автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.07, диссертация на тему:Защитный водовытесняющий состав для межоперационной консервации металлоизделий в тропическом климате

004617143

На правах рукописи

Бать Тхи Ми Хьен

ЗАЩИТНЫЙ ВОДОВЫТЕСНЯЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ

МЕЖОПЕРАЦИОННОЙ КОНСЕРВАЦИИ МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ В ТРОПИЧЕСКОМ КЛИМАТЕ

05.17.07 - Химическая технология топлива и высокоэнергетических веществ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 9 ЛЕН 2010

Москва - 2010

004617143

Работа выполнена на кафедре химии и технологии смазочных материалов и химмотологии Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Спиркин Владимир Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Трусов Валерий Иванович

кандидат технических наук, доцент Назаров Андрей Владимирович

Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова

Защита состоится «21» декабря 2010 г. в <\() часов в ауд. ЮЬ на заседании Диссертационного совета Д212.200.04 при Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский проспект, дом 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина

Автореферат разослан «'"Я » Н^Г^ 2010 г.

Ученый секретарь Диссертационного

совета Д 212.200.04,

доктор технических наук, профессор

Р.З. Сафиева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Защита металлов от коррозии является одной из важнейших технических и экономических проблем. В Европе ущерб от коррозии оценивают в 4, 2% валового национального продукта; в США - 6%. При этом 70 - 80% ущерба от коррозии приходится на атмосферную коррозию, причем большинство технических систем эксплуатируется в атмосферных условиях.

Длительное время потребность Вьетнама в средствах временной противокоррозионной защиты обеспечивалась в основном за счет импортных поставок, но удовлетворялась далеко не полностью, в стране отсутствовала технология производства этих продуктов. В тропических условиях, например во Вьетнаме, происходит интенсивная коррозия металлических изделий. Это связано с большой продолжительностью, достигающей 8-9 месяцев в год, существования тонких пленок воды на металлической поверхности. При использовании эффективных защитных водовытесняющих составов возможно удаление влаги с поверхности металлоизделий без предварительной её осушки перед их консервацией. В последнее время во Вьетнаме были проведены научные исследования в области разработки новых эффективных консервационных материалов, предназначенных для использования в жестких условиях тропического климата при длительном хранении техники с целью замещения импортных продуктов отечественными. Но до настоящего времени отсутствуют защитные продукты, применяемые на стадиях изготовления, межоперационного хранения и транспортирования металлоизделий.

В связи с этими, тема диссертации, посвящённой исследованию и разработке на основе местного сырья эффективного защитного водовытесняющего состава, отвечающего современным требованиям, является актуальной.

Цель и задачи исследования. Цель исследования - разработка защитного водовытесняющего состава, предназначенного для использования в условиях тропического климата при межоперационном хранении техники.

В соответствии с целью работы решались следующие задачи:

• анализ состояния проблемы производства, применения защитных водовытесняющих составов, в том числе с использованием растительно-минерального сырья Вьетнама;

• теоретическое и экспериментальное обоснование выбора компонентов для получения эффективного защитного водовытесняющего состава;

• разработка оптимальной рецептуры состава по результатам лабораторных исследований;

• получение защитного водовытесняющего состава «Тропик» и проведение его натурных климатических испытаний в условиях влажного тропического климата Вьетнама.

Научная новизна.

На основе исследования ряда растительных масел: кокосового, пальмового, каучукового, соевого, кунжутного и касторового установлено, что в композиции 5% мае. пальмового масла, содержащего более 80% мае. эфиров пальмитиновой и олеиновой кислот, с 20% мае. мазута вьетнамской нефти и 3% мае. ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК возникает синергетический эффект повышения защитных свойств покрытия.

Методом ИК-спектроскопии установлено наличие ассоциации молекул пальмового масла и ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК с молекулами дизельного топлива и мазута, что приводит к образованию водородных связей между ними и значительно повышает эффективность защитного водовытесняющего состава.

Исследование процессов межмолекулярного взаимодействия компонентов состава с определением электропроводности пальмового масла, ингибитора коррозии Нефтенол АПП-СИЛИК и их смесей в дизельном топливе показало, что, по-видимому, происходит образование надмолекулярных структур в области концентраций 4 - 7% мае. для раствора пальмового масла в дизельном топливе, для раствора ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК в дизельном топливе в области концентраций 0,5 - 3% мае. При массовом соотношении 5:3

пальмового масла и ингибитора Нефтенола АПП-СИЛИК в дизельном топливе происходит усиление водовытесненяющих и защитных свойств составов.

Практическая значимость. Разработан защитный водовытесняюхций состав на основе растительного и минерального сырья Вьетнама, содержащий мазут, пальмовое масло, растворитель, и ингибитор коррозии Нефтенол АПП-СИЛИК.

Проведены натурные испытания во Вьетнаме, показана возможность использования нового защитного водовытесняющего состава, способного заменить импортные продукты аналогичного назначения.

Реализация работы. Разработанный продукт ЗВВС «Тропик» предназначен для использования на специальных базах, предприятиях японской компании «Kyosin» во Вьетнаме для защиты от коррозии деталей автомобильных двигателей.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на:

4-ой Международной научно-технической конференции «Глубокая переработка нефтяных дисперсных систем», Москва, 2008 г.

5-ой Международной научно-технической конференции «Глубокая переработка нефтяных дисперсных систем», Москва, 2009 г.

8-ой Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», Москва, 2010 г.

Публикация. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 3 научных статьях в журналах, входящих в список ВАК.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов; изложена на 118 страницах; содержит 28 таблиц, 31 рисунок, библиографию из 85 наименований и 2 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены особенности способов защиты от коррозии смазочными консервационными материалами, изложенные в трудах Ю.Н.

Шехтера, В.М. Школьникова, Т.И. Богдановой, А. А. Гуреева, КГ. Фукса, И. А. Тимохина, Е.С. Чуршукова, A.A. Михайлова и др.

Для временной противокоррозионной защиты металлоизделий в условиях производства, транспортирования и хранения наиболее доступными и эффективными являются защитные водовытесняющие составы (ЗВВС). Представлены материалы, посвященные свойствам, ассортименту, механизму действия и применению ЗВВС.

ЗВВС исследуются и разрабатываются во всех промышленно развитых странах, однако во Вьетнаме в настоящее время их производство отсутствует. Опыт защиты техники от коррозии показал, что импортные, в том числе российские, защитные составы в условиях тропиков Вьетнама недостаточно эффективны. Рассмотрены климатические факторы, определяющие развитие коррозии в тропиках. Сформулированы требования к ЗВВС для применения в условиях тропического климата Вьетнама.

Из анализа патентных материалов следует, что маслорастворимые ПАВ, применяемые в качестве ингибиторов коррозии, представляют собой синтезированные на нефтяной основе кислород-, серу-, фосфор-, азотсодержащие и другие органические соединения, обеспечивающие адсорбционно-хемосорбционное взаимодействие их с металлом и защиту его от коррозии.

Обобщение российского и зарубежного опыта в разработке и применении консервационных материалов на нефтяной основе выявило тенденцию использования полифункциональных ПАВ, пожаро-экологически безопасных пленкообразующих ингибированных составов на водной основе, некоторых отходов производства и продуктов растительного происхождения.

На основании проведенного анализа определена цель диссертационной работы и сформулированы задачи исследования.

Вторая глава посвящена обоснованию выбора объектов и методов исследования, используемых в работе.

Объекты исследования - исходные компоненты для создания ЗВВС выбраны на основе растительного и минерального сырья Вьетнама: мазуты различных месторождений вьетнамской нефти, растительные масла, летнее дизельное топливо и ингибиторы коррозии российского производства.

Физико-химические и эксплуатационные свойства объектов исследования и разрабатываемых композиций на нефтяной основе оценивали исследовательскими и стандартными методами испытаний нефтепродуктов.

