Азотная промышленность

В присутствии Са²⁺ и Fe³⁺ на поверхности образуется непроницаемая защитная пленка.

Наибольшее распространение в  промышленности получил гексаметафосфат  натрия. Фосфаты и полифосфаты  находят применение в качестве замедлителей коррозии стали в воде и холодильных рассолах. Большой эффект достигается при совместном использовании фосфатов и хроматов.

Органические ингибиторы коррозии. Многие органические соединения способны замедлить коррозию металла. Органические соединения — это ингибиторы смешанного действия, т.е. они, воздействуют на скорость как катодной, так и анодной реакций.

Органические ингибиторы коррозии адсорбируются только на поверхности  металла. Продукты коррозии их не адсорбируют. Поэтому эти ингибиторы применяют при кислотном травлении металлов для очистки последних от ржавчины, окалины, накипи. Органическими ингибиторами коррозии чаще всего бывают алифатические и ароматические соединения, имеющие в своем составе атомы азота, серы и кислорода.

Амины применяют как ингибиторы коррозии железа в кислотах и водных средах. Тиолы (меркаптаны), а также органические сульфиды и дисульфиды проявляют более сильное ингибирующее действие по сравнению с аминами. Основные представители этого класса — тиомочевиа, бензотриазол, алифатические меркаптаны, дибензилсульфоксид.

Органические кислоты и их соли применяют как ингибиторы коррозии железа в кислотах, маслах и электролитах, а также как ингибиторы процесса наводороживания. Наличие в органических кислотах амино- и гидроксильных групп улучшает из защитные свойства.

В азотной промышленности используют ингибитор коррозии нейтинг обеспечивающий эффективную защиту металлов от кислотной коррозии в растворах азотной кислоты и её солей.

Ингибитор коррозии нейтинг может использоваться при очистке котельного и другого водонагревательного оборудования, включая оборудование для пищевого водоснабжения.

Ингибитор коррозии нейтинг представляет собой специально подобранную композицию, обладающую синергетическим эффектом, состоящую из азота и серосодержащих органических соединений с неорганическими солями.

Защита оборудования от воздействия растворов азотной  кислоты и её солей и предотвращение коррозии «черных» сталей в химической, нефтехимической и нефтедобывающей  промышленности.

Высокая эффективность в разбавленных растворах азотной кислоты и ее солей, в концентрированной кремнефтористоводородной кислоте и растворах сульфата алюминия Скорость растворения стали Ст-20, Ст-3 в этих средах менее 0,2 г/м²·час при рабочей концентрации ингибитора 0,2 – 0,3 %.

 

2.13  Разработка вариантов электро-химической  защиты оборудования

 

Еще одним наиболее дешевым методом  защиты производственного оборудования в азотной промышленности от коррозии является электрохимическая защита.

Электрохимическая защита металлов от коррозии, основана на зависимости скорости коррозии от электродного потенциала металла. В общем случае эта зависимость имеет сложный характер. В принципе, металл или сплав должен эксплуатироваться в той области потенциалов, где скорость его анодного растворения меньше некоторого конструктивно допустимого предела, который определяют, исходя из срока службы оборудования или допустимого уровня загрязнения технологической среды продуктами коррозии. Кроме того, должна быть мала вероятность локальных коррозионных повреждений.

К электрохимической защите относят катодную защиту, при которой потенциал металла специально сдвигают из области активного растворения в более отрицательную область относительно потенциала коррозии, и анодную защиту, при которой электродный потенциал сдвигают в положительную область до таких значений, когда на поверхности металла образуются пассивные слои.

Катодная защита. Катодной защитой называют защиту газопровода от коррозии за счет их катодной поляризации с помощью тока от внешнего источника тока. На защищаемый элемент от специального источника постоянного тока накладывается отрицательный потенциал таким образом защищается участок элемента превращаясь в катодную искусственную зону. Положительную зону (анодную зону) создает закопанные вокруг элемента металлические предметы, которые подключают к источнику постоянного тока, рис.2.13.1

Рис. 2.13.1  Схема катодной защиты

Протекторная защита. Катодная поляризация защищаемого элемента достигается подключением к нему анодных заземлителей из металла, обладающего в грунтовой среде более отрицательным электрохимическим потенциалом, чем сам газопровод. Защищенному газопроводу придают отрицательный потенциал подключением к нему протекторов, обладающих большой отрицательной величиной, чем сам защищаемый элемент. В результате защищаемый участок превращается в катод без постороннего источника тока.

Рис. 2.13.2  Схема протекторной защиты.

Протекторы представляют собой  цилиндры, состоящие из алюминия, магния, цинка или их сплавов. В центре протекторов имеется стальной сердечник.

