Концентрация ингибиторов

Наиболее сложной задачей при ингибиторной защите является выбор ингибиторов и способов ингибирования для кандого конкретного случая. Первоначально с учётом состава средь, в которой планируется ингибиторная защита, проводятся лабораторное испытания предполагаемых ингибиторов, определяется их оптимальная концентрация, обеспечивающая коэффициент зашиты не менее 80 % на образцах без напрякения и под механическим напряжением растяже-ния( используя общепринятые гравиметрические и электрохимические.^ метода испытаний [4 ]JL Проводятся исследования иехавяша дейстмя ингибитора( характер адсорбции, время последействия, влияние на; физико-химические свойства'среды и физико-механические свойства стали),что в конечном игоге определяет технологические особенности его применения. Затем проводятся долговременные опытно-промышленные испытания, уточншетоя оптимальная концентрация ингибитора, определяется экономическая эффективность эго применения.

за счет нейтрализации и диссоциации щелочных компонентов —> соадсорбция органических ионов —> упрочнение пленки ингибитора за счет хемосорбции и полимеризации. Важной особенностью этого ингибитора является его высокая эффективность как в газовой, так и в жидкой среде. Наибольшую эффективность ингибитор СТ проявил на месторождениях природного газа в Восточной Украине и в Туркменистане при защите оборудования от углекислотной коррозии при турбулентном движении потока в двухфазных системах "вода-электролит". Оптимальная концентрация ингибитора составляет 200 мг/л или 3-5 г на 1000 м3 газа (защитный эффект от общей коррозии достигает 90%).

методом поршневания. Обработку насосно-компрессорных труб проводят путем закачки 200 л 33%-го раствора ингибитора. Периодическую обработку насосно-компрессорных труб, выкидных линий и газоконденсатопроводов проводят в среднем один раз в три месяца. Для поддержания защитной пленки осуществляют постоянную подачу ингибитора в виде 5-33%-го раствора из затрубного пространства скважины через ингиби-торный клапан в насосно-компрессорные трубы. Подачу осуществляют из расчета 10-14 л товарной формы ингибитора на 1 млн. м3 газа. При этом средняя концентрация ингибитора в жидкости, выносимой из скважины, составляет 25-40 ррт.

Из данных табл. 29 следует, что в интервале концентраций 0,05-0,20 г/л между 1§у и 1§С (С — концентрация ингибитора в коррозионной среде) существует линейная зависимость Оду = а + Ы§С, где а и Ь — константы), а технологически приемлемой является концентрация ингибиторов в коррозионной среде 0,15 г/л. При меньших концентрациях высокий защитный эффект не достигается, а увеличение содержания соединений в среде приводит к их неэкономному расходованию, так как скорость коррозии металла при этом снижается незначительно.

Рис. 48. Изотермы адсорбции ингибитора ИКУ-1 настали 20: 0 — степень заполнения поверхности; Синг - концентрация ингибитора в среде

Если эмульсия на границе "вода-углеводороды" не исчезает спустя пять минут после окончания перемешивания, то ингибитор, вызвавший ее образование, считают непригодным для применения в данной системе. Плохим также считают ингибитор, способствующий образованию эмульсии в виде "рыбьей икры". В связи с тем, что на эмульсиообразование сильное влияние оказывает концентрация ингибитора, данные испытания следует проводить при его различных концентрациях.

Рис. 63. Зависимость защитного действия против питтингообразования от концентрации ингибитора в коррозионной жидкости: С' — минимальная эффективная концентрация ингибитора для предотвращения питтингообразования; С < С — питтинг есть; С > С' — питтинга нет

Ввиду большого содержания жидкости в потоке ГЖС, а также воды в жидкости, то есть при относительно высоком значении соотношения "вода : жидкие углеводороды", для обработки трубопроводов рекомендуют применять водорастворимые или высоковододиспергируемые ингибиторы. При введении в трубопровод сверху через газовую фазу такой ингибитор должен преодолеть слой углеводородной жидкости, рассола и достичь поверхности металла. Одно из важных требований к ингибитору в данном случае — необходимость распределения между жидкими фазами "вода : углеводороды" в соотношении 5 : 1 соответственно. Причем в водной фазе концентрация ингибитора должна составлять 200 мг/л, а в углеводородной — около 40 мг/л. При приведенных концентрациях ингибитор обеспечивает степень защиты не менее 80%.

В связи с этим концентрация ингибитора в обрабатываемой жидкости потока типа "О" должна быть более высокой, чем в жидкости потока "С", а именно: в воде — 300 мг/л; в жидких углеводородах — 60 мг/л при сохраняющемся соотношении концентраций Св: Сж у = 5:1;

5) поток Е. При назначении технологии ингибирования трубопроводов с потоками типа "Е" остается в силе подход, принятый для обработки трубопроводов с потоками типа "О". Поскольку в данном случае коррозионные условия еще более жесткие, чем в случае потоков типа "В", концентрация ингибитора в жидкости должна быть увеличена: в минерализованной воде (рассоле) — до 500-600 мг/л, в жидких углеводородах — до 100 мг/л при сохранении соотношения концентраций ^ : ^ = 5 : 1.

