Защита стали от коррозии в условиях работы новых энергосберегающих генераторов тепла - контактных водонагревателей

Проект направлен на развитие научных положений и создание способов защиты от коррозии стального оборудования и трубопроводов при производстве и снабжении тепловой энергией генераторами нового поколения с повышенным КПД и сниженными затратами природного газа.

Исследовано электрохимическое поведение стали в модельных условиях контактного нагрева воды. Показано, что повышение температуры, концентрации углекислого газа, введение перемешивания приводят к возрастанию скорости коррозии, которая не замедляется во времени в отличие от коррозии в воде с естественным содержанием СО2. Определена зависимость рН воды от концентрации СО2, который представляет собой основной коррозионный фактор.

Выявлено, что использование магниевой защиты позволяет уменьшить скорость коррозии стали в 3 раза, однако защитный ток оказывается слишком большим - 250 мА в лабораторных условиях. Растворение цинкового анода несколько увеличивает степень защиты, но процесс является нестабильным из-за пассивации цинка вследствие образования на его поверхности малорастворимых карбонатных соединений.
Увеличение эффективности магниевой защиты было достигнуто введением в воду неорганического ингибитора - Са(ОН)2. При этом происходит нейтрализация свободной угольной кислоты, увеличение рН и образование осадка карбоната кальция с преобладающей структурой арагонита. Испытание в промышленных условиях показали, что такая комбинация позволяет снизить скорость коррозии при эксплуатации КВН от 2 до 0,15 мм/год.

Найден эффективный органический ингибитор ІКВС-2, который при концентрации 100 - 150 мг/дм3 обеспечивает торможение коррозии стали в воде у десятки раз. С целью уменьшения защитной концентрации ингибитора разработан новый комбинированный способ защиты стали от коррозии, который состоит в введении в раствор ингибитора ІКВС-2 (30 мг/дм3) и одновременном анодном растворении цинка током 30 мА. Выявлен синергизм этих тормозящих факторов. Использование разработанного способа снижает скорость коррозии в 50-100 раз (от 2 до 0,02 мм/год), предотвращает локальную коррозию и имеет последействие при уменьшении концентрации ингибитора и тока растворения анода.

На основе проведенных исследований и лабораторных испытаний разработаны рекомендации для промышленного внедрения новых способов защиты стали от коррозии.