автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Повышение сохраняемости сельскохозяйственной техники с использованием водорастворимых ингибиторов коррозии

На правах рукописи

Низамов Руслан Каримович

ПОВЫШЕНИЕ СОХРАНЯЕМОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического обслуживания в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 5 АПР 2013

005057746

Москва 2013

005057746

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В. П. Горячкина»

Научный руководитель: Гайдар Сергей Михайлович

доктор технических наук, доцент

Официальные оппоненты: Казанцев Сергей Павлович

доктор технических наук, профессор, декан факультета Технического сервиса в АПК ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

Петрищев Николай Алексеевич

кандидат технических наук, заместитель заведующего лабораторией разработки технологий и средств диагностирования, эксплуатации МТП и охраны труда Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка» Российской академии сельскохозяйственных наук

Федеральное государственное бюджетное Ведущая организация: образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Российский государственный аграрный заочный университет»

Защита диссертации состоится «27» мая 2013 года в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.01 при ФГБОУ ВПО« Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» по адресу: 127550, Москва, ул.Лиственничная аллея, д. 16а, корпус 3, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина».

Автореферат разослан «"У^ » СС«.2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета А.С. Дорохов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В Российской Федерации ежегодные прямые потери металлов из-за коррозии составляют до 12% от общей массы металлофонда, что соответствует потере до 30% ежегодно производимого металла. Кроме того, имеют место косвенные потери, которые в 3...4 раза превышают прямые. Металлофонд сельского хозяйства составляет 10... 12% общего металлофонда страны (1600 млн. т), в то же время срок службы техники и оборудования в 2,5...3 раза короче, чем в промышленности и на транспорте. Из-за коррозионного разрушения происходит до 33% отказов сельскохозяйственных машин, на40...55% снижается прочность углеродистых сталей и серого чугуна, в 2...4 раза увеличивается износ сопряженных деталей. На устранение ущерба, возникшего из-за потери агрегатами и деталями своих функциональных свойств, ежегодно тратится до 30% средств от общих затрат, расходуемых на восстановление их работоспособности. Защита сельскохозяйственной техники (СХТ) от атмосферной коррозии в процессе эксплуатации является необходимым условием сохранения ее ресурса и работоспособности.

Обеспеченность тракторами и уборочными машинами составляет 45...58% от технологической потребности. При необходимой энергообеспеченности в 220. ..260 кВт на 100 га посевной площади имеется всего 107 кВт.

По данным агропромышленных предприятий затраты денежных средств на ремонт техники в 2008 г. превысили 60 млрд. руб., при этом только на закупку новых запасных частей израсходовано более 30 млрд. руб. В каждом сезоне 60...65% парка тракторов и зерноуборочных комбайнов, более 70% почвообрабатывающих и посевных машин подвергаются ремонту, однако в большинстве аграрных предприятий доля исправных машин в напряженные периоды сельскохозяйственных работ не превышает 80...82%.

Известно, что 70...80% деталей машин выходят из строя вследствие совместного воздействия климатических факторов и механических нагрузок. Из них 20...25% приходится на долю поломок по причине потери прочности из-за атмосферной коррозии.

Существующие технологии подготовки машин к хранению предполагают выполнение ряда технологических операций в определенной последовательности, на выделенных для этих целей участках. Однако, время между выводом машины с полевых работ, поступлением на очистку, последующей стоянкой в отведенном месте и непосредственно ее консервацией может достигать, в силу различных объективных обстоятельств (нехватка механизаторских кадров, плотный график полевых работ, слабая техническая оснащенность машинных дворов) порой нескольких месяцев.

Несмотря на то, что для таких случаев предусмотрен регламент работ по кратковременному хранению техники, на практике считают, что достаточно просто произвести операцию очистки машин. А этого явно недостаточно, особенно, учитывая стоимость сложной импортной техники.

Борьбу с коррозионными разрушениями необходимо начинать уже на предварительной стадии очистки машин, перед постановкой их на хранение и

дальнейшей консервацией в межсезонный период. Кратковременную защиту на стадии очистки можно вполне осуществить при помощи водорастворимых ингибиторов коррозии, вводимых в составы моющих растворов, и осуществляя ополаскивание водным раствором ингибитора в процессе очистки сельскохозяйственной техники и ее деталей.

Цель работы: разработка средств и технологии, используемых на этапе операции очистки при постановке сельскохозяйственной техники на хранение, выполнении технического обслуживания и ремонта, для повыщения ее сохраняемости.

Задачи исследований:

1. Провести анализ и выбрать органические соединения дифильного строения для получения полифункционального водорастворимого ингибитора коррозии, нетоксичного и экологически безопасного.

2. Разработать математическую модель и провести оптимизацию рецептуры ингибитора.

3. Исследовать свойства нового ингибитора и определить перспективы его использования в качестве ингибирующей добавки в рабочие жидкости.

4. Получить структурную формулу нового соединения и определить механизм защитного действия ингибитора.

5. Разработать рабочую документацию для промышленного производства и технологию операции очистки с применением ингибитора.

6. Провести технико-экономическую оценку предложенных рекомендаций. Объект исследования. Процессы коррозионно-механического разрушения

деталей, сопряжений, сборочных единиц и систем сельскохозяйственной техники под воздействием внешних факторов и влияние их на надежность.

Предмет исследования. Механизмы защитного действия разработанных средств, установление их оптимальных составов и эффективных технологий применения.

Научная новизна:

1. Разработана математическая модель и проведена оптимизация рецептуры полифункционального водорастворимого ингибитора коррозии;

2. Впервые описан механизм защитного действия нового ингибитора коррозии;

3. Выявлен эффект «распознавания» вида металла в зависимости от химического строения молекулы;

4. Экспериментально доказана зависимость эффективности ингибитора от количества функциональных групп в молекуле.

Практическая значимость:

- разработаны рецептуры водорастворимых ингибиторов коррозии (Патент РФ № 2462538, Патент РФ № 2462539);

- повышена стойкость металлических поверхностей машин и оборудования к воздействию агрессивных сред в условиях сельскохозяйственного производства за счет использования водорастворимых ингибиторов при выполнении операции очистки;

- произведен выбор оборудования для подготовки ингибированных составов в условиях сельскохозяйственного производства;

- основные положения, изложенные в диссертации, могут быть использованы органами управления АПК на различных уровнях, в том числе коллективными и фермерскими хозяйствами. Результаты исследования будут использованы в проведении лекционных, лабораторно-практических занятий по специальности 110304 - Технология обслуживания и ремонта машин в АПК, и в разработке новой дисциплины «Нанотехнологии и наноматериалы в агроинженерии» (направление подготовки 110300 - Агроинженерия).

