Противокоррозионная присадка к охлаждающей жидкости энергетических установок

Противокоррозионная присадка к охлаждающей жидкости энергетических установок

Реферат

Изобретение относится к средствам защиты от коррозии систем охлаждения энергетических установок.

Известны охлаждающие жидкости: патент РФ №2027798 /аналог/, патент США №2815328 [1, 2], поставляемые в готовом виде, то есть с большим содержанием воды.

С целью снижения транспортных расходов целесообразно производство присадок-концентратов, когда при введении их в воду на месте применения создаются благоприятные технологические условия и экономятся транспортные расходы. Особенно это актуально для России с ее протяженными транспортными связями.

Из предшествующего уровня техники известны попытки получения присадок-концентратов с высокими эксплуатационными свойствами. Были предложены порошки, пасты, жидкости на силикатно-нитратной, силикатно-боратной основе /не получили распространения из-за коагуляции промышленно выпускаемого жидкого стекла с силикатным модулем М=2,8-3,1, в том числе аналог/; хроматы не получили распространения из соображение экологии; на основе нефтепродуктов сняты с производства из-за образований нагара на теплопередающих поверхностях.

Общеизвестно, что силикаты натрия являются очень эффективными ингибиторами коррозии практически всех металлов. Возможность создания присадки-концентрата в наиболее рациональном виде /сухой смеси/ и высокими эксплуатационными свойствами появилась после создания жидкого стекла /силиката натрия/ в виде порошка и с модулем М=0,5-2,5 [3].

Низкомодульное жидкое стекло в отличие от средне- и высокомодульных жидких стекол не склонно к коагуляции в соленасыщенных растворах и не образует осадка на теплопередающих поверхностях.

Производство жидких стекол с любым заданным модулем можно считать промышленно освоенным [3].

Известна также большая реакционная способность гексаметафосфата по отношению к ионам кальция и магния - основным солям жесткости в пресной воде. Введение этого компонента коагулирует соли жесткости, переводя их в гель, который не прилипает к теплопередающей поверхности и не снижает их теплопередающей способности. Более того, гексаметафосфат является ингибитором коррозии черных и цветных металлов [4].

При наличии фланцев и неметаллических прокладок в системе охлаждения возможна щелевая коррозия. Для ее устранения и устранения общей коррозии в присадку введен нитрит натрия.

Тетраборат натрия является ингибитором черных и цветных металлов.

Техническим результатом изобретения является повышение коррозионной стойкости систем охлаждения энергетических установок.

С целью обеспечения работы ингибиторов коррозии в присадку вводится щелочь, повышающая рН до 8-10.

Предлагаемая присадка содержит в виде порошка следующие компоненты, г/л:

Силикат натрия	0,12-0,48
Тетраборат натрия	0,10-0,60
Нитрит натрия	0,18-0,50
Гексаметафосфат натрия	0,20-0,80
Углекислые натрий	1,2-1,50

Все используемые ингибиторы являются водорастворимыми, поэтому отсутствует возможность образования теплоизолирующего осадка, нагара или накипи. Высокий защитный эффект при малом весовом содержании ингибиторов, возможность значительного разбавления охлаждающей жидкости водой /что снижает трудозатраты при обслуживании установок/ можно объяснить синергетическим эффектом, когда в формировании защитных пленок участвует набор натриевых солей.

Таблицей 1 показаны 3 варианта присадки в пределах указанных значений, а таблицей 2 показаны коррозионные потери при испытании этих вариантов. При их рассмотрении следует выбрать вариант 2, который, как следует из этой таблицы, надежно обеспечивает защиту металлов ниже 0,1 г/м² сут), требуемые по ГОСТ 28084-89. Применение варианта 1 возможно в малоответственных случаях, а использование варианта 3 - в особо ответственных конструкциях.