 

2.14  Выводы

 

Одной из важных проблем  в химической промышленности, а в  том числе и азотной отрасли является коррозия. Коррозия является проблемой мирового масштаба. Если привести статистику затрат на борьбу с коррозией, то можно отметить, что большинство развитых стран выделяют ежегодно около 3% от ВВП. Уменьшить затраты позволяют постоянно разрабатываемые новые методы и новые материалы защиты от коррозии.

Последними достижения в защите от коррозии оборудования стали стеклопластиковые композиционные материалы, в основе которых лежат полимеры, которые получены за счет футеровки или из композита.

Стеклопластики –  являются новой ступенькой в области антикоррозионной защиты оборудования. Их изготавливают из органических смол с применением стекловолокна, а также других добавок. Данный материал обладает отличной химической стойкостью и может противостоять большинству активных сред таких как: щелочь, масло, кислота, электролит, жидких топлив, газа и т.п. Также необходимо отметить, что стеклопласт наделен высокими прочностными характеристиками и по удельной прочности можно сравним со сталью или даже титаном. Материал обладает высокой прочностью и способен противостоять мощным динамическим нагрузкам, а также обладают свойствами демпфирования при возникновении вибраций. Высокая адгезия к таким материалам как: бетон, металл, дерево делает стеклопласт лидером в антикоррозионной защите оборудования.

Одним из важных показателей  любого антикоррозионного покрытия является технологичность и качество его нанесения. В отличие от полимерных материалов стеклопластик можно  наносить на поверхность способом «мокрого ламинирования» (нанесение сразу на обработанную поверхность с последующим охлаждением и отвердеванием). Это свойство дает возможность стеклопластику защищать сложные с различной степенью кривизны поверхности, такие как: шары, патрубки, штуцеры и т.д. За счет гибкости данного покрытия можно компенсировать неровные поверхности изделия, а также ликвидировать зазоры между конструкциями, тем самым это даст возможность избежать коррозии в самых недоступных местах обрабатываемой конструкции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.  Выводы. Производственные  рекомендации по повышению

     эксплуатационной надежности

 

Защита оборудования азотной отрасли от действия агрессивных сред может быть обеспечена путем:

-  выбора материалов;

-  применения защитных металлических и лакокрасочных покрытий;

-  использования электрохимической защиты;

-  выбора эффективных ингибиторов коррозии.

Чаще всего выбирать следует  стали стойкие к воздействию  кислотной и другим видам коррозии, например: Х18Н9Т, Х18Н12М2Т, Х14П4НЗТ, ОХ12Н5Т и др.

Защитные металлические покрытия необходимо все более широко применять для деталей оборудования отрасли. Чаще всего следует применять покрытия наносимые металлизацией, и горячим цинкованием.

Металлизационные покрытия из цинка  и алюминия имеют микропоры и в качестве защитного покрытия их необходимо применять в сочетании с лакокрасочными материалами. Комбинированные металлизационно-лакокрасочные покрытия отличаются большей долговечностью (около 20 лет), а также стойкостью к химическим воздействиям. Минимальная толщина металлизационных покрытий, применяемых в качестве основания под окрасочное покрытие, должна составлять 100 мкм.

Лакокрасочные покрытия являются наиболее распространенным видом защиты стальных конструкций, аппаратов, деталей  оборудования вследствие простоты нанесения разнообразных лаков и красок, позволяющих приспособить покрытия к данным условиям эксплуатации. Они хорошо защищают конструкцию от атмосферных воздействий (влаги, воды и т.д.). Однако отрицательным фактором является ограниченная стойкость к действию кислот и щелочей.

Необходимо шире применять электрохимическую защиту для трубопроводов, стальных резервуаров и различных аппаратов азотной отрасли промышленности.

Следует применять для замедления коррозии оборудования в агрессивных средах нейтральные и нетоксичные ингибиторы, такие так катапин, катионат-10, «Антикор2».

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Стали  и  сплавы для  азотной промышленности.  Условия  работы оборудования  для азотной  промышленности. [Электронный  ресурс].  Идеи и оборудование для малого бизнеса.

2. Тищенко Г.П., Бурмистр М. В.  Антикоррозионная защита оборудования  в отрасли – Днепропетровск: УДХТУ, 2003. – 139с.

3. Тищенко Г. П., Бурмистр М.  В.  Коррозия и защита от  коррозии в пищевой промышленности  книга 1 учебник -  Днепропетровск: УГХТУ, 2002. – 461с.

4. Улиг Г. Г., Реви Р. У. Коррозия  и борьба с ней. Введение  в коррозионную науку и технику:  Пер. с англ./Под ред. А. М.  Сухотина.— Л.: Химия, 1989.— Пер.  изд., США, 1985. — 456 с.

5. Стали  и  сплавы  для   азотной  промышленности.  Условия  работы  оборудования  для азотной промышленности. [Электронный  ресурс].  Идеи  и  оборудование  для  малого  бизнеса.