Реализация результатов: разработаны технические условия и технологический регламент для производства водорастворимых ингибиторов коррозии. На предприятии ЗАО «АВТОКОН» освоен промышленный выпуск ингибиторов, которые используются на предприятиях: ОАО «Завод им. В.А. Дегтярева», ОАО «Скопинский автоагрегатный завод» и ООО НПП «Технобиор»;

конкурсная работа «Противокоррозионная защита сельскохозяйственной техники с применением нанотехнологий» отмечена Дипломом Российской академии сельскохозяйственных наук, как лучшая завершенная научная разработка 2011 года;

результаты включены в каталог ФГБНУ «Росинформагротех» «Нанотехнологические разработки аграрных вузов».

Апробация работы. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на: Международной конференции «Нанотехнологии и наноматериалы в лесном комплексе», г. Мытищи, Московский государственный университет леса, 2011 г.; 1-ой конференции молодых ученых и специалистов отделения механизации, электрификации и автоматизации «Научное обеспечение инновационных процессов в агропромышленной сфере», г. Москва, ГНУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии, 2012 г.; Международной научно-практической конференции «Трибологические основы повышения ресурса машин (наука, образование, практика)», г. Москва, ФГБОУ ВПО МГАУ, 2012 г.; Международной научно-практической конференции «Научные проблемы эффективного использования тягово-транспортных средств в сельском хозяйстве», г. Москва, ФГБОУ ВПО МГАУ, 2012 г.; VI международной научно-практической конференции «Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК», г. Москва, ФГБНУ «Росинформагротех», 2012 г.; 25 Международном научно-техническом семинаре имени Михайлова В.В. «Проблемы экономичности и эксплуатации автотракторной техники», г. Саратов, ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова», 2012 г.; Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Особенности технического оснащения современного сельскохозяйственного производства», г. Орел, ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», 2012 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 6 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, 1 статья в зарубежном издании, получены 2 патента РФ на изобретения.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Математическая модель оптимизации рецептуры полифункционального водорастворимого ингибитора коррозии.

2. Механизм защитного действия ингибитора в составе технических средств.

3. Результаты лабораторных, стендовых и эксплуатационных испытаний эффективности полученных средств.

4. Рекомендации по применению защитных средств при эксплуатации СХТ.

5. Результаты технико-экономической эффективности применения защитных средств при постановке СХТ на хранение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложений. Общий объем диссертации составляет 183 страницы машинописного текста, в том числе 176 страниц основного текста 46 рисунков и 37 таблиц. Диссертация содержит библиографию из 159 наименований, из них 12 зарубежных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Введение. Обоснована актуальность, дана общая характеристика проблемы. Показаны научная новизна и практическая значимость результатов исследований.

В первой главе проведен анализ состояния вопроса по литературным источникам и проведена классификация сельскохозяйственных сред, влияющих на процессы коррозии и коррозионно-механического изнашивания в условиях сельскохозяйственного производства (Таблица 1).

Таблица 1 - Классификация типовых сельскохозяйственных сред по степени опасности коррозионных воздействий__

Группа Тип Значения коррозионных потерь

и особенности среды углеродистой стали Ст. 3

г/(м2-год) мкм/год

Группа I Открытая атмосфера сельской

местности:

зона умеренного климата 100...217 13...28

зона холодного климата 90...110 11,5...14

Группа II Атмосфера животноводческого

помещения:

коровник 440...640 56...82

свинарник 558...721 71...92

птичник 500...600 64...76

Группа III Среда минеральных удобрений и

ядохимикатов:

суперфосфат 350...380 35...40

аммиачная селитра 380...400 38...50

нитрофоска 850...900 100...120

сульфат аммония 910...1100 125...145

медный купорос 1900.. .2100 250...270

Показан вклад в развитие науки о коррозии и износе ведущих отечественных ученых: Колотыркина Я. М., Розенфельда И. Л., Шехтера Ю. Н., Флорионовича Г. М., Болдырева А. В., Алцыбеевой А. И., Фокина А. В., Тимонина В. А., Ахматова А. С., Крагельского И. В., Гаркунова Д. Н., Ерохина М.Н., Стрельцова В. В. и др.

Система противокоррозионной защиты сельскохозяйственной техники в аграрном производстве сформировалась благодаря работам Меламеда М. Н., Северного А. Э., Севернева М. М., Пасечникова Н. М., Поцкалева А. Ф., Спектра А. Г., Пучина Е. А., Синявского И. А., Курочкина В. Н., Яковлева Б. П., Латышенка М. Б., Митягина В. А., Рязанова В. Е., Простоквашина В. Г., Щукина А. Р., Прохоренкова В. Д., Петрашева А. И. и др.

Рассмотрены общие принципы системы обеспечения сохраняемости сельскохозяйственного машинно-тракторного парка. Изучены характер и особенности коррозионных разрушений деталей и сборочных единиц СХТ. В результате выявлены детали и сборочные единицы, наиболее подверженные коррозии и износу, к ним можно отнести: детали режущего аппарата, крепеж, цепи, шкивы, звездочки, а также детали из тонколистовой стали, которые при ремонте нуждаются в замене или ремонтных воздействиях. Выявлено, что 70...80% деталей машин выходят из строя вследствие совместного воздействия атмосферной коррозии и механических нагрузок. Из них 20...25% приходится на долю поломок от перегрузок при работе вследствие потери прочности из-за атмосферной коррозии. Описан механизм коррозионно-механического изнашивания сопряжений СХТ, дан характер разрушений и номенклатура сопряжений, наиболее подверженных данному разрушению.

В данной главе также сформулированы цели и задачи, решаемые в работе.

Во второй главе изложена теория создания водорастворимых ингибиторов, являющихся основой для получения средств защиты СХТ от коррозии на стадии очистки. Учитывая тот факт, что коррозионные процессы происходят на границе раздела фаз «поверхность металла-жидкость, газ» в качестве одного из ингредиентов выбраны органические соединения - аминоспирты (моноэтаноламин - МЭА; диэтаноламин - ДЭА; триэтаноламин - ТЭА). Молекулы таких соединений обладает двумя видами функциональных групп: гидроксильной и аминной. Функциональные группы обеспечивают адсорбцию молекул на поверхности металла, обеспечивая защиту от коррозионных разрушений.