Защитные свойства компонентов и разрабатываемых составов оценивали по ГОСТ 9.054-75 и ГОСТ 9.909-86.

Водовытесняющие свойства защитных материалов определяли лабораторным методом, позволяющим оценивать способность продуктов к вытеснению воды и электролитов с металлической поверхности.

Для изучения процессов образования ассоциатов в растворах компонентов защитного состава применялся метод измерения электропроводности растворов пальмового масла, ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК и их смесей с различной концентрацией в дизельном топливе.

Оценку зависимости защитной эффективности разрабатываемых составов от состава жирных кислот в растительных маслах проводили с использованием математических методов статистического анализа эксперимента - методом корреляционного анализа.

Исследование характера взаимодействия компонентов защитного состава осуществляли с помощью ИК-спектрального анализа растворов в дизельном топливе.

Третья глава посвящена исследованию и разработке рецептур защитных водовытесняющих составов (ЗВВС) на основе нефтяного и растительного сырья Вьетнама.

При выборе основы ЗВВС принято во внимание, что за рубежом и в России для этих целей применяют нефтяные масла, продукты переработки горючих сланцев, битумы, различные парафины, в том числе окисленные. Для Вьетнама в

условиях дефицита нефтяных масел исследована возможность использования мазутов вьетнамской нефти в качестве основы разрабатываемых ЗВВС.

Анализ физико-химических свойств мазутов вьетнамской нефти различных месторождений - Белый тиф, Большая медведица и Ранг донг, полученных в лаборатории нефтеперерабатывающего завода Дунг Куат, показал, что эти мазуты отличаются высоким содержанием парафинов, смол и низким - серы.

Оценка защитных, водовытесняющих и пропитывающих свойств растворов мазутов в уайт-спирите и в летнем дизельном топливе в концентрации 20%-ных (по массе) (табл. 1) показала, что растворы мазута месторождения «Ранг донг» обладают высокими защитными, водовытесняющими и пропитывающими свойствами. Однако эти растворы имеют слабые защитные и поверхностные свойства в сравнении с известными защитными материалами ЗВВС-комплекс (ТУ 38.401694-88) и ЗВВС-З (38.401740-89).

Таблица 1

Защитные и водовытесняющие свойства 20%-ых мае. растворов мазутов

20%-ый раствор мазута в 20%-ый раствор мазута

Показатель дизельном топливе в уайт - спирите И-20А

Белый Большая Ранг Белый Большая Ранг

тигр медведица донг тигр медведица донг

Толщина пленки, мкм 28 30 25 25 26 23 -

Время до появления

коррозии в

термовлагокамере Г-4, циклы до появления 6 5 8 4 3 5 1

первого признака коррозии, по ГОСТ 9.054-75

Водовытеснение, мм

а, 45 40 47 70 60 75 Отс.

<Ь 42 40 46 70 62 70 -

¿3 40 37 44 76 71 80 -

Пропитка Ре^Оз, мм 12 10 13 12 10 12 2

й 1 - максимальной диаметр обезвоженного пятна; й! - диаметр ооезвоженного пятна спустя 5 мин после нанесения продукта: <13 - диаметр пятна, не смачиваемого водой после удаления продукта и смывания струей воды - «эффект

последствия».

Использование легколетучих растворителей в тропических районах, например, бензина или уайт-спирита, нежелательно из-за образования пористых пленок и повышенной взрыво-пожароопасности при производстве, транспортировании и применении защитных материалов. В связи с этим

использовалось в качестве растворителя летнее дизельное топливо (ГОСТ 30582).

Для придания растворам мазута «Ранг донг» более высоких защитных свойств в них были введены водовытесняющие ингибиторы коррозии. При выборе водовытесняющих компонентов для ЗВВС была исследована возможность использования растительных масел.

Анализ основных свойств и защитной способности растворов растительных масел, производимых во Вьетнаме (табл. 2), показал, что с увеличением числа двойных связей в молекулах растительных масел (увеличением йодного числа) смещается р-электронная плотность, улучшается физическая адсорбция за счет диполь-дипольного взаимодействия Ван-дер-Ваальса, следовательно, водовытесняющая способность повышается. Однако установлено, что эти продукты не образуют хемосорбированные пленки на металлических поверхностях.

Таблица 2

Основные и функциональные свойства растительных масел

Растительное масло Основные свойства чистого растительного масла Функциональные свойства растворов 5% мае. растительного масла в дизельном топливе

Иод-ное число, мг Ь/г Кисло- -тное число, мг КОНУг Число омыления, мг КОН/г Температура застывания, °С Защитные свойства, циклы, в камерах: Г-4/ соляного тумана Водовытеснение, мм d|/d2/dj Пропитка FejOj, мм

Пальмовое 54 12,9 203 36 5 / <1 125/>150/>150 17

Кунжутное 108 13,8 188 -7 3/<1 150/>150/>151 20

Соевое 129 4,0 189 -10 3/<1 150/>150/>152 17

Каучуковое 139 39,5 170 -9 2 / <1 150/>150/>153 16

Касторовое 85 13,5 181 -18 3/<1 45/55/60 15

Кокосовое 8 36,5 239 21 4 / <1 95/105/105 13

Зау чай 90 5,3 35 45 не растворяется в дизельном топливе

С целью повышения защитных свойств ЗВВС были исследованы ингибиторы коррозии, различающиеся по химическому строению: смесь производных янтарной кислоты (Нефтенол АПП-СИЛИК), оксиалкилированная фенолформальдегидная смола с различной молекулярной массой (Нефтенолы

типа КС, НФ), блоксополимер оксидов этилена и пропилена (Нефтенол Д), аминопроизводное алкенилянтарной кислоты (ААЯК), смесь амидов полиэтиленполиаминов и жирных кислот (Нефтехимеко-1), выпускаемых фирмой Химеко ГАНГ, а также аминированного рапсового масла (Телаз-Л) и сульфированного касторового масла (СКМ) в нонилфеноле (НФ). Результаты проведенных исследований показали, что Нефтенолы типа КС, НФ, Д не пригодны для ЗВВС, т.к. они не растворяются в дизельном топливе. Остальные ингибиторы обладают защитными свойствами и высокой поверхностной активностью.

Таким образом, рецептура ЗВВС должна включать следующие компоненты: мазут «Ранг донг», растительное масло (пальмовое, кунжутное, соевое, каучуковое), ингибитор коррозии из перечисленных выше, кроме Нефтенолов типа КС, НФ, Д, и дизельное топливо.

Эффективность рецептур ЗВВС определяли в 2 этапа. На первом этапе оценивали основные свойства изучаемых ЗВВС - защитные свойства на стали маркой Ст. 10, водовытесняющую и пропитывающую способности (табл. 3).