6. Луан Цзян Фэн. Взаимозаменяемость  коррозионностойких сталей  типа  18-10 производства разных стран.  Автореферат диссертации на соискание   ученой степени кандидата технических наук Уфа 2004. - 24с.

7. Химушин Ф.Ф.Нержавеющие стали  М.: Металлургия, 1967. - 800 с.

8. Изделия  из  нержавеющей   стали,  оборудование  для азотной   промышленности. [Электронный  ресурс].

9. Кнорозов Б. В., Усова Л. Ф., Третьяков А. В., Китаев Я.А., Филькин  В.М., Шевченко А.А., Усов Г.А. Технология  металлов и материаловедение  М.: Металлургия, 1987.- 800 с

10. Арзамасов Б.Н., Соловьева Т.В.  Справочник по конструкционным  материалам. Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. - 640 с.

11. Трубы стеклянные. [Электронный   ресурс]. Строительные материалы  и технологии.

12. Модификаторы (преобразователи)  ржавчины. [Электронный  ресурс]. Септон ТМ. Антисептик.

13. Преобразователи ржавчины: их  виды и способы применения. [Электронный  ресурс]. Строительство и ремонт.

14. Вещества химические для удаления  ржавчины, преобразователи ржавчины. [Электронный  ресурс].

15. Способ удаления ржавчины  с поверхности изделий из углеродистых  сталей. [Электронный  ресурс]. Патенты России.

16. Жуйков В.А. Эксплуатация и  ремонт оборудования. Учебное пособие. - Киров: Изд-во ВятГУ, 2008. - 127 с

17. Молотова В. А. Промышленное  применение керамических покрытих. – М.: Химия, 1978. – 112с.

18. Вансовская К.М. Металлические  покрытия, нанесенные химическим способом Л.: Машиностроение, 1989-103 с.

19. Оцинкование. [Электронный  ресурс]. Википедия.

20. Корягин С.И., Пименов И.В., Худяков  В.К. Способы обработки материалов: Учебное пособие Калининград:  Изд-во КГУ, 2000. - 448 с.

21. В. В. Кравцов, Коррозия и защита конструкционных материалов. Принципы защиты от коррозии учебное пособие / УГНТУ. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1999. - 157 с.

22. О. В. Шингаркина Повышение  защитных свойств композиций  для ремонта стеклоэмалевых покрытий  нефтехимической аппаратуры дис. канд. техн. наук:  УГНТУ. - Уфа, 2001. - 130 с.

23. Стеклоэмалевое покрытие. [Электронный   ресурс]. Большая Энциклопедия Нефти  Газа.

24. Борисенок Г. В., Васильев Л.  А., Ворошнин Л. Г. Химико-термическая  обработка металлов и сплавов.  Справочник. — Москва: Металлургия, 1981. — 255 с.

25. Ю.М. Лахтин, В.П. Леонтьева Материаловедение — М.: Машиностроение, 1990. – 528с.

26. Ворошнин Л. Г., Ляхович Л.  С. Борирование стали. — Москва: Металлургия, 1978. — 240 с.

27. А.П. Гуляев Металловедение — М.: Металлургия, 1977. - 650с.

28. Пузряков А. Ф Теоретические основы технологии плазменного напыления учеб. пособие, 2003. - 344с.

29. Хасуи А., Моригаки О. Наплавка и напыление. Пер. с яп. Москва Машиностроение 1985. - 240с.

30. Краснов В. И., Жильцов А. М., Набережнев В. В. Ремонт центробежных и поршневых насосов нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий: Справ, изд. - М.: Химия, 1996. – 320 с.

31. Плахтин В.Д. Теротехнология в металлургии. - М.: Металлургия, 1979. – 280с.

32. Магистрская работа автор А.Л.Павлюк, научный руководитель-проф. А.С. Парфенюк. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ ТЕХНОГЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ. -  Донецк, 2002.-325с.

33. Мальцева Г. Н. Коррозия и защита оборудования от коррозии.- Учебное пособие: - М.: Пензенский государственный университет, 2001.-211с.

34. Ингибиторы коррозии [Электронный ресурс]. Защита металлов от коррозии.

35. Нетоксичные и экологически безопасные концентраты ингибиторов коррозии серии "СП-В" для воды и водяных паров  (для консервации металлических поверхностей) [Электронный  ресурс]. Теплоносители.

36. Экилик Г.Н. Электрохимические методы защиты металлов Методическое пособие по спецкурсу. Ростов-на-Дону: РГУ, 2004. - 50 с.

37. Федосова Н.Л., Румянцева К.Е., Балмасов А.В. Антикоррозионная защита металлов. Методическое пособие: -  Иваново: ИГХТУ 2009. - 187 с.