Зависимость защитного действия от концентрации аминоспиртов в водном растворе позволяет сделать заключение о влиянии количества функциональных групп в структурной формуле (МЭА - 2, ДЭА - 3, ТЭА - 4) (Рисунок 1).

О 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 С, %

Рисунок 1 - Зависимости площади коррозионного поражения (8п) стальных пластин Ст. 3 от концентрации (С) в водном растворе: 1 - МЭА; 2 - ДЭА; 3 - ТЭА. Недостатком этаноламинов является то, что они образуют с цветными металлами водорастворимые комплексы, т.е. защищают только черные металлы (Рисунок 2).

(НО—сн

ОН)з

Рисунок 2 - Образование комплексных соединений на поверхности медных пластин после погружения их в раствор этаноламинов. В качестве ингибиторов для цветных металлов используется бензотриазол (Рисунок 3), не вызывающий образование водорастворимых комплексов, что позволяет модифицировать молекулу этаноламина и получать полифункциональный ингибитор для черных и цветных металлов.

N N. II II N

ны-» м

Результаты испытания медных пластин в водном растворе бензотриазола.

Рисунок 3

ЗоХиСгоп

Для придания веществам антисептических и биоцидных свойств используются борсодержащие вещества - борная кислота (Н3ВО3).

Получение боратов аминоспиртов (Борат) осуществляется за счет реакции поликонденсации (Рисунок 4).

/СН-СН-ОН НОч (=1всГс / СН,— СН,— 0\

ны " " + в-он-в-он+н,о

4 СН,- см.- О! I НО'

4 СН- СН - (У

Рисунок 4 - Реакция синтеза бората диэтаноламина.

Окончательная структурная формула полифункционального водорастворимого ингибитора будет иметь вид:

СДШ-НЫ

/ СН- СН - оч 4 СН,- СН,— оу

в-ОН

Вещество представляет собой раствор бензотриазола (СбПцЬ'з) в борате аминоспирта (Борат-М).

Определение размера молекул в результате проведенного синтеза с помощью фотонно-корреляционной спектроскопии (Рисунок 5) показал, что молекулы представляют собой полимеры размером от 200 до 300 нм.

0.01 1 100 1*4-4 1«+в 1«+8

1п£епг1су 1)1гсх1Ь (гш)

Рисунок 5 - Распределение частиц по размерам в относительных единицах ингибитора в водном растворе Борат (0,2 г/л) (дистиллированная вода) в начальный (1) и конечный момент времени (2).

Размеры таких молекул позволяют получить плотную упаковку за счет сил адсорбции на поверхности металла и придать ингибитору дополнительный эффект экранирования.

Для оптимизации рецептуры ингибитора были изготовлены 5% растворы боратов в воде. В качестве параметра оптимизации (у) выбрана защитная эффективность (г), в качестве факторов: содержание диэтаноламина в составе - X! и борной кислоты - х2.

В качестве математической модели выбрано уравнение регрессии второго порядка. Результаты эксперимента представлены в Таблице 2.

Таблица 2 - Полный факторный эксперимент с числом точек факторного пространства N = К" = 9, где К - число уровней факторов; п = число факторов

№ опыта Уровни факторов Результаты испытаний в параллельных опытах Средние опытные значения У

Конц. ДЭА ть гр Конц. Н3В03 Ш2, ГР У1 У2

1 200 (-) 20 (-) 40,77 40,85 40,81

2 280 (+) 20 (-) 7,73 11,65 9,69

3 200 (-) 100 (+) 21,08 25,59 23,34

4 280 (+) 100 (+) 31,32 28,13 29,73

5 240 (0) 60 (0) 46,35 60,28 53,32

6 280 (+) 60 (0) 50,23 43,01 46,62

7 200 (-) 60(0) 22,30 27,31 24,81

8 240 (0) 100 (+) 50,13 39,19 44,66

9 240 (0) 20 (-) 39,76 35,64 37,70

Воспроизводимость экспериментов оценивалась по критерию Кохрена.

После расчета значений коэффициентов уравнение регрессии имеет вид: у = 52,3 +0,49 Х,+1,58Х2-16,06X^-10,60X^+9,37X^2

После проверки модели на адекватность были определены значения факторов (XI = 235 гр, х2 = 58 гр) соответствующие экстремальному значению функции отклика. Проведенный полный факторый эксперимент по оптимизации защитных свойств позволил определить оптимальное соотношение в рецептуре аминоспирта к борной кислоте, как 4:1.

Анализ реакционной способности отдельных классов соединений позволил спрогнозировать свойства нового соединения, исходя из сведений о других соединениях этого класса. Описанный механизм защитного действия ингибитора выявил зависимость эффективности от химической структуры органического соединения.

В третьей главе изложена программа и приведены методики исследований. При выборе метода ускоренных испытаний учитывались условия эксплуатации, хранения и воздействие основных значимых факторов. Для изучения защитных свойств водорастворимых ингибиторов коррозии Борат и Борат-М выбраны следующие методики исследования:

- ускоренные лабораторные на металлических пластинах в коррозионной камере Г-4;

- лабораторно-стендовые (циклические с перепадом температур до 100°С) на пластинах;

- ускоренные коррозионные испытания в водных средах;

- натурные климатические на деталях, сборочных единицах, агрегатах и единицах сельскохозяйственной техники на климатических испытательных станциях;

- натурные климатические на металлических пластинах при хранении в неотапливаемых хранилищах с естественной вентиляцией и на открытых площадках;

-натурные климатические на этапе производства, хранения, транспортирования агрегатов, сборочных единиц и деталей.

Для испытания образцов на стойкость к воздействию плесневых грибов выбран метод 1 ГОСТ 9.048-89. Зараженные образцы ингибиторов помещали в открытой чашке Петри и пробирках в эксикатор и выдерживали в течение 28 суток в условиях, оптимальных для роста грибов и бактерий: при температуре 27...28°С и влажности 98 %. Промежуточные осмотры образцов (визуально и с микроскопированием) проводили через 14 суток.

Для выяснения характера тормозящего действия коррозионного процесса ингибиторами выбрана методика электрохимических исследований с использованием измерительного комплекса фирмы 8о1аПгоп (Великобритания).

В четвертой главе представлены результаты исследований и проведен их анализ.