Таблица 3

Защитные свойства ЗВВС

№ Состав, % мае. Водовытеснение, мм Пропитка FeiOj, мм Защити в каме ые свойства pax, циклы

d,/d2/d, Г-4 соляного тумана

1 2 3 4 5 6

1 20% мазута, 8% смеси (СКМ+АФ) ", 5% ИМ 67% ДТ,3 23/27/27 8 35 4

2 20% мазута, 8% смеси СКМ+АФ, 5% КМ 67% ДТ 43/46/80 11 18 5

3 20% мазута, 8% смеси СКМ+АФ, 5% СМ /5,67% ДГ 30/30/57 10 18 4

4 20% мазута, 8% смеси СКМ+АФ, 5% КаМ ",67%ДТ 70/70/70 12 45 6

5 20% мазута, 3% Нефтехимеко-1, 5% ПМ, 72% ДТ 45/55/67 22 60 2

6 20% мазута, 3% Нефтехимеко-1, 5% КМ, 72% ДТ 68/>150/>150 25 >100 3

7 20% мазута, 3% Нефтехимеко-1, 5% СМ, 72% ДТ 61/85/>150 24 >100 3

8 20% мазута, 3% Нефтехимеко-1, 5% КаМ, 72% ДГ 68/90/>150 25 >100 3

Продолжение таблицы 3

1 2 3 4 5 6

9 20% мазута, 3% Нефтенол АПП-СИЛИК, 5% ПМ, 72% ДТ 95/>150/>150 15 >100 7

10 20% мазута, 3% Нефтенол АПП-СИЛИК, 5% КМ, 72% ДТ 65/85/>150 9 >100 4

11 20% мазута, 3% Нефтенол АПП-СИЛИК, 5% СМ, 72% ДГ >150/>150/>150 9 >100 5

12 20% мазута, 3% Нефтенол АПП-СИЛИК, 5% КаМ, 72% ДТ 65/>150/>150 9 >100 3

13 20% мазута. 3% ААЯК, 5% ПМ, 72% ДТ 30/45/45 8 >100 2

И 20% мазута, 3% ААЯК. 5% КМ, 72% ДТ >150/>150/>150 8 >100 3

15 20% мазута, 3% ААЯК, 5% СМ, 72% ДТ >150/>150/>150 8 >100 2

16 20% мазута, 3% ААЯК. 5% КаМ, 72% ДТ >150/>150/>150 8 >100 2

17 20% мазута, 5% Телаз-Л , 5% ПМ, 72% ДТ 80/71/50 8 63 2

18 20% мазута, 5% Телаз-Л, 5% КМ, 72% ДТ 64/65/67 11 >100 5

19 20% мазута. 5% Телаз-Л, 5% СМ, 72% ДТ 67/62/57 10 >100 3

20 20% мазута, 5% Телаз, 5% КаМ, 72% ДТ 70/93/>150 И >100 3

ЗВВС-комплекс 100/90/83 14 25 1

ЗВВС-З 95/87/67 12 45 3

/1 ■смесь КСМ+АФ: смесь сульфированного касторового масла и нонилфеноле в отношении 3:5; П- Г М: пальмовое

масло; /3- ДТ; дизельное топливо; /4-КМ; кунжутное масло; /5-СМ; соевое масло; /6-КаМ; каучуковое масло

На втором этапе составы ЗВВС, превосходящие по этим показателям известные продукты ЗВВС-комплекс и ЗВВС-З, испытывали на биостойкость, способность к вытеснению электролита (раствора хлорида натрия), а также определяли защитные свойства по отношению к цветным металлам и показатель «растекаемость» (табл. 4).

Таблица 4

Защитные свойства оптимальных ЗВВС

№ Защитные Вытеснение NaCl, мм Растекаемость, мм Биостойкость,

состава, свойства на % повреждения на стали на %

марка меди, ч d фильтровальной бумаге; di/<b повреждения

4 1152 28 0 19 9/33 0

9 более 1500 35 0 22 10/38 0

10 более 1500 37 0 13 10/36 0

И более 1500 34 0,2 17 10/35 0

18 более 1500 26 более 0,2 21 9/36 0

ЗВВС-комплекс 288 34 0 22 - 0

ЗВВС-З 480 32 0 20 - 0

Анализ результатов, приведенных в таблицах 3-4, показал, что состав, содержащий мазут «Ранг донг», пальмовое масло и ингибитор коррозии Нефтенол АПП-СИЛИК, обладает наибольшей защитной способностью.

С помощью метода статистического анализа эксперимента (метод корреляционного анализа) обработаны результаты эксперимента по изучению влияния состава глицеридов жирных кислот, входящих в растительные масла, на эффективность защитных водовытесняющих композиций.

По экспериментальным данным рассчитаны значения коэффициентов

где х - массовые концентрации глицеридов жирных кислот, содержащихся в различных растительных маслах (пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой кислот), у - защитные свойства при испытании в камере соляного тумана (время до появления первых признаков коррозии).

Коэффициент корреляции имеет значение в пределах: -1=гху=1. При гх у > О существует положительная корреляционная связь между величинами х и у, при гх,у < 0 - отрицательная.

Рассчитаны коэффициенты корреляции между защитной эффективностью композиций и химическим составом растительных масел для трёх вариантов составов:

5% мае. растительного масла (кокосового, касторового, пальмового, кунжутного, соевого, каучукового) в 95% мае. дизельном топливе (I).

5% мае. растительного масла (пальмового, кунжутного, соевого, каучукового), 20% мае. мазута в 75% мае. дизельном топливе (II).

5% мае. растительного масла (пальмового, кунжутного, соевого, каучукового), 20% мазута «Ранг донг», 3% мае. ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК в 72% мае. дизельном топливе (III).

Установлено (рис. 1), что в растворах чистых растительных масел в дизельном топливе образцы, содержавшие большее количество глицерида

корреляции по формуле: г1у =

пальмитиновой кислоты, обладали защитными свойствами, а при высокой концентрации глицерида линолевой кислоты - не обладали. Глицериды стеариновой и олеиновой кислот, входящие в состав растительных масел, слабо влияют на защитные свойства.

I

0.8 I 0.6

I 0.4

а.

0

* 0.2

1 0 I "«■

а

* -0.4 -0.6 -0.8

1 лжгерид льмитиновой кислоты

Глине ид Глицерид стеаршоБПн олеиновой кислоты кислоты

□ вариант 1

□ вариант II

□ вариант III

Рис. 1. Зависимость коэффициента корреляции защитных свойств ЗВВС от содержания глицеридов жирных кислот в растительных маслах

Присутствие мазута в растворах растительных масел изменяет степень корреляции между защитными свойствами и составом глицеридов жирных кислот, входящих в растительные масла. В присутствии мазута возникает синергетический эффект его взаимодействия с глицеридами стеариновой и олеиновой кислот. Это означает, что растительные масла, содержащие большее количество глицеридов стеариновой и олеиновой кислот, лучше совмещаются с мазутом.

В растворах растительных масел и мазута с введением ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК защитные свойства покрытия в присутствии глицерида линолевой кислоты ухудшаются. Мазут «Ранг донг» и ингибитор Нефтенол АПП-СИЛИК в присутствии глицеридов пальмитиновой и олеиновой кислот проявляют синергетический эффект улучшения защитных свойств. Таким образом, пальмовое масло, включающее 80% мае. глицеридов пальмитиновой и олеиновой кислот, наиболее предпочтительно в защитном составе, содержащем мазут и ингибитор Нефтенол АПП-СИЛИК.

Четвёртая глава посвящена разработке и оптимизации состава защитного водовытесняющего покрытия. С этой целью изучено влияние концентраций пальмового масла, ингибитора коррозии Нефтенола АПП-СИЛИК и мазута на защитную эффективность ЗВВС.

Анализ защитных, водовытесняющих свойств и пропитывающей способности этих композиций, содержащих 20% мае. мазута, 3% мае. ингибитора коррозии Нефтенола АПП-СИЛИК, пальмовое масло (ПМ) и дизельное топливо до 100% мае., показал, что для достижения или превышения уровня качества объектов сравнения композиция должна содержать пальмовое масло (ПМ) в концентрации 4 - 7 % мае. (рис. 2, 3).

а)

' 2 3 4 ' 6 ' »' 10 О . 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Содержание ПМ в композиции, % мае. „ т,

Содержание ПМ в композиции. % мае.

Рис. 2. Влияние пальмового масла (ПМ) на качество ЗВВС: а) пропитывающие свойства; б) защитные свойства в камере соляного тумана.

10« 90 80

5 70

5 бо

2 50

сз

»-л / \

40 ~— оеэ ютяоигора | ® с щтебитортм 30 1-,--

0123456789 10 Содержание ПМ в композиции. % мае.

0123456789 10 Содержание ПМ в композиции. % мае

О 123456789 10 Содержание ПМ в композиции. мае.

