Корольов Олександр Олександрович. Розроблення інгібітора корозії маловуглецевих сталей на основі відходів жироолійного виробництва : Дис... канд. наук: 05.17.14 - 2008.
Анотація до роботи:
Корольов О.О. Розроблення інгібітора корозії маловуглецевих сталей на основі відходів жироолійного виробництва. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.14 – Хімічний опір матеріалів та захист від корозії. – Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка, Національна академія наук України. – Львів, 2008.
Дисертація присвячена розробленню ефективного інгібітора на основі використання екологічно-безпечної технології переробки відходів жироолійного виробництва України, встановленню механізму дії та закономірностей захисту маловуглецевих сталей в нейтральному і кислому агресивних середовищах та при динамічному режимі руху води системи опалення. Методами аналітичної хімії, ПМР- і Оже-спектроскопії визначено склад активних компонентів інгібітора, серед яких найбільшу ефективність мають фосфоліпіди.
Встановлено, що інгібітор ФЕС має дифільні властивості і у кислому середовищі проявляє себе як катіоноактивна речовина, а у 3 %-ному розчині NaCl – як молекулярна нейтральна ПАР. Застосування інгібітору ФЕС усуває прояви локальної корозії при обтіканні потоком рідини деталей циліндричної форми.
Вперше проаналізовано склад і товщину захисних шарів з урахуванням мікротопографії поверхні сталі: спочатку хемоадсорбуються молекули з найменшими стеричними ускладненнями, а потім, за принципами фізичної адсорбції, формуються полімолекулярні структури.
На основі поведених досліджень розроблений інгібітор ФЕС, ефективний в статичних та динамічних умовах в агресивних кислих і нейтральних середовищах (Z = 94 – 99 %). Наукові розробки і практичні рекомендації дисертації впроваджено на підприємствах Чернігівського регіону для захисту від корозії обладнання та трубопроводів систем теплопостачання.
У дисертації вирішено науково-технічне завдання підвищення протикорозійного захисту металоконструкцій від корозії розробленням ефективних інгібіторів на основі використання екологічно-безпечної технології переробки рослинних відходів жироолійного виробництва України. Основні результати наступні:
Винайдено дешевий, екологічно-безпечний і технологічний спосіб переробки відходів жироолійного виробництва, заснований на екстракції водорозчинних і водосумісних поверхнево-активних речовин, для створення композиції ФЕС з інгібіторними властивостями.
Методами аналітичної хімії, ПМР- і Оже-спектроскопії визначено склад активних компонентів розробленого інгібітора ФЕС: фосфоліпіди (44±2 %), мила жирних кислот (51±2 %), білки та продукти їх гідролізу та інші (15 %).
Протикорозійні властивості інгібітора ФЕС у нейтральному і кислому агресивних середовищах підвищуються при збільшенні вмісту ФЕС до досягнення критичної концентрації міцелоутворення, а далі змінюються несуттєво. Оптимальна ефективність інгібітора (Z = 94-96 %) досягається за його концентрації 1,5-1,8 г/л як за кімнатної, так і підвищеної (333 К) температур. З’ясовано, що найбільший протикорозійний захист у складі ФЕС здійснюють фосфоліпіди.
Показано, що інгібітор ФЕС має дифільні властивості і у кислому середовищі проявляє себе як катіоноактивна речовина, а у 3 %-ному розчині NaCl – як молекулярна нейтральна ПАР. Виявлено, що захисна дія інгібітора зумовлена його хемосорбцією, яка описується ізотермою Фрумкіна.
Встановлено вплив шорсткості поверхні та гідродинамічних факторів на протікання корозійних процесів на поверхні сталі і виявлено, що у випадку обтікання потоком рідини деталей циліндричної форми корозія в неінгібованому розчині має локальний характер і переважно зосереджується уздовж лінії розділу тильної і лобової поверхні зразків. Застосування інгібітору ФЕС усуває прояви локальної корозії, а ступінь захисту Ст3 складає 88–99 %.
Вперше проаналізовано склад і товщину захисних шарів інгібітора органічного походження з урахуванням мікротопографії поверхні сталі: спочатку хемоадсорбуються молекули з найменшими стеричними ускладненнями, а потім, за принципами фізичної адсорбції, формуються полімолекулярні структури. За відсутності стеричних ускладнень перевагу у формуванні адсорбційних шарів мають в більшій мірі поляризовані молекули, що входять до складу інгібітора, за порядком: фосфоліпіди>мила>аміно-кислоти.
Досліджено механізм захисної дії інгібітора ФЕС у високомінералізованих пластових водах нафтовидобутку. Виявлено, що за кімнатної температури переважно гальмується корозія на катодних ділянках поверхні, тоді як за підвищеної (353 К) – інгібітор анодно-катодної (змішаної) дії.