Метод линейного поляризационного сопротивления позволил зафиксировать скорость коррозии электродов из стали СтЗ в водных растворах ингибиторов Борат и Борат-М. На кривых зависимости скорости коррозии (К) от времени (х) наблюдается два участка (Рисунок 6).

Рисунок 6 - Зависимость скорости коррозии стали СтЗ от продолжительности эксперимента в водном ингибированном (концентрация Синг - 50 г/л) растворе - 2, 4; в воде после выдержки в ингибированном растворе - 3, 5; 1 - контроль; 2, 3 - Борат; 4, 5 - Борат-М.

Первый участок - АБ, для которого характерно резкое снижение скорости коррозии стали, обусловленное образованием пассивной оксидной пленки и формированием адсорбционного слоя молекул ингибитора на поверхности. На участке БВ - формирование оксидной пленки и адсорбция молекул ингибитора закончено, что соответствует максимальному торможению коррозионного процесса. В водных растворах (вода техническая), ингибированных Борат-М при тех же концентрациях скорость коррозии стали ниже, чем при использовании Бората (Рисунок 6, кривые 2, 4). При противокоррозионной защите

9

сельскохозяйственной техники на стадии очистки машин не предполагается длительный контакт с ингибированным водным раствором. Интерес представляет прежде всего так называемый «эффект последействия», показывающий, на сколько эффективно предварительный контакт металлической поверхности с ингибированным водным раствором сказывается на протекании на ней коррозионных процессов.

На кривых, отвечающих за эффект последействия в технической воде после выдерживания образцов в ингибированных водных растворах в течение 24 часов также наблюдается два участка. Первый участок, для которого характерно резкое снижение коррозии стали, электродов с предварительной выдержкой в ингибированных водных растворах, более продолжительный (> 1 час). В случае с Боратом-М он завершается после 5 часов, причем до этого момента скорость коррозии для образцов, выдержанных в этом ингибиторе ниже, чем в случае с Боратом.

Коррозионные испытания стальных образцов СтЗ в водных растворах показали (Рисунок 7 (а, б) и 8 (а, б)), что оптимальная концентрация Бората и Борат-М в технической и дистиллированной воде составляет 5 - 10 г/л. Использование более высоких концентраций этих ингибиторов в водных растворах не является экономически целесообразным, так как не наблюдается ярко выраженный концентрационный эффект.

При коррозионных испытаниях, как и при поляризационных исследованиях была смоделирована ситуация различного времени соприкосновения стальных (СтЗ) поверхностей с ингибированными растворами с последующим определением скорости протекания коррозионных процессов при помещении их в воду для определения эффекта последействия. По результатам исследований, приведенным в Таблице 3, при испытаниях в технической воде защитная эффективность выше, чем в дистиллированной, что связано с влиянием рН воды, наличием и концентрацией солей, имеющихся в технической воде, по сравнению с дистиллированной.

а) б)

Рисунок 7 - Результаты ускоренных коррозионных испытаний стальных пластин в дистиллированной (а) и технической воде (б), ингибированной Боратом.

0,01 0.02 0,05 1,0 2.0 3,0 -1.0 5.0 10 50 100 200

^ змии'' '

б)

Рисунок 8 - Результаты ускоренных коррозионных испытаний стальных пластин в дистиллированной (а) и технической воде (б), ингибированной Борат-М. Анализ поляризационных кривых (Таблица 3, Рисунок 9), показал, что с ростом концентрации Бората в технической воде снижается скорость коррозии стального электрода. Наиболее сильно облагораживается потенциал коррозии при концентрации Бората 5 г/л в водном растворе, наиболее сильно снижаются токи коррозии при концентрации Бората 10 - 50 г/л. Борат выступает, прежде всего, как ингибитор анодного типа.

Таблица 3 - Данные электрохимических измерений на стали СтЗ, полученные в

Добавка, г/л ЕкоР' В ¡коо, А/м2 Ьь мВ Ьа, мВ КэЛ1-ЮЛкг/м2ч

отсутствует 0,46 0,251 180 60 2,61 -

1 0,37 0,177 120 60 1,84 30

5 0,09 0,141 180 200 1,46 44

10 0,21 0,006 70 100 0,07 97

50 0,18 0,004 70 100 0,04 98

с - стимулирование процесса

-Е.В -0,7 -0,6 - -0,5 -он 1 -' —°2

-0,3 -0,2 -0,1 о 0,1 0,2

0,5

1,5 2 1ВИ1,А/мЧ

Рисунок 9 - Катодные (1 - 5) и анодные (Г- 5') поляризационные кривые стали СтЗ в технической воде (1,1'), ингибированной Боратом (2,2' - 5,5'). Концентрация Бората, г/л: 2,2' - 1; 3,3' - 5; 4,4' - 10; 5,5' - 50. С точки зрения защиты сельскохозяйственной техники от коррозии на стадии очистки машин, как указывалось выше, нас прежде всего интересует

и

эффект последействия, поэтому необходимо определить оптимальное время контакта металлической поверхности с ингибированным водным раствором. Исследования показали высокий эффект последействия при кратковременном контакте металлической поверхности с ингибированным водным раствором. При продолжительности контакта 5 минут защитный эффект составил 50 %, что всего на 5 % меньше, чем при снятии поляризационных кривых непосредственно в ингибированном водном растворе. При увеличении времени контакта металлической поверхности с ингибированным водным раствором до 24 часов защитный эффект снижался. Следовательно, при проведении лабораторных исследований, достаточно пятиминутного контакта металлических образцов с ингибированным водным раствором, а при проведении производственных испытаний - кратковременного ополаскивания металлических поверхностей техники.

Таблица 4 - Результаты испытаний ингибиторов коррозии на биостойкость

Наименование Шифр образца Внешний вид после испытаний Балл

ингибитора

1,0%-й раствор 1-1 Визуально и под микроскопом 0

Борат 1-2 прорастания спор и конидий не обнаружено 0

1,0%-й раствор 2-1 Визуально и под микроскопом 0

Борат-М 2-2 прорастания спор и конидий не обнаружено 0

1,0%-й раствор 3-1 Визуально и под микроскопом 2

Диэтаноламин 3-2 выявлено прорастание спор и развитие мицелия 2

По окончании испытаний на биостойкость оценивали стадию развития грибов в баллах по 6-ти бальной шкале (Таблица 4).