Рис. 3. Влияние пальмового масла (ПМ) на водовытесняющие свойства ЗВВС

Оценка влияния концентрации ингибитора коррозии Нефтенол АПП-СИЛИК на эксплуатационные свойства разрабатываемых ЗВВС показала, что при увеличении его концентрации до 3,5% мае. в ЗВВС, содержащих 20% мае. мазута, 5% мае. пальмового масла в дизельном топливе, функциональные свойства покрытия повышаются, а затем снижаются. ЗВВС с Нефтенолом АПП-СИЛИК в концентрации 3% мае. обладает наилучшими функциональными свойствами (рис 4).

150 140

0 0.5 I 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Содержание ингибитора коррозии, % мае.

0 0.5 1 IJ 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 Содержание ингибитора коррозии. % мае.

Рис. 4. Влияние концентрации ингибитора коррозии Нефтенол АПП-СИЛИК на свойства разрабатываемых ЗВВС: а) водовытесняющие свойства; б) защитные свойства в камере соляного тумана и пропитывающая способность.

Для определения оптимального соотношения пальмового масла и ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК в ЗВВС, обеспечивающего эффективную защиту от коррозии в системе «Металл - Электролит - ЗВВС», была проведена оценка защитных свойств, водовытесняющей и пропитывающей способностей покрытия.

Результаты испытания (рис. 5) показали, что при массовом соотношении пальмового масла и ингибитора коррозии 5:3 в присутствии других компонентов ЗВВС (мазута и дизельного топлива) возникает синергетический эффект повышения защитных свойств, обусловливающий максимальную защитную способность разрабатываемого ЗВВС.

- защитные свойства

- пропитываклдая способность

0 1 2 3 4 5 6 7 Содержание ингибитора в композиции, %

7 6 5 4 3 2 1 Содержание ПМ в композиции, % мае.

1 2 3 4 5 6 7 Содержание ингибитора в композиции.

7 6 5 4 3 2 Содержание ПМ в композиции, % мае.

Рис. 5. Влияние соотношения пальмового масла (ПМ) и ингибитора коррозии Нефтенол АПП-СИЛИК на свойства ЗВВС: а) защитная способность в камере соляного тумана и пропитывающая способность; б) водовытесняющая способность.

Результаты исследования электропроводности растворов пальмового масла, ингибитора коррозии Нефтенол АПП-СИЛИК в дизельном топливе и их композиций представлены в графической форме (рис. 6).

Из рис. 6а видно, что в этом случае раствора пальмового масла в дизельном топливе полярность (электропроводность) системы растет с увеличением концентрации пальмового масла. Это можно объяснить тем, что образование за счет водородных связей ассоциатов сложных эфиров, карбоновых кислот, глицерина, содержащихся в пальмовом масле, приводит к росту полярности.

В растворах в дизельном топливе ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК и его смеси с пальмовым маслом полярность системы снижается с увеличением их содержания. По-видимому, в этих случаях происходит образование димеров молекул ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК или молекул ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК и пальмового масла, а образовавшиеся ассоциаты могут быть менее полярны, чем мономеры (рис 66, в).

150 430 -410 -390 -310 ■ 350 -330 -310 ' 290 -

а)

2«: Ч

8 д

500 1 450 ' 400 • 350 • 300 • 250 -200 •

б)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Содержание пальмового масла в дизельном топливе, % мае.

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

4.5 5 5.5 6 6.5 7

- удельная электропроводность -защитная эффективность

Содержание Нефтенола АПП-СИЛИК в дизельном топливе, % мае.

Рис. 6. Удельная электропроводность растворов:

а) пальмового масла;

б) Нефтенола АПП-СИЛИК;

в) смеси пальмового масла и Нефтенола АПП-СИЛИК.

012345678 Содержание Нефтенола АПП-СИЛИК в дизельном топливе, % мае.

<-1-1-1-1-1-1-1-1

876543210 Содержание пальмового масла в дизельном топливе, % мае.

Из данных, приведенных на рис. 2-6, видно, что ассоциация компонентов в смесях влияет на эксплуатационные свойства изученных ЗВВС. Можно предположить, что образование ассоциатов в области концентраций 3 - 7% мае. для пальмового масла, в концентрациях 0,5 - 3% мае. для ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК и при массовом соотношении пальмового масла и Нефтенола АПП-СИЛИК 5:3 приводит к усилению водовытесненяющих свойств, образованию адсорбционно-хемосорбционного слоя на поверхности металла и экранизации её. В результате чего повышается защитная эффективность ЗВВС. При дальнейшем росте концентрации пальмового масла и ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК межмолекулярная энергия поверхностных активных веществ (ПАВ), содержащихся в пальмовом масле и ингибиторе, значительно превосходит энергию связи молекул ПАВ с металлом. Происходит активация

процессов десорбции ПАВ на поверхности металла, следовательно, снижаются защитные свойства ЗВВС.

Исследования влияния мазута «Ранг донг» на эффективность ЗВВС показали, что с увеличением концентрации мазута защитные свойства ЗВВС улучшались, по-видимому, благодаря изоляционной составляющей покрытия поверхности металла от воздействия влаги, кислорода воздуха, диоксида серы и других факторов, при этом водовытесняющая способность ЗВВС ухудшалась. Можно предположить, что высокомолекулярные соединения с длинными радикалами в составе мазута могут загущать дисперсную систему и снижать водовытесняющую способность (рис 7).

Содержание мазута в композиции, % мае.

Рис. 7. Влияние концентрации мазута на защитные и водовытесняющие свойства ЗВВС

Для исследования механизма межмолекулярных взаимодействий компонентов ЗВВС изучены ИК-спектры индивидуальных продуктов: ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК (рис 8а), пальмового масла (рис 86) и их смесей в соотношениях 2:6, 3:5 и 6:2 (подробно ИК-спектры смесей показаны в диссертации).

Результаты расшифровки ИК-спектров образцов смесей показали, что присутствуют полосы поглощения соответствующие пальмовому маслу и ингибитору Нефтенол АПП-СИЛИК, смещения полос в низкочастотную область или в высокочастотную область не наблюдалось.

Рис. 8. ИК- спектр индивидуальных продуктов: а) пальмовое масло; б) ингибитор Нефтенол АПП-СИЛИК Наибольший интерес представляли ИК-спектры растворов: пальмового масла, ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК, смеси пальмового масла и мазута, смеси Нефтенола АПП-СИЛИК и мазута в дизельном топливе, в том числе ИК-спектры растворов смеси пальмового масла и мазута, смеси ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК и мазута в дизельном топливе приведены на рис. 9

Рис. 9. ИК- спектр растворов в дизельном топливе: а) смеси пальмового масла и мазута; б) смеси ингибитора Нефтенол АПП-

СИЛИК и мазута.

В расшифровке ИК-спектров всех образцов наблюдается увеличение интенсивности полосы 1714 см"' (С=0) и небольшое смещение полосы карбонильной группы в пальмовом масле и Нефтеноле АПП-СИЛИК, которое может объясняться явлением ассоциации молекул растворённого вещества (пальмового масла, ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК) с молекулами дизельного топлива, мазута и образованием водородной связи. По-видимому, происходит процесс молекулярной диссоциации ассоциированных молекул веществ (пальмового масла, ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК) при введении

их в мазут и дизельное топливо. Молекулярная диссоциация пальмового масла и ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК может быть результатом взаимодействия протона кислоты с р-электронами бензольного кольца ароматических углеводородов мазута и дизельного топлива и также взаимодействия С-0 и С=0 групп с протоном насыщенных углеводородов мазута и дизельного топлива.

По-видимому, молекулярная диссоциация приводит к высвобождению ориентационных связей молекул компонентов ЗВВС (пальмового масла и ингибитора Нефтенола АПП-СИЛИК), увеличению их поверхностной активности и синергетическому эффекту пальмового масла и ингибитора Нефтенола АПП-СИЛИК в отношении защитных и водовытесняющих свойств, в случае, когда они взаимодействуют с дизельным топливом, мазутом.

