Новые технологии «временной» противокоррозионной защиты

Новые технологии «временной» противокоррозионной защиты

[УДК 620.197.3]

Представлены не требующие «грязной» расконсервации новые технологии с участием ингибиторов атмосферной коррозии ФМТ, НМ-1, ВНХ-Л-20, а также химического преобразователя ржавчины НОТЕХ-К.

New technologies includes corrosion inhibitors “FMT”, “N-M-1”, “VNH-L-20” and chemical transducer of rust “NOTEH-K” are introduced. These technologies are not requires a “dirty” depreservation.

  В последние годы большое значение приобрела проблема экологической безопасности временной противокоррозионной защиты. Нитрит натрия, нитрит дициклогексиламина (НДА) – это чрезвычайно - и высокотоксичные вещества. В традиционных схемах защиты металлоизделий на период хранения и транспортировки используются консервационные масла и смазки, удаление которых представляет экологически грязный процесс с токсичными сточными водами, содержащими нефтепродукты (основа консерванта) и производные аминов (ингибитор коррозии). Получатели металлопродукции справедливо требуют от поставщиков исключения масел в качестве основы консервационных составов. Необходима ликвидация самой операции расконсервации и использование менее опасных ингибирующих присадок. Рассмотрим примеры решения некоторых практических задач.

  В качестве основы консерванта вместо масла используется вода. Компания Katerpillar-Tosno (Ленинградская область) для защиты на период транспортировки производимых металлоизделий использует водную эмульсию ингибитора ФМТ. Вода безопасна, а ингибитор - вещество 4-го класса опасности, изготовленное на основе производных растительного сырья – жирных кислот таллового масла, модифицированных комплексными соединениями хлорофилла. Ингибитор в воде нерастворим, поэтому сначала создается щелочная среда. В 1%-ный раствор карбоната натрия вводится 1-2% ФМТ. Эмульсию распылением в окрасочной камере наносят на изделия, которые после выхода из окрасочной камеры подвергают горячей сушке для быстрого удаления воды (конвейерная линия). На поверхностях образуется невидимый слой ингибитора, расконсервация не требуется, допустимы даже сварочные работы.

  Идеальный вариант защиты в состоянии полного постоянного погружения конструкции в консервационный раствор. В этом случае на металле постоянно находится защитный адсорбционный слой ингибитора. Коррозия полностью подавлена и исключена весь период эксплуатации конструкции. Тот же ингибитор ФМТ в виде 1%-ного раствора в дизельном топливе внедрен для защиты линз двойного дна нефтехранилищ. Во время эксплуатации линза находится в состоянии заполнения консервантом. Двойное дно защищено от коррозии, а окружающая среда – от проливов нефти.

  В составе ФМТ имеются медные комплексы хлорофилла. Введение меди в молекулу хлорофилла должно приводить к появлению фунгистатической активности, что важно для подавления анаэробной грибной коррозии. О фунгистатическом действии судили по задержке роста культуры основных видов плесневых грибов в сравнении с контролем методом серийных разведений. Результаты испытаний представлены в таблице 1.

Таблица 1

Фунгистатическое действие ФМТ

Оценка интенсивности роста грибов: 4 — типичный рост культуры, 2 — отсутствие спорообразования.

Фунгистатическое действие, хотя и умеренное, проявляется в задержке спорообразования в рабочем интервале концентраций ингибитора. Выявленный эффект необычен, поскольку не сопровождается проявлениями токсичности ФМТ. Ингибиторы-фунгистатики, как правило, производные аминов, характеризуются значительно более высокой степенью токсичности.

  Выбираются зимние сорта дизельного топлива для эксплуатации в условиях низких наружных температур. Растворенный ингибитор работает на небольшое понижение температуры замерзания дизтоплива. Преимущества ФМТ перед аналогами связаны с его экологической безопасностью, а также с идеальной совместимостью с основой. Приготовление консервационного состава заключается во вливании 10кг ингибитора ФМТ в тонну дизтоплива, прямо на месте применения в полевых условиях. Линза перед заполнением консервантом должна быть сухой и чистой.