Таблица 5 - Результаты натурно стендовых испытаний использования композиций на основе Борат (числитель) и Борат-М (знаменатель) в технической воде__

Сдобавки, г/л Защитная эффективность, Ъ, %

Открытая атмосфера Неотапливаемое помещение

3 мес 6 мес 9 мес 12 мес 1 мес 2 мес Змее 6 мес 9 мес 12 мес

1 22/23 17/19 с/с с/с - - - - - -

5 20/15 12/22 с/с с/с 27/49 57/60 57/57 66/60 53/50 54/53

10 25/с 17/16 с/с с/с 63/50 67/63 66/66 63/66 56/59 58/60

50 18/29 17/16 2/с с/с 60/49 60/61 70/74 68/73 69/63 68/65

100 12/36 17/18 с/с с/с - - - - - -

200 14/24 12/10 с/с с/с - - - - - -

Примечания - скорость коррозии незащищенной стали, г/м^-ч-Ю3. Открытая атмосфера: К3 = 8,65; Кб = 8,02; К9 = 6,90; К]2 = 4,8 неотапливаемое помещение: К] = 1,04; К2 = 0,75; К3 = 0,53; Кб = 0,41; К9 = 0,32; К12 = 0,27. Индекс - длительность испытаний, месяц.'с - стимулирование коррозии.

По результатам натурно-стендовых испытаний (Таблица 5), проведенных как в условиях открытой атмосферы, так и в условиях неотапливаемого помещения, оптимальной является концентрация водорастворимых ингибиторов коррозии - 10 г/л. В условиях прямого попадания атмосферных осадков скорость

коррозии стальных пластинок, обработанных составами, ингибированными Борат-М и Борат, невысокая (защитная эффективность не превышает 20 - 25 %) и к 9 месяцам испытаний на стальных образцах вместо защиты наблюдается стимулирование коррозии. Видимо, это связано с тем, что с течением времени происходит смыв защитной пленки, полученной после высыхания ингибированного состава, с поверхности стали атмосферными осадками, а также возможно разложение компонентов защитной пленки под действием солнечной радиации.

При испытаниях в условиях закрытого неотапливаемого помещения на образцах визуально не наблюдалось протекания активных коррозионных процессов в течение 12 месяцев (Рисунок 10).

Рисунок 10 - Внешний вид образцов после 12-ти месячных натурно-стендовых испытаний в закрытом неотапливаемом помещении

Тем не менее, пленка ингибированных составов, полученная однократным окунанием, обеспечила защитную эффективность порядка 60 %. Как показали исследования, для приготовления ингибированных растворов необязательно использовать дистиллированную воду, так как составы, полученные в обычной технической воде, обеспечивают более высокую защитную эффективность.

Таким образом, водорастворимые ингибиторы Борат и Борат-М показали себя хорошими ингибиторами атмосферной коррозии в условиях закрытого неотапливаемого помещения, тогда как в условиях открытой атмосферы применять их рекомендуется с дальнейшим нанесением защитных покрытий (консервационное масло, ПИНС и т.д.).

В пятой главе разработаны предложения по практической реализации результатов исследований и дана оценка их технико-экономической эффективности.

Экономическая эффективность от внедрения водорастворимых ингибиторов в средства, применяемые при операции очистки машин, агрегатов, сборочных единиц и деталей, достигается за счет следующих преимуществ: - не требуется стадия сушки после очистки поверхности водой;

- меньшего расхода защитных покрытий на финишной стадии консервации;

- не требуется дополнительное оборудование для нанесения консервационного материала после очистки.

Экономическая эффективность от применения новых защитных материалов определяется в сравнении с консервацией водно-восковым составом по формуле: Э = К3-(ЦмБ-Мб-(1 + ДКд) - Цмн-Мн);

где Цмб, Цмн - цена соответственно базового и нового (водорастворимый ингибитор коррозии) материалов, руб/кг;

Мб, Мн - расход на одну машину соответственно базового и нового материалов, кг/шт;

К3 - коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы. Примем К3 = 1,1;

ДКд - коэффициент, учитывающий дополнительные потери на туманообразование при работе распылителя в неотрегулированном режиме, ДКд = 0,064 - 0,1. Примем ДКд = 0,08.

Экономическая эффективность от внедрения разработанных предложений по использованию водорастворимых ингибиторов коррозии на стадии очистки машин ожидается не менее 500 рублей на единицу сложной техники. По Российской Федерации экономический выигрыш составит около 3 млрд рублей.

Общие выводы

1. По результатам информационного обзора работ, из-за коррозионного разрушения происходит 33% отказов машин, прочность углеродистых сталей, серого чугуна снижается на 40-55%, в 2-4 раза увеличивается износ сопряженных деталей. На устранение ущерба, связанного с потерей сборочными единицами и деталями машин своих функциональных свойств, ежегодно затрачивается до 30% средств от общих затрат, расходуемых на восстановление их работоспособности. Косвенный ущерб, обусловленный недобором, например продукции из-за несоблюдения агротехнических сроков выполнения полевых работ и потерь сельскохозяйственной продукции, как правило, в 3-5 раз больше.

2. Эффективным способом защиты от коррозии СХТ, работающей в агрессивных сельскохозяйственных средах, является своевременная очистка с последующим ополаскиванием водным раствором ингибитора коррозии. Исследования показали, что скорость коррозии сталей в этом случае уменьшается в 5-20 раз по сравнению с неочищенными стальными поверхностями и в 2-3 раза по сравнению с очисткой без последующего ополаскивания раствором ингибитора.

3. Используя сведения об органических соединениях дифильного строения, способных понижать поверхностную энергию на границе раздела фаз, были спрогнозированы свойства нового соединения. Выявлена зависимость эффективности ингибитора от химической структуры органического соединения и описан механизм защитного действия.

4. Полный факторный эксперимент с использованием уравнения регрессии второго порядка позволил определить соотношение реагентов (ДЭА, НзВОз)в

рецептуре, как 4:1. В качестве модификатора использован бензотриазол в количестве 1% с целью придания ингибитору защитных свойств цветных металлов.

5. Анализ экспериментальных исследований показал, что оптимальное количество ингибитора в водном растворе составляет 10 г/л, при этом защитная эффективность достигает 97%. Смещение поляризационных кривых в положительную сторону свидетельствует об анодном действии, т.е. защите анодных участков. Размер молекул, в результате реакции поликонденсации, достигающий 300 нм позволяет предположить об экранирующих свойствах ингибитора. Заражение образцов ингибитора спорами грибов Aspergillus niger van Tieghem в условиях, оптимальных для роста грибов и бактерий (температура 21 ... 28°С и влажность 98% в течение 28 суток) показало наличие антисептических свойств.