Следует также учитывать, что коррозионные условия при наличии потока "В" более жесткие. В обрабатываемой жидкости концентрация ингибитора должна быть более высокой, а именно: в воде — 300 мг/л; в жидких углеводородах — 60 мг/л.

Из данных табл. 29 следует, что в интервале концентраций 0,05-0,20 г/л между 1§у и 1§С (С — концентрация ингибитора в коррозионной среде) существует линейная зависимость Оду = а + Ы§С, где а и Ь — константы), а технологически приемлемой является концентрация ингибиторов в коррозионной среде 0,15 г/л. При меньших концентрациях высокий защитный эффект не достигается, а увеличение содержания соединений в среде приводит к их неэкономному расходованию, так как скорость коррозии металла при этом снижается незначительно.

Особенно чувствительны к щелевой коррозии нержавеющие стали, алюминиевые сплавы и другие металлы, сохранение которых в пассивном состоянии зависит от поступления кислорода в зазоры. Например, в концентрированной кислоте, в которой железо находится в пассивном состоянии, наблюдается усиленная коррозия в щелях, в которых нет условий для постоянного обновления кислоты, и ее концентрация быстро падает. Такие же явления наблюдаются при ингибиторной защите, когда в щелях концентрация ингибиторов падает до критических значений, при которых происходит не ослабление, а усиление коррозии.

Примечание. Концентрация ингибиторов ХОД-7, ХОСП-10—0,025%, GLC-69 — 0,15%, остальных приведенных ингибиторов — 0,2%.

Ингибиторами являются вещества, которые ограничивают разрушение металлов кислотами и не оказывают неблагоприятного-воздействия на процесс травления. Это главным образом органические вещества, к которым часто добавляют смачиватели. Концентрация ингибиторов не превышает 0,1% объема раствора. Эффективность ингибиторов выражается относительным изменением массы металла при травлении в кислоте с ингибитором и без него:

При насыщении растворов ингибиторов сероводородом и последующим нагреванием их до 90 видимых изменений растворов не происходит, если концентрация ингибиторов не превышает 0,5 г/л. При максимальной концентрации ингибиторов (1 г/л) в случае уротропина и КПИ-2 после насыщения сероводородом растворы остают—

Вид и концентрация ингибиторов зависят от условий их применения: температуры, состава, концентрации и кислотности (величины рН) среды. Так, для нейтральных водных растворов NaCl при комнатных температурах в качестве ингибиторов мож-

В.П.Коваль и др. [176] изучали эффективность применения ингибиторов для повышения сопротивления сталей усталостному разрушению в сероводородсодержащих средах. Коррозионная среда представляла собой 3 %-ный раствор NaCI, насыщенный сероводородом. Концентрация ингибиторов составляла 1,5 г/л. Исследования на образцах диаметром 5 мм из сталей 20Х, ЗОХМ, ЗОХН, 40ХН, 45П7ЮЗ и 09Х16Н4Б при чистом изгибе с вращением показали, что независимо от состава, структуры, меха-

В качестве замедлителей коррозии применяют различные вещества. Для соляной кислоты применяют ингибиторы: ПБ-5, уротропин, катании, БА-6, И-1-А, столярный клей, фурфурол, уникол, формалин и др. Концентрация некоторых ингибиторов в промывочном растворе приведена в табл. 14.

Таблица 14 Концентрация ингибиторов в промывочном растворе, кг/'м3

К трудно окисляющимся веществам относятся ингибиторы кислотного травления, а также ОП-7 (ОП-10) и каптакс. Следует учитывать, однако, что концентрация ингибиторов в процессе очистки резко снижается, во-первых, за счет адсорбции ингибиторов на поверхности металла, во-вторых, за счет химических превращений, происходящих с ними в растворах кислот. В частности, определение концентрации каптакса и ОП-7 в промывочных растворах показало практическое отсутствие первого из них через 20—30 мин очистки кислотой и снижение концентрации второго в 1,5—2,0 раза. Несмотря на это, защитное действие данной смеси ингибиторов остается достаточно высоким, что подтверждено стендовыми и промышленными испытаниями.

Жидкости, содержащие ингибиторы коррозии, должны защищать от коррозии различные металлы, имеющиеся в системе. Однако присадки, которые являются хорошими ингибиторами коррозии для черных металлов, могут поражать такие металлы, как медь и серебро. Поэтому при получении коррозионноинертной жидкости для гидравлической системы необходимо добиваться совместимости между основой, присадками и металлами системы. Имеют значение также и окружающие условия, в которых жидкость должна эксплуатироваться: степень перемешивания, которая может влиять на содержание в жидкости воздуха и влаги, присутствие в жидкости свободной водной фазы, концентрация растворенных твердых веществ в такой водной фазе, ее кислотность, температура и степень загрязнения. Некоторые ингибиторы, которые эффективны при динамических условиях, могут быть совершенно неэффективными в статических условиях. Ингибиторы, эффективные при комнатной температуре, могут оказаться эффективными при 37,8° С лишь при введении их в удвоенной концентрации, а при более высоких температурах — совершенно неэффективными. В процессе эксплуатации жидкостей концентрация ингибиторов обычно понижается; поэтому, чтобы обеспечить длительный срок службы жидкости, в ней должен быть достаточный их резерв.