По показателям эксплуатационных свойств разработанный состав ЗВВС «Тропик» (табл. 6) превосходит известные продукты ЗВВС-комплекса и ЗВВС-З.

Таблица 6

Результаты сравнительной оценки физико-химических и эксплуатационных

свойств разработанного ЗВВС «Тропик»

Показатель качества ЗВВС Известные продукты

«Тропик» ЗВВС-комплекс ЗВВС-З

1 2 3 4

1. Плотность, кг/м3 913 901 918

2. Кинематическая вязкость, мм/с" 8,22 (40°С) 5,4 (50°С) 5,1 (50°С)

3. Толщина пленки, мкм 30 30 35

4. Температура вспышки в открытом тигле, °С 113 65-100 65-100

5. Содержание воды, % мае. 0,03 0,06 0,05

6. Содержание механических примесей, % мае. Следы 0,016 0,088

7. Водовытеснение, мм

а, 95 100 95

¿2 Более 150 90 87

Более 150 85 67

8. Вытеснение хлорида натрия:

диаметр пятна вытесненного хлорида натрия, а, мм 35 34 30

степень коррозионного поражения металла под 0 0 0

каплей электролита, %

9. Пропитка Ре203, мм 15 14 12

10. Поднятие по микрозазору, мм 115 113 95

11. Растекаемость по металлу, мм 22 22 20

Продолжение таблицы 6

1 2 3 4

12. Растекаемость по фильтровальной бумаге, мм

10 35 10

¿2 38 0 25

13. Защитные свойства по ГОСТ 9.054-75, циклы до

появления первых признаков коррозии

в термовлагокамере Г-4: сталь 10 Более 100 25 45

медь Более 60 12 40

в камере соляного тумана: сталь 10 7 1 3

14. Биостойкость, % поражения 0 0 0

Пятая глава содержит результаты натурных климатических испытаний покрытия ЗВВС «Тропик» в условиях влажного тропического климата Вьетнама.

Натурные климатические испытания ЗВВС проводились на стендах под навесом климатической испытательной площадки (КИП) в Российско-Вьетнамском тропическом научно-исследовательском и технологическом центре в г. Ханое (Вьетнам), результаты метеорологических наблюдений показаны в табл. 7.

Таблица 7

Результаты метеорологических наблюдений на КИП в г. Ханое за 2009 г.

Характеристика климата Ханой

Среднегодовая температура, °С 24,5

Среднегодовая относительная влажность воздуха, % 81

Среднегодовое количество осадков, мм/год 1800

Суммарная солнечная радиация, п^/м* 4624

% 100 Я. 90 | ^ «о 1 * 70 | ^ 60 £ Ё. » 11 « 3 зо | 20 ~ 10 О Тропис |о К-17 {□ ЗвВС-комппекс Е& п к ш к

12 3 456789 Длительность чкспозиции. мес

Рис. 10. Результаты натурных климатических испытаний защитных средств на стали Ст. 10 в течение 9 месяцев, г. Ханой

Натурные климатические испытания ЗВВС Тропик проводили в сравнении с аналогом ЗВВС-комплекс и консервационным маслом К-17, импортированным из России во Вьетнам (рис. 10). В ходе испытаний проводились периодические осмотры образцов каждый месяц и промежуточные их съемы через 3, 6, 9 месяцев. Из диаграммы рис. 10 видно, что разработанный ЗВВС «Тропик» по защитной эффективности значительно превосходил известные - ЗВВС-комплекс и К-17.

Натурные климатические испытания разрабатываемых ЗВВС в условиях промышленного производства проводились в японской компании «Куоэт» во Вьетнаме. Нами проводились испытания в цехах штамповки металлов и металлических покрытий с нанесением на металлические образцы пленки разработанных ЗВВС (Тропик и его модификации). Состав испытуемых ЗВВС и результаты анализа воздуха производственных помещений приведены в табл. 8, 9.

Таблица 8

Состав ЗВВС

№ Наменование копонентов Состав, % мае

Тропик 41 42 60 71

1 Мазут 20 20 20 20 20

2 Пальмовое масло 5

3 Соевое масло 5

4 Кунжутное масло 5 5

5 Каучуковое масло 5

6 Ингибитор Нефтенол АПП-СИЛИК 3 3 3 3

7 Ингибитор сульфированого касторового масла в нонилфеноле (СКМ+НФ) 8

8 Дизельное топливо 72 72 72 72 67

*/маркировка в соответствии с номером исследованных рецептур порядковых номеров испытания

Из диаграмм на рис. 11 видно, что испытуемые образцы ЗВВС в цехе штамповки металлов защищают металл дольше, чем в цехе металлических покрытий, что коррелируется с уровнем загрязнения воздуха этих цехов (табл. 9). Установлено, что ЗВВС более эффективно защищают металлические образцы из меди и латуни, чем стальные металлические образцы в цехе металлических покрытий в среде, содержащей кислот (HCl, H2S04).

Таблица 9

Результаты анализа воздуха производственных помещений

Цех Цех

Показатель штамповки металлических

металлов покрытий

Средняя температура за сутки, °С 25 28

Относительная влажность, % 60,5 59,5

Содержание пыли, мг/м3 0,406 0,396

Содержание веществ в воздухе, мг/м3: no2 0,064 0,165

S02 0,07 0,098

СО 7,257 7,459

HCl 0 0,125

H2S04 0 0,069

а)

О Сталь НЛлунь О Мель

б)

Продукты ш «сгтыгзш

Продукты для испытанш

Рис. 11. Результаты натурных испытаний составов ЗВВС в компании «Куоят»

Вьетнама.

а) в цехе штамповки металлов; б) в цехе металлических покрытий

Результаты натурных климатических испытаний ЗВВС в условиях открытой атмосферы и промышленного производства во влажно-тропическом регионе показали, что ЗВВС «Тропик» обладает высокими эксплуатационными свойствами, надежно защищает металл от коррозии.

Выводы

1. Исследованы мазуты парафинистых вьетнамских нефтей месторождений Белый тигр, Большая медведица, Ранг донг, растительные масла и ингибиторы коррозии российского производства в качестве защитных водовытесняющих составов (ЗВВС). Показано, что мазут нефти месторождения «Ранг донг», пальмовое масло и ингибитор Нефтенол АПП-СИЛИК являются эффективными компонентами ЗВВС.

2. В результате исследования процессов ассоциации пальмового масла, Нефтенола АПП-СИЛИК и их смесей в дизельном топливе с измерением их электропроводности установлено, что образование ассоциатов пальмового масла приводит к росту полярности системы, а ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК и его смеси с пальмовым маслом - к снижению полярности системы. Ассоциация пальмового масла до 6% мае., ингибитора до 3,5% мае. в дизельном топливе улучшает защитную эффективность ЗВВС.

3. Установлено, что мазут нефти «Ранг донг» играет роль изоляционной составляющей покрытия ЗВВС. С увеличением его концентрации в составе ЗВВС увеличивается толщина пленки, защитные свойства ЗВВС повышаются, но водовытесняющая и пропитывающая способности снижаются.

4. Методом ИК-спектроскопии установлено наличие ассоциации молекул пальмового масла, ингибитора Нефтенола АПП-СИЛИК в растворах в дизельном топливе, мазуте с образованием водородных связей, что приводит к синергетическому повышению водовытесняющей и защитной эффективности ЗВВС.

5. Для рецептур ЗВВС максимальный синергетический эффект проявляется при соотношении пальмового масла и присадки Нефтенол АПП-СИЛИК 5:3. Оптимальный состав покрытия «Тропик», обеспечивающий максимальную эффективность по защитным, вытесняющим и биоцидным свойствам, для условий Вьетнама включает 20% мае. мазута месторождения «Ранг донг», 5% мае. пальмового масла, 3% мае. ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК в дизельном топливе.