6. По результатам натурно-стендовых испытаний в условиях прямого попадания атмосферных осадков скорость коррозии стальных пластин, обработанных водным раствором ингибитора, невысокая (защитная эффективность не превышает 20-25%) и к 9 месяцам испытаний на образцах наблюдается стимулирование коррозии. При испытаниях в условиях закрытого неотапливаемого помещения на образцах не наблюдалось протекания коррозионных процессов в течение 12 месяцев, защитная эффективность порядка 60%.

7. Оценка технико-экономической эффективности применения водорастворимых ингибиторов при консервации СХТ, выполнении ТО и ремонта показала, что за счет проведения работ на стадии очистки отпадает необходимость в консервации и расконсервации техники на местах стоянок, в применении дополнительного технологического оборудования и защитных материалов, что позволяет снизить трудоемкость проведения этих работ на 30-40%, автоматически повысить их качество и полноту выполнения. Экономический эффект за счет снижения затрат на поддержание техники в работоспособном состоянии может в масштабах страны достигать 3 млрд. рублей в год. Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Низамов Р.К. Теория и практика создания ингибиторов атмосферной коррозии / Р.К. Низамов, С.М. Гайдар, С.А. Гурьянов, М.И. Голубев // Техника и оборудование для села. - 2012. - № 4 (178). - с. 8-10.

2. Низамов Р.К. Защита резьбовых соединений ингибированными консистентными смазками / Р.К. Низамов, Т.О. Озинковская II Техника и оборудование для села. - 2012. - № 5 (179). - с. 7-8.

3. Низамов Р.К. Инновационные консервационные составы для защиты сельскохозяйственной техники от коррозии / Р.К. Низамов, С.М. Гайдар, В.Д. Прохоренков, Е.Г. Кузнецова // Техника и оборудование для села. - 2012. - № 11 (184).-с. 40-43.

4. Низамов Р.К. Противокоррозионная защита при очистке сельскохозяйственной техники / Р.К. Низамов, С.М. Гайдар, А.В. Пегушин // Труды ГОСНИТИ. -2012.-Том 109 4.1.-с. 169-172.

5. Низамов Р.К. Концепция создания ингибиторов коррозии с использованием нанотехнологических подходов / Р.К. Низамов, С.М. Гайдар, М.И. Голубев // Лесной вестник. - 2012. - № 7(90). - с. 140-142.

6. Низамов Р.К. Повышение долговечности и экономичности двигателей с применением нанотриботехнологии / Р.К. Низамов, Е.А. Пучин, С.М. Гайдар, В.Н. Свечников // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2012. - № 9. - с. 2428.

Зарубежные издания

7. Nizamov R.K. Conception of corrosion inhibiting factors création with the usage of nanotechnological approach / R.K. Nizamov, S.M. Gaïdar, M.I. Golubev // Scientific Israël- Technological Advantages. - 2012. - Vol. 14. №3. - c. 88-91.

Патенты на изобретения

8. Низамов Р.К. Состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений / Р.К. Низамов, Е.А. Пучин, С.М. Гайдар и др. // Патент РФ № 2462538, опубл. 27.09.2012. - Бюл. № 27.

9. Низамов Р.К. Ингибитор коррозии металлов / Р.К. Низамов, Е.А. Пучин, С.М. Гайдар и др. // Патент РФ № 2462539, опубл. 27.09.2012. - Бюл. № 27.

Материалы конференций и прочие издания

Ю.Низамов Р.К. Инновационные разработки средств консервации сельскохозяйственной техники / Р.К. Низамов, С.М. Гайдар, В.Д. Прохоренков и др. // Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК: материалы VI Международной научно-практической конференции «ИнформАгро - 2012». - М.: ФГБНУ «Росинформагротех». - 2012. - с. 320-327.

11. Низамов Р.К. Наномодифицированные твердые смазочные покрытия / Р.К. Низамов, С.М. Гайдар // Нанотехнологические разработки аграрных вузов: каталог. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех». - 2013. - с. 45-49.

12.Низамов Р.К. Водорастворимый ингибитор коррозии / Р.К. Низамов, С.М. Гайдар // Нанотехнологические разработки аграрных вузов: каталог. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех». - 2013. - с. 51-53.

Тираж 100 экз. Объем 1.0 пл. Формат 60x84/16 Зак. 159

Отпечатано в типографии ФГБНУ «Росинформагротех» 141261, Московская обл., пос. Правдинский, ул. Лесная, 60

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет

имени В.П. Горячкина» (ФГБОУ ВПО МГАУ)

ПОВЫШЕНИЕ СОХРАНЯЕМОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ

Специальность 05.20.03 - Технологии и средства технического

обслуживания в сельском хозяйстве

На правах рукописи

04201356416

НИЗАМОВ РУСЛАН КАРИМОВИЧ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель -доктор технических наук, доцент С.М. Гайдар

Москва-2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.........................................................................................5

ГЛАВА 1. Состояние вопроса и задачи исследования............................12

1.1. Противокоррозионная защита сельскохозяйственной техники.......12

1.2. Анализ коррозионно-механического износа деталей машин в открытой атмосфере сельской местности....................................18

1.3. Анализ коррозионно-механического износа деталей машин и технологического оборудования в среде животноводческих ферм и комплексов............................................................................28

1.4. Анализ коррозионно-механического износа деталей машин в средах минеральных удобрений и ядохимикатов....................................39

1.5. Водорастворимые ингибиторы коррозии....................................45

1.5.1. Неорганические водорастворимые ингибиторы............................45

1.5.2. Органические водорастворимые ингибиторы..............................54

Выводы по главе 1 и задачи исследования...................................58

ГЛАВА 2. Теоретические основы создания водорастворимых

ингибиторов и оптимизация их функциональных свойств.....................60

2.1. Теоретическое обоснование и выбор химических ингредиентов для водорастворимых ингибиторов.................................................60

2.2. Получение водорастворимых ингибиторов коррозии на основе аминоспиртов.........................................................................68

2.3. Математическое моделирование и оптимизация защитных свойств водорастворимых ингибиторов..................................................73

2.4. Определение дисперсности ингибиторов в водных растворах методом фотонной корреляционной спектроскопии..................................80

2.5. Механизм защитного действия водорастворимых ингибиторов

коррозии................................................................................89