  Сложная противоречивая задача совмещения гидроиспытаний емкостного оборудования с консервацией. После удаления воды активно развиваются коррозионные процессы, а уж внешний вид емкости совсем нетоварный. Широко применялось введение в воду нитрита натрия – в среднем 1%. Такой водный раствор не просто опасен, а смертельно опасен, в нем 7000 ПДК! Нитрит может быть заменен на 1-3% ингибитора НМ-1 (3-ий класс опасности). Он представляет собой соль циклогексиламина и синтетических жирных кислот фракции С10 – С16. Это ближайший аналог известного ранее ингибитора М-1. В технологии должна быть предусмотрена резервная емкость хранения технологического раствора и периодически этот раствор корректируется по концентрации НМ-1. Ингибированная вода не плесневеет, допускает многократное использование. В случае применения эмульсии малотоксичного ФМТ возможен слив воды без ее локальной очистки. Для достижения длительных сроков консервации свыше полугода необходимо осушение воздуха внутри емкости и комбинация с летучими ингибиторами.

  Задача защиты от вторичной коррозии после абразивоструйной очистки. Поверхность идеально очищена, а затем до покраски она успела прокорродировать. Органические ингибиторы коррозии исключены, как правило, они создают слой, несовместимый с грунтом, потребуется обязательная расконсервация. На срок защиты до месяца без видимых продуктов коррозии в мягких условиях задача успешно решается обработкой химическим преобразователем ржавчины НОТЕХ, сочетающим холодное фосфатирование с пассивацией анодным ингибитором коррозии. НОТЕХ не создает слоя как грунт, поэтому совместим с разными типами ЛКМ. Если все же проявятся отдельные очаги, их следует дополнительно обработать непосредственно перед покраской.

  При нанесении лакокрасочных и других типов покрытий подготовка поверхности имеет принципиальное значение. Лучшая абразивоструйная очистка до степени Sa2,5 (стандарт ИСО 8501-1) в ряде случаев (ремонтные работы) просто недостижима, приходиться упрощать, комбинировать с другими методами.

  Обработка металлической поверхности НОТЕХ – один из лучших химических способов подготовки металла под окраску, при котором мелкокристаллическая структура фосфатной пленки способствует хорошей впитываемости лакокрасочных материалов и тем самым улучшает их адгезию. Возможна обработка и ржавых и чистых поверхностей без последующей отмывки водой. НОТЕХ изготавливается в виде концентрата НОТЕХ-К, что позволяет варьировать рабочую концентрацию в зависимости от толщины и типа ржавчины. Экспериментально обоснован принципиально важный результат по снижению скорости подпленочной коррозии на примере влияния обработки стали составом НОТЕХ на защитные свойства грунтовки ЭФ-065 в соляном тумане по ГОСТ 9.401, метод Б. Толщина грунтовочного покрытия составила 27-35мкм. На лицевой стороне каждого образца делали крестообразный надрез покрытия. После чего образцы устанавливали на испытания в камеру. Адгезия грунтовки ЭФ-065 как по чистому металлу, так и обработанному составом НОТЕХ до и после испытаний – 1балл. Значение распространения коррозии от надреза определяли после размягчения и осторожного удаления покрытия с образца, не повреждая зону, прилегающую к надрезу. Расчет производили с учетом максимального поражения через каждые 10мм линии надреза. Область крестообразного надреза в расчет не принимали.

Полученные данные представлены в таблице.2.

Таблица 2.

Средние величины распространения коррозии от надреза (Wd ср)

  Как видно из представленных данных, значение распространения коррозии от надреза на образцах, обработанных Нотех, существенно ниже. Состав обладает выраженным пассивирующим действием, он снижает скорость коррозии стали под слоем лакокрасочной грунтовки и улучшает тем самым качество системы покрытия в целом, продлевает срок ее службы.

  Теоретический предел толщины слоя преобразуемой ржавчины не превышает 80-100мкм. При ремонте конструкций с такими слоями плотносцепленной ржавчины или еще более толстыми пластами наиболее эффективны комбинированные схемы очистки, когда поверхность предварительно обрабатывают НОТЕХ для облегчения последующей абразивоструйной или механической очистки. После этого окончательно поверхность доводят опять НОТЕХ для локализации коррозии в язвах и труднодоступных зонах.

