 12 – Принципиальная схема ингибирования соляной кислоты

Соляная кислота из установки синтеза соляной кислоты при помощи насосов, либо из емкостей хранения подается в емкость 1 для разбавления до заданной концентрации расчетным количеством оборотной водой, подаваемой в емкость из внутрицеховой сети. Затем, разбавленная соляная кислота поступает в емкость приготовления ингибированной соляной кислоты 2, где происходит дозирование расчетного количества ингибитора. Ингибитор кислотной коррозии поступает на производство в металлических бочках, которые после опорожнения используются как тара для отправки ингибированной соляной кислоты потребителю.