Выводы по главе 2...................................................................91

ГЛАВА 3. Программа и методика экспериментальных исследований.......93

3.1. Программа исследования процессов коррозии...............................93

3.2. Методики экспериментальных исследований защитных свойств водорастворимых ингибиторов коррозии..........................................108

3.2.1. Методика электрохимических исследований...............................112

3.2.2. Гравиметрический метод.........................................................120

3.3. Методика ускоренных коррозионных испытаний..........................122

3.4. Методы исследования биоповреждений........................................124

ГЛАВА 4. Результаты экспериментальных исследований.....................133

4.1. Исследование защитных свойств водорастворимых ингибиторов Борат-М и Борат...........................................................................133

4.1.1. Исследования методом поляризационного сопротивления............133

4.1.2. Поляризационные исследования..............................................140

4.1.3. Коррозионные испытания в водных растворах............................145

4.1.4. Ускоренные коррозионные испытания в термовлагокамере

Г-4..............................................................................................147

4.1.5. Исследования биостойкости....................................................149

4.1.6. Натурно-стендовые испытания................................................151

Выводы по главе 4.........................................................................153

ГЛАВА 5. Разработка научно обоснованных рекомендаций по повышению сохраняемости СХТ и их технико-экономическая эффективность..........155

5.1. Рекомендации по применению водорастворимых ингибиторов для повышения сохраняемости СХТ...............................................155

5.2. Оценка технической эффективности водорастворимых ингибиторов коррозии..............................................................................161

5.3. Оценка экономической эффективности использования водорастворимых ингибиторов................................................169

Выводы по главе 5.........................................................................174

Общие выводы..............................................................................176

Список использованных источников................................................178

ПРИЛОЖЕНИЕ А - Акты реализации результатов и предложений......196

ПРИЛОЖЕНИЕ Б - Диплом «За лучшую завершенную научную разработку 2011 года»..................................................................199

ПРИЛОЖЕНИЕ В - Санитарно-эпидемиологическое заключение.......200

ПРИЛОЖЕНИЕ Г - Патенты на изобретение....................................202

Введение.

Актуальность работы. В Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы (Постановление Правительства Российской Федерации от 14 июля 2012 г. № 717), дан анализ современного состояния агропромышленного производства и продовольственной безопасности страны.

Положительная динамика последних лет выразилась в 40%-ном приросте продукции сельского хозяйства, высоких темпах развития перерабатывающей промышленности, становлении России как одного из ведущих экспортеров зерна.

Вместе с тем агропромышленный комплекс не в состоянии воспользоваться огромным потенциалом Российской Федерации, на долю которой приходится: 8,9% мировой пашни, 2,6% пастбищ, 52% черноземных почв, 8,3% производства минеральных удобрений, 20% пресной воды, огромные ресурсы органических удобрений. Удельный вес страны в мировом производстве сельскохозяйственной продукции остается значительно ниже ее возможностей.

Основными причинами такого положения являются низкие темпы структурно-технологической модернизации отрасли и обновления основных производственных фондов. За годы преобразований научно-технический уровень производства отстал от мирового уровня на целую смену базовой технологии, а по технике на 2.. .3 поколения [1].

Существенно снизился уровень энерговооруженности аграрного производства - парк машин уменьшился вдвое по сравнению с 1990 г. Обеспеченность тракторами и уборочными машинами составляет 45...58% от технологической потребности. При технологически необходимой энергообеспеченности в 220...260 кВт на 100 га посевной площади имеется всего 107 кВт [2,3].

По данным агропромышленных предприятий затраты денежных средств на ремонт техники в 2008 г. превысили 60 млрд. руб., при этом только на закупку новых запасных частей израсходовано более 30 млрд. руб. В каждом сезоне 60...65% парка тракторов и зерноуборочных комбайнов, более 70% почвообрабатывающих и посевных машин подвергаются ремонту, однако в большинстве аграрных предприятий доля исправных машин в напряженные периоды сельскохозяйственных работ не превышает 80.. .82% [1].

Известно, что 70...80% деталей машин выходят из строя вследствие совместного воздействия климатических факторов и механических нагрузок. Из них 20...25% приходится на долю поломок по причине потери прочности из-за атмосферной коррозии.

Для сельскохозяйственного производства существует ряд особых условий, влияющих на интенсификацию коррозионных процессов [4]:

• использование ряда химикатов в качестве удобрений и борьбы с вредителями и сорняками. Некоторые из них, например, суперфосфат и аммиачная селитра в обычном состоянии малоактивны и не вызывают коррозии. Однако при увлажнении они образуют кислые высокоагрессивные среды, интенсивно разрушающие металлы;

• среда животноводческих ферм и комплексов: относительная влажность воздуха на уровне 65...80%, в холодное время года доходит до 95% и выше с образованием конденсата на металлической поверхности, повышенная концентрация аммиака, сероводорода и углекислоты, перепады температуры в течение суток, отсутствие солнечных лучей (способствует развитию микроорганизмов и грибов), малая скорость перемещения воздуха, постоянное наличие на поверхностях машин технологических остатков, невозможность регулярной очистки машин и оборудования от загрязнений, попадание частиц экскрементов животных и навозной жижи на поверхности, наличие открытой водной поверхности в автопоилках и на полу;

• почва и остатки растений являются питательной средой для развития бактерий и грибов, вызывающих биокоррозию;

• сезонность выполняемых работ, поэтому для большинства машин занятость в году составляет в среднем 150-300 часов. В остальное время они находятся на хранении, преимущественно на открытых площадках, подвергаясь воздействию атмосферных факторов (дожди, солнечная радиация, ветер, снег и т.д.). Все это способствует протеканию коррозионных процессов на поверхностях деталей, старению материалов, разрушению лакокрасочных покрытий и т. п., приводящим к снижению работоспособности техники.

Существующие технологии подготовки машин к хранению предполагают выполнять ряд технологических операций в определенной последовательности, на выделенных для этих целей участках. Однако, время между выводом машины с полевых работ, поступлением на мойку и очистку, последующей стоянкой в отведенном месте и непосредственно её консервацией может достигать, в силу различных объективных обстоятельств (нехватка механизаторских кадров, плотный график полевых работ, слабая техническая оснащенность машинных дворов) порой нескольких месяцев [5-7].

Несмотря на то, что для таких случаев предусмотрен регламент работ по кратковременному хранению техники, на практике считают, что достаточно выполнить операцию очистки. А этого явно недостаточно, особенно, учитывая стоимость сложной импортной техники.