В процессе эксплуатации энергетической установки обычны утечки охлаждающей воды, что требует периодического восполнения уровня охлаждающей жидкости. В энергетических установках следует использовать конденсат /дистилированную воду/, однако в отдельных случаях для долива используется и пресная вода. Таблицей 3 и 4 показаны коррозионные потери стали /основного металла/ при разбавлении охлаждающей жидкости, используя конденсат или пресную воду, а график 1 иллюстрирует допустимую степень разбавления охлаждающей жидкости водой. Из рассмотрения таблиц 1 и 3, а также графика 1 следует сделать следующие заключения:

1. Дистилированная вода /конденсат/ почти в 3 раза более коррозионно активна, чем пресная вода;

2. Предложенная рецептура присадки допускает в период эксплуатации разбавление дистилированной водой 1:1, при этом коррозионные потери не превышают допустимые;

3. Использование пресной воды, содержащей соли жесткости, в отличие от конденсата приводит к некоторому повышению качества защитной пленки и ее веса /штриховые линии на чертеже/, однако постоянное применение жесткой воды может привести к загрязнению охлаждающей воды. Введение в система охлаждения жесткой воды следует рассматривать как допустимое исключение, а не норму.

Предложенная присадка в течение 12 месяцев испытывалась на главных двигателях рыбопромысловой базы "Г.Ковтун" в Атлантике, что дало основание Российскому Регистру судоходства выдать сертификат на присадку за №97.00604.184.

Таким образом, выполнена поставленная задача получения порошкообразной присадки с высокими эксплуатациоными свойствами. Состав присадки состоит из водорастворимых солей натрия, каждая из которых, как описано выше, создает условия, при которых обеспечивается защита от коррозии выше требуемого уровня; обеспечивается также нейтрализация солей жесткости в случае их появления в воде в процессе ее долива в систему; состав присадки обеспечивает высокое "противокоррозионное качество", позволяя использовать охлаждающую жидкость вплоть до ее разбавления водой 1:1.

Присадка готовится сухим смешиванием исходных компонентов в смесителях. Для получения охлаждающей жидкости с заданными свойствами в воду вводится такое количество компонентов, которое указано в вариантах, Таблица 1.

Источники информации

1. Патент РФ №2027796.

2. Патент США №2815328.

3. В.А.Орлов. Цинксиликатные покрытия, М.: Машиностроение, 1984.

4. А.Алцибеева, С.Левин. Ингибиторы коррозии, М.: Химия, 1968.

Таблица 1Варианты состава присадки, г/л
Ингибиторы	Вар.1	Вар.2	Вар.3
Силикат натрия	0,12	0,24	0,48
Тетраборат натрия	0,10	0,40	0,60
Нитрит натрия	0,18	0,33	0,50
Гексаметафосфат натрия	0,20	0,60	0,80
Углекислый натрий	1,20	1,35	1,50

Таблица 2

Коррозионные испытания по ГОСТ 28084-89 вариантов таблицы 1 при температуре 95°С

Металлы	Коррозионные	потери, г/м2 сутки
	Вар.1	Вар.2	Вар.3
Чугун	0,00	-0,05	-0,01
Сталь	-0,01	0,00	+0,02
Латунь	-0,02	-0,01	-0,0O
Медь	-0,03	0,00	+0,01
Силумин	-0,08	-0,02	0,00
Припой	-0,10	-0,05	-0,08

Таблица 3

Коррозионные потери стали при разбавлении дистилированной водой охлаждающей жидкости по варианту 2.

% разбавления	щелочность, мг-экв/л	РН	коррозионные потери, г/м2сут.
0	22,6	9,85	0,00
20	18,2	9,78	3,81 10-2
40	13,6	9,89	3,09 10-2
60	8,7	9,89	5,28 10-2
80	4,5	9,75	6,9 10-2
100	-	6,35	8,41

Таблица 4

Коррозионные потери стали при разбавлении пресной водой охлаждающей жидкости по варианту 2.

% разбавления	щелочность, мг-экв/л	коррозионные потери, г/м2 сут.
0	27,8	+0,05
20	20,6	+0,05
40	16,4	+0,1
60	12,2	+0,06
80	8,3	-4,3
100	4,9	-2,97

Противокоррозионная присадка к охлаждающей жидкости энергетических установок, содержащая силикат натрия, тетраборат натрия, нитрит натрия, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гексаметафосфат натрия и углекислый натрий при следующем соотношении компонентов, г/л:

Силикат натрия	0,12-0,48
Тетраборат натрия	0,10-0,60
Нитрит натрия	0,18-0,50
Гексаметафосфат натрия	0,20-0,80
Углекислый натрий	1,20-1,50