  В условиях непрерывного перемещения НОТЕХ по металлической поверхности (прокачка, погружение в ванну с барботажем, с ультразвуком и т. п.) образуются растворимые кислые фосфаты железа, то есть превалирует процесс очистки поверхности от ржавчины и окалины. Такая способность НОТЕХ дает основание для его применения без подогрева при снятии окалины перед термодиффузионным цинкованием деталей, очистке мостового крепежа, проведении стадии кислочения в сложных процедурах предпусковой очистки трубопроводных систем и оборудования взамен органических кислот (лимонной, щавелевой), в процессах дезактивации. Так, при запуске новой линии производства полипропилена на (г. Буденновск) с помощью НОТЕХ в сжатые сроки были отмыты более 30км труб!

  Существенное увеличение срока защиты до года и более достигается комбинацией легкой пассивации НОТЕХ или водным ФМТ с летучим ингибитором. В настоящее время восстановлено производство универсального летучего ингибитора коррозии ВНХ-Л-20, представляющего собой продукт конденсации морфолина и бензальдегида (диморфолинфенилметан). ВНХ-Л-20 является известным эффективным ингибитором для защиты черных и цветных металлов. Известно его применение в виде порошка, ингибированной бумаги и на пористых носителях. Обеспечивает защиту изделий сроком до 10 лет при надежном изолирующем экране, может полноценно заменить НДА. Важнейшая характеристика летучего ингибитора – его давление насыщенного пара. У ВНХ-Л-20 сразу два механизма парообразования. Он сублимируется в вакууме, выше 150оС подвергается необратимой деструкции. По данным калориметрии испарения:

lgP, Па = (12,7 ±7,2)  −  (4500±2530)/Т.

При 25оС  Рсубл = 4,4•10−5 гПа, что ниже, чем у эталона НДА - 10−4гПа. Опыт натурных испытаний ВНХ-Л-20 показывает, что во влажной атмосфере он обладает значительно более высокой летучестью в сравнении с НДА. Причина несоответствия состоит в том, что класс производных морфолина чрезвычайно легко гидролизуется с выделением в газовую фазу легколетучих исходных компонентов. С увеличением влажности воздуха растет агрессивность среды, и количество молекул ингибитора, поступающих в газовую фазу, тоже растет!

  Начато производство упаковочной полиэтиленовой пленки «Коррнет» с ВНХ-Л-20, а также принципиально новых полиэтиленовых изделий-вкладышей «Гранулин» произвольной формы (см. рис.1-3).  

Рис.1 Антикорропил

Рис.2 Антикорронить 

Рис.3 Антикорростержень

  Антикорропил — гранулы размером 2-3 мм диметром 1-2мм, предназначены для консервации мелких деталей - болтов, винтов, гаек, гвоздей хранящихся или транспортируемых в таре (коробки, ящики). «Опилки» подсыпаются в тару.

  Антикорронить — полимерные нитки для защиты от атмосферной коррозии агрегатов и двигателей автомобильной и другой техники при консервации на открытом воздухе, с укрывным материалом при складском хранении или при транспортировке.

  Антикорростержень — стержни, шомпол и т. п. для консервации металлоизделий с отверстиями и полостями (трубы, оружейные стволы). Стержень вставляется в отверстие и устанавливается заглушка. Расконсервация состоит в снятии заглушки и удалении стержня.

  Концентрация ВНХ-Л-20 в таких изделиях на порядок выше содержания в пленке, при этом обеспечена равномерная диффузия газообразных молекул ингибитора из всего объема изделия в течение длительного времени. Цикл консервация – расконсервация может повторяться неоднократно, это изделия многоразового применения, они не рвутся как пленки, требования к барьерным материалам снижены. Речь идет о самой удобной, совершенной и гигиеничной форме применения летучего ингибитора коррозии. По совокупности выявленных свойств такая защитная система не имеет аналогов.

  Таким образом, представленные новые технологии временной противокоррозионной защиты в полной мере соответствуют современным требованиям защиты окружающей среды и безопасности работ для человека. Все ингибирующие материалы поставляются Научно-производственным предприятием «НОТЕХ» в Санкт-Петербурге. Одновременно предприятие оказывает необходимую научно-методическую помощь в освоении технологий применительно к конкретным условиям предприятия.