6. Проведены натурные испытания разработанного ЗВВС "Тропик" в Российско-Вьетнамском тропическом научно-исследовательском и технологическом центре в 2009-2010 гг. Показано, что продукт надёжно защищает изделия от коррозии в тропических атмосферных условиях в течение 9 месяцев. По защитной эффективности ЗВВС «Тропик» превосходит известные продукты ЗВВС-комплекс (ЗВВС-1) и консервационное масло К-17 соответственно в 3,5 раза и более чем в 2 раза.

7. Опытно-промышленные испытания ЗВВС «Тропик» в цехах штамповки металлов и нанесения металлических покрытий в японской компании «Kyoshin Vietnam» показали, что он превосходит стандартный продукт ЗВВС-комплекс по защитной эффективности и может быть рекомендован для промышленного применения.

Список опубликованных работ

Статьи в научных журналах

1. Спиркин В. Г., Карпов В. А., Николаева Н. М., Бать Тхи Ми Хьен. Исследование водовытесняющей и защитной способностей консервационных составов на базе вьетнамского мазута и пальмового масла с улучшенными экологическими свойствами. - Зашита окружающей среды в нефтегазовом комплексе, 2009, № 8. - с. 23-25.

2. Спиркин В. Г., Карпов В. А., Николаева Н.М., Бать Тхи Ми Хьен. Консервационные составы с улучшенными защитными, водовытесняющими и экологическими свойствами на основе растительно-минерального сырья Вьетнама. - Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе, 2009, № 10. -с. 18-21.

3. Спиркин В. Г., Бать Тхи Ми Хьен, Карпов В. А. Консервационные материалы с улучшенными эксплуатационными свойствами для защиты техники от коррозии в тропических условиях. - Химия и технология топлив и масел, 2010, №2, с. 20-25.

Сборники трудов конференций

1. Бать Тхи Ми Хьен, Спиркин В.Г., Карпов В.А. Исследование водовытесняющих свойств консервационного состава на основе вьетнамского сырья // Материалы 4-ой международной научно-технической конференции «Глубокая переработка нефтяных дисперсных систем». - Москва, 2008 - с. 186.

2. Спиркин В.Г., Карпов В.А., Бать Тхи Ми Хьен. Водовытесняющие составы для межоперационной защиты нефтеперерабатывающего оборудования // Материалы 5-ой международной научно-технической конференции «Глубокая переработка нефтяных дисперсных систем». - Москва, 2009 - с. 134.

Тезисы доклада на конференции

1. Спиркин В.Г., Карпов В.А., Бать Тхи Ми Хьен. Исследование биостойкости консервационного состава, применяемого для защиты техники во влажных тропических условиях // VIII Всероссийская научно-техническая конференция, посвященная 80-летию Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России». - Москва, 2010 - с. 311.

Подписано в печать 15.11.2010. Формат 60x90/16.

Бумага офсетная Усл. п.л.

Тираж 100 экз. Заказ № 385

Издательский центр РГУ нефти и газа им. ИМ. Губкина 119991, Москва, Ленинский проспект, 65 Тел.: 8(499)233-95-44

ОГЛАВЛЕНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ КОНСЕРВАЦИОННЫХ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР).

1.1. Состояние исследования и разработки консервационных смазочных материалов за рубежом и во Вьетнаме.

1.2. Теоретические представления, использованные при исследовании и разработке защитного водовытесняющего состава.

1.3. Требования к защитным водовытесняющим составам с учётом климатических условий влажного тропического климата.

ГЛАВА И. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЕ.

2.1. Методы исследования коррозии и защитных покрытий.

2.1.1. Стандартные методы.

2.1.2. Исследовательские методы испытаний.

2.2. Объекты исследования.

2.2.1. Мазут нефтей различных месторождений.

2.2.2. Растительные масла Вьетнама.

2.2.3. Ингибиторы коррозии.

ГЛАВА III. ИССЛЕДОВАНИЕ И ВЫБОР РЕЦЕПТУР ЗАЩИТНЫХ ВОДОВЫТЕСНЯЮЩИХ СОСТАВОВ НА ОСНОВЕ НЕФТЯНОГО И РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ ВЬЕТНАМА.

3.1. Исследование и выбор компонентов защитных водовытесняющих составов.

3.1.1. Основы защитных водовытесняющих составов.

3.1.2. Водовытесняющие компоненты состава.

3.1.3. Ингибиторы коррозии.

3.1.4 Объекты сравнения.

3.2 Исследование и разработка рецептуры защитного водовытесняющего состава.

3.2.1. Влияние растительных масел на защитную эффективность раствора остаточных фракций нефти.

3.2.2. Разработка рецептур защитного водовытесняющего состава и исследование их эффективности.!.

3.3. Влияние химического строения растительных масел на защитную эффективность водовытесняющей композиции.

ГЛАВА IV. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА ЗАЩИТНОГО ВОДОВЫТЕСНЯЮЩЕГО ПОКРЫТИЯ.

4.1. Исследование защитной эффективности и оптимального состава защитного водовытесняющего покрытия.

4.1.1. Влияние концентрации пальмового масла и ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК на эффективность ЗВВС.

4.1.2. Влияние процессов ассоциации компонентов на защитную эффективность разрабатываемых ЗВВС.

4.1.3. Влияние концентрации мазута нефти месторождения «Ранг донг» на эффективность ЗВВС.

4.2. Исследование механизма межмолекулярных взаимодействий компонентов ЗВВС с помощью ИК-спектроскопии.

4.3. Выбор оптимального состава и исследование его эксплуатационных свойств.

ГЛАВА V. НАТУРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ЗАЩИТНЫХ

ВОДОВЫТЕСНЯЮЩИХ СОСТАВОВ ВО ВЬЕТНАМЕ.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ И ТЕХНИКО

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОКРЫТИЯ.

5.1. Результаты натурных климатических испытаний ЗВВС в условиях влажного тропического климата Вьетнама.

5.1.1 Натурные климатические испытания ЗВВС на стендах климатической испытательной площадки (КИП).

5.1.2. Натурные климатические испытания ЗВВС в условиях промышленного производства.

5.2. Технологический процесс получения ЗВВС и технико-экономическая эффективность использования покрытия ЗВВС Тропик.

ВЫВОДЫ.

Защита металлов от коррозии является одной из важнейших технических и экономических проблем, особо для стран с влажным тропическим климатом, например, Юго-Восточной Азии, потому что коррозионные потери металлоизделий несколько в раз больше, чем в районах с более сухим климатом [1]. Вьетнам находится в Юго-Восточной Азии и является одним из районов с высокой степенью коррозионного воздействия из-за высокой влажности, повышенной солнечной радиации, высокой среднегодовой температуры воздуха в течение всего года. Поэтому проблема разработки новых эффективных средств и методов защиты металлоизделий от атмосферной и биологической коррозии всегда актуальна для Вьетнама.

В настоящее время во Вьетнаме реализуются разнообразные мероприятия по защите металлоизделий от коррозии: использование лакокрасочных, гальванических покрытий, ингибиторов, консервационных материалов и т.д. Уделяется большое внимание разработке консервационных смазочных материалов, среди которых занимаются особый класс защитных продуктов - защитные водовытесняющие составы (ЗВВС). ЗВВС эффективно удаляют воду от поверхности, способствуют облечению раскручивания заржавевших болтов и гаек, также защищают металлоизделий от коррозии и биоповреждений даже в труднодоступных местах. При этом они способны к быстрой расконсервации с низками затратами. В данное время потребность Вьетнама в средствах консервации обеспечивалась в основном за счет импортных поставок, но удовлетворялась далеко не полностью [2], поскольку отсутствовала рациональная технология производства этих продуктов. В последнее время во Вьетнаме были проведены научные исследования в области разработки новых эффективных консервационных материалов с целью замещения импортных продуктов отечественными. Представляет большой интерес исследование возможности производства защитных составов на основе местного сырья, особенно с учётом интенсивного развития нефтеперерабатывающей промышленности страны.

