Розробка синергічних захисних композицій з використанням меркаптопохідних моно- і бігетероциклів для хімічної очистки теплоенергетичного обладнання - Автореферат

Національна Академія наук України АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукПідвищення ефективності хімічної очистки теплоенергетичного обладнання (ТЕО) від окалини та солевідкладень безпосередньо повязано з вибором оптимальних інгібованих травильних розчинів. Дотепер пошук інгібіторів для хімічної очистки ТЕО здійснюється, як правило, емпірично: недостатньо враховується електронна будова та термодинамічні характеристики Ін, їх адсорбційна активність, кінетичні та термодинамічні параметри процесів корозії в інгібованих травильних розчинах, закономірності впливу Ін на швидкість розчинення відкладень. Ці обставини визначили напрямок досліджень - розробка синергічних захисних композицій для травильних розчинів при хімічній очистці ТЕО з підвищеною протикорозійною дією та пониженою екологічною небезпекою. Результати досліджень входять у 3 бюджетні НДР ЧДТУ: 1) Фізико-хімічні основи вибору протикорозійних інгібуючих композицій (1997-1999 рр.), № ДР 01.96.4 003326; 2) Зменшення екологічного збитку за рахунок утилізації некондиційних пестицидів для інгібування корозії сталі (1997р.), за замовленням управління екобезпеки Чернігівської області; 3) Фізико-хімічні основи техногенної безпеки експлуатації металоконструкцій в екологічно небезпечних середовищах (2002-2004 рр.), № ДР 0102U000702. Створити ефективну синергічну композицію з добавкою 1,2-МІ (МБІ) на основі відходів хімічного виробництва капролактаму - К, аміаку - КУБ МЕА, адипінової кислоти - НДК, оптимізувати склад травильного розчину для хімічної очистки від солевідкладень та окалини, що забезпечить мінімальні втрати металу, запобігання наводнюванню, підвищення опору сталі МЦВ, КР та екологічну безпеку.У вступі розкрито актуальність і стан наукової проблеми підвищення ефективності захисту від корозії, наводнювання та КМР при хімічній очистці ТЕО від окалини та солевідкладень. У першому розділі на основі огляду наукової літератури проведено критичний аналіз стану проблеми вибору травильних розчинів та інгібіторів (зокрема S-вмісних), СЗК на основі вторинної сировини, при хімічній очистці ТЕО. Досліджували травильні розчини для хімічної очистки ТЕО на основі неорганічних кислот (0,01М…2М HCL), органічних кислот (0,1М сукцинатна і 0,1М оксалатна) та суміші низькомолекулярних дикарбонових кислот (НДК) - відходи РДХП “Азот” (кубовий залишок на стадії регенерації адипінової кислоти): адипінова кислота (АК) - 0,38, сукцинатна кислота (СК) - 0,28, оксалатна (ОК) - 0,22 та ін. Певну роль в інгібуванні корозії сталі за допомогою СЗК в травильних розчинах при хімічній очистці ТЕО грає хімічна будова активних складових відходів. За результатами гравіволюмометричних досліджень визначені оптимальні концентрації складових в захисних композиціях: 10 г/л К (КУБ) 1ммоль/л МБІ, які забезпечують максимальні ступені захисту від корозії Z та наводнювання ?, а також максимальні значення коефіцієнтів синергізму ?син.У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової та прикладної задачі підвищення корозійної тривкості сталі при хімічній очистці від окалини та солевідкладень інгібуючими композиціями з новими високоефективними синергістами (1,2-меркаптобензімідазоли). Базуючись на основних показниках, які необхідно враховувати при виборі інгібіторів для травильних розчинів хімічної очистки від солевідкладень та окалини, а саме: електронних зарядах q на реакційних центрах, потенціалах іонізації І, дипольних моментах ? та поверхневій активності ? молекул інгібіторів; кінетичних та термодинамічних параметрах корозії і адсорбції; диференційованих парціальних коефіцієнтах інгібування та їх кореляції з q, I, ?, ?Hf, розроблені ефективні синергічні захисні композиції з новими інгібуючими добавками - S-вмісними гетероциклами (похідні 1,2-меркаптобензімідазолу), що знижують наводнювання в 3 - 4, а корозійні втрати - в 50-100 раз. Показано, що підвищення малоциклової витривалості, опору корозійному розтріскуванню сталі в травильних розчинах на основі 6% HCL з оксалатною кислотою (0,5 г/л) або з добавкою 5 г/л відходів НДК (низькомолекулярні дикарбонові кислоти), інгібованих СЗК, зумовлено утворенням стійких металохелатних комплексів на поверхні металу, тобто переважним блокувальним ефектом інгібування, що підтверджено диференційованими парціальними коефіцієнтами, кінетичними параметрами адсорбції (блокувальний механізм, ізотерма Тьомкіна), концентраційною залежністю (Z = f(LGC), розрахунком констант рівноваги при утворенні металохелатів та їх хімічної стійкості в кислих середовищах, Оже - спектроскопією та ІЧ-спектрами.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