Очевидно, что борьбу с коррозионными разрушениями необходимо начинать уже на предварительной стадии очистки машин в завершающей стадии, перед постановкой их на хранение и дальнейшей консервацией в межсезонный период. Кратковременную защиту на стадии очистки можно вполне осуществить при помощи водорастворимых ингибиторов коррозии вводимых в составы моющих растворов в процессе очистки сельскохозяйственной техники и ее деталей. В последующем консервация

техники на весь период ее хранения будет зависеть от условий хранения и защитной эффективности применяемых консервационных средств.

Цель работы: Разработка средств и технологии, используемых на этапе операции очистки при постановке сельскохозяйственной техники на хранение, выполнении технического обслуживания и ремонта, для повышения ее сохраняемости.

Задачи исследований:

1. Провести анализ и выбрать органические соединения дифильного строения для получения полифункционального водорастворимого ингибитора коррозии, нетоксичного и экологически безопасного.

2. Разработать математическую модель и провести оптимизацию рецептуры ингибитора.

3. Исследовать свойства нового ингибитора и определить перспективы его использования в качестве ингибирующей добавки в рабочие жидкости.

4. Получить структурную формулу нового соединения и определить механизм защитного действия ингибитора.

5. Разработать рабочую документацию для промышленного производства и технологию операции очистки с применением ингибитора.

6. Провести технико-экономическую оценку предложенных рекомендаций. Объект исследования. Процессы коррозионно-механического

разрушения деталей, сопряжений, сборочных единиц и систем сельскохозяйственной техники под воздействием внешних факторов и влияние их на надежность.

Предмет исследования. Механизмы защитного действия разработанных средств, установление их оптимальных составов и эффективных технологий применения.

Научная новизна:

1. Разработана математическая модель и проведена оптимизация рецептуры полифункционального водорастворимого ингибитора коррозии;

2. Впервые описан механизм защитного действия нового ингибитора коррозии;

3. Выявлен эффект «распознавания» вида металла в зависимости от химического строения молекулы;

4. Экспериментально доказана зависимость эффективности ингибитора от количества функциональных групп в молекуле.

Практическая значимость:

- разработаны рецептуры водорастворимых ингибиторов коррозии (Патент РФ № 2462538, Патент РФ № 2462539);

- повышена стойкость металлических поверхностей машин и оборудования к воздействию агрессивных сред в условиях сельскохозяйственного производства за счет использования водорастворимых ингибиторов при выполнении операции очистки;

- произведен выбор оборудования для подготовки ингибированных составов в условиях сельскохозяйственного производства;

- основные положения, изложенные в диссертации, могут быть использованы органами управления АПК на различных уровнях, в том числе коллективными и фермерскими хозяйствами. Результаты исследования будут использованы в проведении лекционных, лабораторно-практических занятий по специальности 110304 - Технология обслуживания и ремонта машин в АПК, и в разработке новой дисциплины «Нанотехнологии и наноматериалы в агроинженерии» (направление подготовки 110300 - Агроинженерия).

Реализация результатов: разработаны технические условия и технологический регламент для производства водорастворимых ингибиторов коррозии. На предприятии ЗАО «АВТОКОН» освоен промышленный выпуск ингибиторов, которые используются на предприятиях: ОАО «Завод им. В.А. Дегтярева», ОАО «Скопинский автоагрегатный завод» и ООО НПП «Технобиор»;

конкурсная работа «Противокоррозионная защита сельскохозяйственной техники с применением нанотехнологий» отмечена Дипломом Российской

академии сельскохозяйственных наук, как лучшая завершенная научная разработка 2011 года;

результаты включены в каталог «Нанотехнологические разработки аграрных вузов» ФГБНУ «Росинформагротех».

Апробация работы. Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены на: Международной конференции «Нанотехнологии и наноматериалы в лесном комплексе», г. Мытищи, Московский государственный университет леса, 2011 г.; 1-ой конференции молодых ученых и специалистов отделения механизации, электрификации и автоматизации «Научное обеспечение инновационных процессов в агропромышленной сфере», г. Москва, ПТУ ГОСНИТИ Россельхозакадемии, 2012 г.; Международной научно-практической конференции «Трибологические основы повышения ресурса машин (наука, образование, практика)», г. Москва, ФГБОУ ВПО МГАУ, 2012 г.; Международной научно-практической конференции «Научные проблемы эффективного использования тягово-транспортных средств в сельском хозяйстве», г. Москва, ФГБОУ ВПО МГАУ, 2012 г.; VI международной научно-практической конференции «Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК», г. Москва, ФГБНУ «Росинформагротех», 2012 г.; 25 Международном научно-техническом семинаре имени Михайлова В.В. «Проблемы экономичности и эксплуатации автотракторной техники», г. Саратов, ФГБОУ ВПО «Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова», 2012 г.; Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Особенности технического оснащения современного сельскохозяйственного производства», г. Орел, ФГБОУ ВПО «Орловский государственный аграрный университет», 2012 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 6 статей в изданиях, рекомендованных ВАК, 1 статья в зарубежном издании, получены 2 патента РФ на изобретения.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Математическая модель оптимизации рецептуры полифункционального водорастворимого ингибитора коррозии.

2. Механизм защитного действия ингибитора в составе технических средств.

3. Результаты лабораторных, стендовых и эксплуатационных испытаний эффективности полученных средств.

4. Рекомендации по применению защитных средств при эксплуатации СХТ.

5. Результаты технико-экономической эффективности применения защитных средств при постановке СХТ на хранение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и рекомендаций, списка использованных источников и приложений. Общий объем диссертации составляет 178 страниц машинописного текста, в том числе 158 страниц основного текста 50 рисунков и 30 таблиц. Диссертация содержит библиографию из 159 наименований, из них 20 зарубежных источников.

ГЛАВА 1.

Состояние вопроса и задачи исследования 1.1. Противокоррозионная защита сельскохозяйственной техники

Потери от коррозии во всем мире продолжают оставаться огромными. Она способствует невосстанавливаемой потере металла, приводит к нарушению технологического процесса производства продукции из-за непрогнозируемого выхода из строя той или иной детали машины, чаще всего по причине уменьшения прочности и повышенного износа вследствие ее коррозионного разрушения, а, следовательно, и увеличению затрат на восстановление работоспособности машин в целом [8].

Во всех сферах народног