Выдающийся вклад в разработку защитных антикоррозионных покрытий внесли учёные ВНИИ НП и РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина: Ю. Н. Шехтер, И. Г. Фукс, Т. И. Богданова, И. А. Тимохин, О. Л. Михайлова и др. Были разработаны новые эффективные продукты - ПИНСы-плёнкообразующие ингибированные нефтяные составы, предназначенные для защиты от коррозии техники, главным образом при её длительном хранении. Наши исследования являются продолжением этих работ. Работа также проводилась в соответствии с Программой Российско-Вьетнамского тропического Центра.

Целью данной работы является исследование и разработка нового консервационного состава с высокими водовытесняющими свойствами, предназначенного для использования в условиях тропического климата при межоперационном хранении техники (транспортировании и кратковременном хранении). Такие составы, а именно, защитные водовытесняющие составы (ЗВВС) должны легко наноситься на поверхность металлических деталей и удаляться после завершения межоперационного периода хранения техники. При этом поставлена задача максимального использования вьетнамского сырья: мазутов нефти и растительных масел. В задачу исследования входило теоретическое и экспериментальное обоснование выбора компонентов, разработка оптимальной рецептуры консервационного состава, изучение особенностей защитного и водовытесняющего действий нового продукта, разработка рекомендаций по его эффективному применению.

выводы

1. Исследованы мазуты парафинистых вьетнамских нефтей месторождений Белый тигр, Большая медвеница, Ранг донг, растительные масла и ингибиторы коррозии российского производства в качестве защитных водовытесняющих составов (ЗВВС). Показано, что мазут нефти месторождения «Ранг донг», пальмовое масло и ингибитор Нефтенол АПП-СИЛИК являются эффективными компонентами ЗВВС.

2. В результате исследования процессов ассоциации пальмового масла, Нефтенола АПП-СИЛИК и их смесей в дизельном топливе с измерением их электропроводности установлено, что образование ассоциатов пальмового масла приводит к росту полярности системы, а ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК и его смеси с пальмовым маслом - к снижению полярности системы. Ассоциация пальмового масла до 6 % мае., ингибитора до 3,5 % мае. в дизельном топливе улучшает защитную эффективность ЗВВС.

3. Установлено, что мазут нефти «Ранг донг» играет роль изоляционной составляющей покрытия ЗВВС. С увеличением его концентрации в составе ЗВВС увеличивается толщина пленки, защитные свойства ЗВВС повышаются, но водовытесняющая и пропитывающая способности снижаются.

4. Методом ИК-спектроскопии установлено наличие ассоциации молекул пальмового масла, ингибитора Нефтенола АПП-СИЛИК в растворах в дизельном топливе, мазуте с образованием водородных связей, что приводит к синергетическому повышению водовытесняющей и защитной эффективности ЗВВС.

5. Для рецептур ЗВВС максимальный синергетический эффект проявляется при соотношении пальмового масла и присадки Нефтенол АПП-СИЛИК 5:3. Оптимальный состав покрытия «Тропик», обеспечивающий максимальную эффективность по защитным, вытесняющим и биоцидным свойствам, для условий Вьетнама включает

20% мае. мазута месторождения «Ранг донг», 5% мае. пальмового масла, 3% мае. ингибитора Нефтенол АПП-СИЛИК в дизельном топливе.

6. Проведены натурные испытания разработанного ЗВВС "Тропик" в Российско-Вьетнамском тропическом научно-исследовательском и технологическом центре в 2009-2010 гг. Показано, что продукт надёжно защищает изделия от коррозии в тропических атмосферных условиях в течение 9 месяцев. По защитной эффективности ЗВВС «Тропик» превосходит известные продукты ЗВВС-комплекс (ЗВВС-1) и консервационное масло К-17 соответственно в 3,5 раза и более чем в 2 раза.

7. Опытно-промышленные испытания ЗВВС «Тропик» в цехах штамповки металлов и нанесения металлических покрытий в японской компании «Kyoshin Vietnam» показали, что он превосходит стандартный продукт ЗВВС-комплекс по защитной эффективности и может быть рекомендован для промышленного применения.

1. Шехтер Ю.Н., Школьников В.М., Богданова Т.И., Милованов В. Д. Рабоче-консервационные смазочные материалы. - М.: Издательство «Химия», 1979.-255 е., с. 5, 13

2. Тропикостойкость и тропиколизация вооружения, военной техники и материалов («Эколан-1»): Отчет о НИР / Тропцентр; Руководители В.В. Денисенко и Тхай Ам. — Ханой, 1989. — 79 с.

3. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник / Под ред. Школьникова В.М. — М.: Издательский центр «Техинформ», 1999. 596с.: ил.

4. Гуреев A.A., Фукс И.Г., Лашхи В.Л. Химмотология. М.: Химия, 1986. - 368 е., ил

5. Богданова Т.И, Шехтер Ю.Н. Ингибированные нефтяные составы для защиты от коррозии. М.: Химия, 1984. - 248 е.,ил.

6. Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Поздняков А.П., Шель Н.В. Научные основы, практика создания и номенклатура антикоррозионных консервационных материалов. Тамбов: Изд-во ТГУ имени Г.Р. Державина, 2001.- 192 с.

7. Международный транслятор современных масел и смазок в стандартах разных стран и фирм. Под редакцией проф. Ксеневича И. П., том II. М.: Центр « Наука и техника», 1994. - 527 с.

8. Богданова Т.И, Самгина В.В., Шкаруба Е.В. Мир нефтепродуктов, 2002, №1, с. 2-5.

9. Фурсов Ю.И., Кравченко А.М. — Практика противокоррозионной защиты. 1998, №5, с. 15-16.

10. Патент РФ 2200755, оп. 20.03.2003 г. МПК С10М 173/00.

11. Заявка Франции 2738837, оп. 21.03.97 г.

12. Патент США 5660890, оп. 26.08.97 г.

13. Коррозия и защита металлов: Учебно-методическое пособие / Сост.доц. Мухин В. А. Омск: Омск. гос. унив., 2004. - 112 с.

14. Алыцбеева А.И. и др.- Нефтехимия и нефтепереработка, 2004, №7, с. 27-29.

15. Лазаренко В.П., Тишина Е.А., Энглин А.Б. — Хроммотология: теория и практика рационального использования горюче-смазочных материалов в технике. — Москва, 1981.-е. 69-76.

16. Патент РФ 2204587, оп. 20.05.2003г. МПК С10М 173/00.

17. Патент РФ 02289639, оп. 20.12.2006 г. МПК C23F 11/10.

18. Патент РФ 01782023, оп. 10.10.96 г.

19. Спиркин В.Г., Карпов В.В., Макарова Ю.Н., Михайлова О.Л. -Защита окружающей среды на газо-нефтяном комплексе, 2005, № , с. 7-8.

20. Патент РФ № 2185407 оп. 20.07.2002 г. МПК С09 D123/34.

21. Дребенкова И.В. Консервационное масло с ингибитором коррозии на основе жирных кислот растительного сырья (Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук) -Минск, 2006. 23с.

22. Заявка № 2000120027/04 Россия, оп. 27.05.2002 г. МПК C09D123/34.

23. Патент США № 6312509, оп 06.11.2001 г. МПК C09D5/08.

24. Патент США № 6281174, оп. 28.08.2001 г. МПК С10М159/12.

25. Патент РФ № 02263160, оп. 27.10.2005 г.

26. Патент РФ № 02283898, оп. 20.09.2006 г.

27. Патент РФ № 02301285, оп. 20.06.2007 г.