Показані переваги використання інгібітору ФЕС у порівнянні з небезпечним Стронцію хроматом, що використовується як протикорозійна добавка.
Виготовлення та використання інгібітору ФЕС відповідає вимогам екологічної безпеки. На інгібітор ФЕС отримано патент України № 82921, розроблено технічні умови та випущено дослідну партію. Інгібітор випробувано на ряді підприємств (НВП “ІНКОС”, ВАТ “Чернігівський інструментальний завод”) і впроваджено для протикорозійного захисту систем теплопостачання.
Публікації автора:
Використання природних органічних речовин групи ліпідів у протикорозійному захисті сталі / О.М. Савченко, О.О. Корольов, О.І. Сиза, Бакалов В.Г. // Вісник ЧДТУ. – 2005. – № 22. – С. 130–134.
Протикорозійні властивості продуктів переробки рослинної сировини / О.І. Сиза, О.О. Корольов, О.М. Савченко, С.В. Гаценко, І.В. Пасічніченко // Фіз.-хім. механіка матеріалів.– Спец. випуск 2006. – № 5. – С. 874–880.
Сизая О.И. Исследование защитного действия противокоррозионных материалов на основе продуктов растительного происхождения / О.И. Сизая, О.Н. Савченко, А.А. Королев // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2005. – № 5. – С. 34–39.
Корольов О.О. Дослідження протикорозійних властивостей відходів хімічного та харчового виробництв / О.О. Корольов, О.І. Сиза, О.М. Савченко // Вісник ЧДТУ. – 2006. – № 26. – С. 123–128.
Використання продуктів переробки рослинної сировини у протикорозійному захисті / О. Сиза, О. Корольов, О. Савченко, С. Гаценко // Фіз.-хім. механіка матеріалів. – 2007. – Т. 6. – С. 208–213.
Королев А.А. Механизм действия экологически безопасного ингибитора ФЕС при защите стали / А.А. Королев, О.И. Сизая // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2008. – №2. – С. 23–29.
Характер адсорбции на стали ингибиторов на основе растительного сырья / О.И. Сизая, О.Н. Савченко, А.А. Королёв, В.Г. Ушаков // Защита металлов. – 2008. – Т. 44, № 3. – С. 267–271.
Особливості протикорозійного захисту інгібіторами на основі відходів переробки рослинної сировини / О. Сиза, О. Корольов, О. Савченко, І. Костенко, В. Челябієва // Фіз.-хім. механіка матеріалів.– Спец. випуск 2008. – № 7. – С. 567–572.
Новые противокоррозионные материалы на основе продуктов модификации растительных масел / О.И. Сизая, О.Н. Савченко, А.А. Королев, С.В. Гаценко, О.Л. Гуменюк // Современное материаловедение:достижения и проблемы: междунар. конф., 26-30 сент. 2005 г. : тезисы докл. – Киев, 2005. – С. 429–430.
Про механізм утворення захисної наноструктури на поверхні сталі при дії гетероциклічних інгібіторів в агресивному середовищі / О.І. Сиза, О.М. Савченко, О.Л. Гуменюк, О.О. Корольов // Композиционные материалы в промышленности: 25 юбил. междунар. конф., 30 мая-3 июня 2005 г.: тезисы докл. – Ялта : Укр. информ. центр "Наука. Техника. Технология". – 2005. – С. 438–440.
Екологічні аспекти використання модифікованих рослинних олій у протикорозійному захисті / О.І. Сиза, О.М. Савченко, О.О. Корольов, С.В. Гаценко, І.В. Пасічніченко // Львівські хімічні читання: укр. конф. з хімії, 25-27 трав. 2005 р.: збір. наук. праць – Львів : ЛНУ, 2005. – С. 12.
Інгібіторний захист водооборотних систем від корозії та біологічного забруднення / О.М. Савченко, О.І. Сиза, О.О. Корольов, Ф.І. Авер’янов // Эффективность реализации научного, ресурсного и промышленного потенциала в современных условиях: междунар. конф., 21–25 февраля, 2005 г.: тезисы докл. – пмт. Славское, 2005. – С. 124–126.
Королев А.А. Исследование коррозионных процессов стальной аппаратуры в производстве химических волокон / А.А. Королев, О.И. Сизая, В.И. Кирюшко // Техника и технология химволокон: 5 междунар. науч.-практ. конф., 3-5 окт. 2006 г. : сб. докл. – Чернигов: ОАО «Химтекстильмаш». – 2006. – С. 218–221.
Пат. 82921 України, МПК(2006), C23F 11/10, 23F 11/00. Інгібітор корозії сталі у водних середовищах / Корольов О.О., заявник і власник Корольов О.О. – № а 2006 07201; заявл. 29.06.06 ; опубл. 10.01.08, Бюл. № 1.