28. Патент РФ № 02303080, оп. 20.07.2007 г.

29. Патент РФ № 02197563, оп. 27.01.2003 г.

30. Vü Binh Hanh, Chuyên san hóa kï thuât, Hà Nôi, 1984. (по вьетнамски)m > /

31. Nguyên Trung Huynh, Binh Van Kha Nghiên cuu dieu chê cácr y лchât phu gia cho dâu mà bâo quân . Bê tài КС 06-15, 1995. (по вьетнамски)

32. Ву Динь Вуй Атмосферная^ коррозия металлов в тропиках. М.: «Наука», 1994.- 240 с.

33. Михайлов А. А. / Коррозия: материалы, защита. 2008. - № 4.с. 1-9

34. Широкова Г. Б., Паронькина Е. А. — Защитные смазочные материалы. Сборник научных трудов ВНИИНН. Выпуск 58. Под о гв. ред. -д.т.н проф. Шехтера Ю.Н.- М.: ЦНИИ'ГЭнертехии, 1990, 256 с, с. 74-77.

35. Гуреев A.A., Шехгер Ю. Н., Тимохин И. А. Средства защиты автомобилей от коррозии. — М;: Транспорт, 1985, 95с.

36. Каган В. И., Лебедев Е. В., Алпатьева Т. А. — Химия» и технология тонлив и масел, 1981, № 3, с. 46-48.

37. Алцыбеева А. И1 и др. — Нефтепереработка и нефтехимия, 1979, №10, с. 42-44.

38. Розенфельд И. Л., Фролова Л. В., Брусникина В. М. Защита металлов, 1981, т. 17, № 1, с. 43-50.

39. Бугай Б. П. И др. Нефтеперераб. и нефтехимия, 1981, № 1, с.16.17.

40. Шадрина А. Н. И др. Химия и технология топлив и масел, 1979, № 12, с. 18-20.

41. Патент РФ № 2114160, оп. 27.06.1998 г. МПК С10М163/00.

42. A.C. 1780317 СССР. Опубл. 08.08.1992 Бголл. № 7, 1992. Пат. РФ № 2136723, оп. 10.09.99.

43. Спиркин В.Г., Фукс И.Г. Химмотология в нефтегазовом деле, химия смазочных масел. М.: Нефти и газа, 2003. - 144 с.

44. Шехтер Ю.Н. , Крейн С. Э. Поверхностно-активные вещества из нефтяного сырья. М.: Издательство «Химия», 1971. - 488с, с. 236-238.

45. Евдокимов А.Ю., Фукс И.Г., Шабалина Т.Н., Багдасаров JI.H. Смазочные материалы и проблемы экологии

46. Крейн С.Э, Шехтер Ю.Н. Нитрованные масла (производство и применение).- М.: Химия, 1967. 176 с.

47. Шехтер Ю.Н., Крейн С. Э., Тетерина JI. Н. Маслорастворимые поверхностные активные вещества. М.: Химия, 1978. — 304 е., ил., с. 208212.

48. Консервационные и рабоче-консервационные моторные масла для двигателей внутреннего сгорания/ Благовидов И. Ф., Кондратьев В. М., Шехтер Ю. Н., Романовская А. А., М. ЦНИИТЭнефтехим, 1977. - 40 с.

49. Виноградов П.А. Консервация изделий машиностроения. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд., 1986. -270 с.

50. Трепнел Б. Хемсорбция. Пер. с англ. Под ред. А. В. Киселева. -М., Издатинлит, 1958. 327 с.

51. Зурман Р. Катализ. Электронные явления. Пер. с. англ. Под ред. A.A. Баландина и др.,- М., Издатинлит, 1958. 390 с.

52. Фомин Н.И. и др. Нефтепереработка и нефтехимия, 2001, № 7, с. 38-45.

53. Агаева З.Р. Нефтепереработка и нефтехимия, 2007, № 1, с. 3334.

54. Агаев А.Н и др. Нефтепереработка и нефтехимия, 2006, № 5, с.6.8.

55. Агаева З.Р. Нефтепереработка и нефтехимия, 2006, № 3, с. 1013.

56. Рихтера М., Бартанова Б. Тропиколизация электрооборудования. M.-JL: ГосЭнергоиздат, 1962. - 399 с.

57. Бнатов Е.С., Карпов В. А., Попов Н. В., Михайлова О. JI. -Химия и технология топлив и масел, 1996, № 6, с. 24-25.

58. Биоповреждения / Под ред. Ильичева В. Д. М., Химия, Высшая школа, 1987, с. 252-239.

59. Колесников И. М., Винокуров В. А., Чеховская О. М. Электропроводность и электрохимия: Учебное пособие. М.: ГАНГ, 1998. -78 с.

60. Гундырев А. А. Руководство к практическим занятиям по электропроводности электролитов. М.: МИНХ и ГП им. Губкина, 1978. -15 с.

61. Hai Vy Nha may Dung Quat chinh thuc di vao hoat dong,Thai bao kinh t6 Viet Nam, Ha Noi, 22/12/2008 (по вьетнамски).1. Л í-w

62. Nhà máy loe dâu Cát Lái, thông tin tir diên dàn Công nghê hóa hoc, 5/2008 ((по вьетнамски).

63. The first symposium on Vietnam biofuel & biodiesel — HoChiMinh city 23 August 2006.л x ■>

64. Viên dâu thirc vât — Dê tài nghiên cim KH&CN: Khâo sát, tuyênr r \ t f \chon mot sô giông cây có dâu dê sân xuât dâu sinh hoc.

65. Шехтер Ю.Н., Фукс И.Г., Зелькинд И.Е., Иванковский В.JI. Защитные свойства смазочных материалов с наполнителями. — М. ЦНИИТЭнефтехим, 1971. 103 с.

66. Демченко П.А. Научные основы составления композиций поверхностно-активных материалов. Журнал ВХО им. Д.И. Менделеева. Под ред. П.А. Ребиндера. 1966, № 4, с. 381-387.

67. Теоретические основы химмотологии. Под ред. Браткова А.А. -М. -.Химия, 1985.-320 с.

68. Проспект «Химеко ГАНГ. Нефтепромысловая химия: реагенты и технологии». К 15-летнию ЗАО «Химеко ГАНГ». М., 2006. - 84 с.

69. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учеб. Пособие для хми,- технол. спец. вузов. 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 327 е., ил.

70. Шинода К., Накагава Т., Тамамуси Б., Исемура Т. Коллоидные поверхностно-активные вещества. Изд. «Мир», 1966. — 390 с.

71. Лапин В. П. //Кандидатская диссертация. ВНИИ НП, Москва,1970.

72. Благовидов И. Ф., Лапин В. П., Шор Г. И. Химия и технология топлив и масел, № 5, 1969. с. 45.

73. Шор Г. И., Морозова И. А. и др., Химия и технология топлив и масел, №2, 1966.-е. 38.

74. Школьников В.И., Шехтер Ю.Н., Бронштейн Л.А. Исследование электрических и вязкостных свойств компонентов минеральных масел. // Химия и технология топлив и масел, № 7, 1977. — с. 20-23.

75. Фукс И. Г. Пластичные смазки. — М., Химия, 1972. — 160 с.

76. Фрумкин А. Н. Потенциалы нулевого заряда. М., Наука, 1979. - 260 с.

77. Розенфельд И. Л. Коррозия и защита металлов. — М., Металлургия, 1970. 448 с.

78. Богданова Т. И. //Кандидатская диссертация. ВНИИ НП, Москва, 1975.

79. Карпов В.А., Михайлова О.Л, Руднев В.П. и др. О сопоставимости результатов ускоренных и натурных испытаний защитных смазочных материалов. // Климатическая и биологическая стойкость материалов (Сборник статей), Москва-Ханой.: ГЕОС. 2003, с. 23-27.