CC BY
0УДК 620.193: 622.691.4
ЖАБДЬЩТАР МЕН Ц¥БЫРЛАРДЫ КОРРОЗИЯДАН ЦОРГАУГА АРНАЛГАН ХИМИЯЛЫЦ РЕАГЕНТТЕРД1 ЗЕРТТЕУ
СУНДЕТБАЕВ ДАНИЯР ЕСБОЛ¥ЛЫ
Батыс Казакстан инновациялык-технологиялык университетшщ магистранты
Орал, Казакстан
Ацдатпа. Бул мацалада жабдыцтар мен цубырларды коррозиядан цоргау YmiH химиялыц реагенттерд1 цолданудыц тшмдыт мен ерекшел1ктер1 царастырылады. Мунай онд1ру кезтде цабат цысымын устап туру Yшiн суды тазарту ЖYйесiнде цолданылатын химиялыц реагенттердщ мацызды ролi атап отiлдi. Жумыста реагенттердщ негiзгi тYрлерi жэне олардыц цасиеттерi, соныц штде коагулянттар, флокулянттар, коррозия ингибиторлары жэне биоцидтердщ эсер ету механизмi зерттеледi
Химиялыц реагенттердщ сапасын багалау зертханалыц жэне ондiрiстiк жагдайларда ЖYргiзiлдi. Нэтижестде реагенттердщ тшмдшт олардыц техникалыц сипаттамалары мен цолдану шарттарына сэйкес келеттдт аныцталды. Сонымен цатар, мунай онеркэЫбтде цолданылатын реагенттердщ цоршаган ортага эсерт азайтуга жэне адамдардыц денсаулыгы Yшiн цауiпсiздiктi цамтамасыз етуге ерекше назар аударылды.
Бул зерттеу коррозия ингибиторларыныц тшмдшгт арттыруга жэне мунай ондiру процестде жабдыцтыц узац жумыс wтеут цамтамасыз етуге багытталган мацызды ацпаратты береди
Цупия свздер: коррозия, химиялыц реагенттер, цубырлар, коррозия ингибиторлары, металл конструкциялары, коагулянттар, флокулянттар, биоцидтер
Мунай eндiру кезшде кабат кысымын устап туру суды айдау аркылы жYзеге асырылады. Сонымен катар, айдалатын суга койылатын талаптар ете жогары жэне дайындык жумыстарыныц барлык кешенш кажет етедь ЖYргiзiлетiн операцияларга суды химиялык реагенттермен евдеу юредь Сонымен катар дайындалган судыц сапасы непзшен колданылатын химреагенттердщ сапасымен аныкталады.
Кабылданган талаптар бойынша химреагенттерге арналган барлык техникалык сипаттамалар мiндеттi тYPде олардыц iлеспе кужаттамасында кeрсетiледi. Алайда, химиялык реагенттердi eндiрушi фирмалар жYргiзген сынак нэтижелерi кебшесе олардыц экономикалык кызыгушылыгына байланысты ^мэн тудырады сонымен катар, эр фирманыц багалау сынактарын жYргiзу эдiстерi эртYрлi, бул эртYрлi eндiрушiлердiц уксас химиялык реагенттершщ сапасын накты багалауды киындатады.
Нэтижесiнде химреагенттердiц техникалык талаптарга сэйкестшн накты багалау Yшiн олар мшдетп тYPде зертханалык зерттеулерден eтуi тшс. Осыдан кейiн гана оларды коммерциялык сынактар мен сатып алу Yшiн усынуга болады. Суды дайындауга арналган химреагенттерге койылатын техникалык талаптарды регламенттеу Yшiн каттык кысымды устап туру жYЙелерi (КК"Ю суды дайындауга арналган химреагенттерге койылатын техникалык талаптар эзiрлендi.
Кабат кысымдарын устау модульдерiнде суды дайындау Yшiн колданылатын химиялык реагенттердщ оцтайлы кешенi келесi негiзгi компоненттерден турады:
- коагулянт;
- флокулянт;
- ^бшке карсы(антивспениватель);
- оттеп сiцiргiш;
- коррозия ингибиторы;
- биоцид (бактерицид);
- туз тYзiлу ингибиторы.
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
Коагулянттьщ химиялык курамы xeMÍp сульфатыныц ерiтiндiсiнен -Fe2 (S04)3*nH2O турады жэне ол тещз суында орналаскан механикалык суспензияныц усак бeлшектерiн коагуляциялау Yшiн колданылады Yлкейтiлген агрегаттар CY3y алдында. Бул реагент коагуляция процесш кYшейтетiн бiр флоккулянтсм-мен бiрге агынмен жогары дозаланады.
Коагулянттыц келесi физикалык химиялык касиеттерi болуы керек:
- тыгыздыгы кемiнде 1,5 г / см болуы керек ;
- Fe мазмуны " Fe иондарыныц жиынтык курамында 5%-тен аспауы керек;
- ерiтiндiдегi Fe иондарыныц жалпы мeлшерi 10% - дан асуы керек.
Зертханалык жагдайда коагулянттыц тиiмдiлiгiн багалау «Coagulation-Flocculation Jar test of water Yшiн standard Practice бойынша жYзеге асырылады. -ASTM D2035.» бойынша жYзеге асырылады.
^олданыстагы суды тазарту жабдыгы жагдайында, сынау кезiнде реагенттiц концентрациясы зертханалык сынактар барысында алынган усынылган концентрацияныц =50% шегшде, дайындалган судан мехкоспаларды жою тиiмдiлiгi мынадай децгейге жетyi тшс:
- 2 микроннан кем емес катты бeлшектердiц кем дегенде 98% -ш жою;
- мeлшерi 1 микроннан кем емес белшектердщ кем дегенде 96%-ш жою;
- реагенттщ оцтайлы накты шыгыны 2,0...3,0 гр/м3 болуы керек.
Суды дайындаудыц тагы бiр компонентi - флокулянт - бул суйык катионды полиэлектролит, ол суды механикалык коспалардан тазартудыц ец жогары тшмдшгш камтамасыз ету Yшiн дайындалган суда терiс зарядталган белшектер мен катты суспензия агрегаттарын Yлпектеy (флокуляциялау) Yшiн бiр коагулянтпен бiрге колданылады.
^олданыстагы суды тазарту жабдыгы жагдайында, сынау кезшде реагенттiц концентрациясы зертханалык сынактарга алынган усынылган концентрацияныц =50% шегшде дайындалган Судан мехкоспаларды жою тшмдшш келесi децгейге жетyi тиiс:
- 2 микроннан кем емес катты белшектердщ кем дегенде 98% -ш жою;
- мeлшерi 1 микроннан кем емес белшектердщ кем дегенде 96% -н жою;
- реагенттщ оцтайлы накты шыгыны 1,0 ...2,0 гр / м3 болуы керек.
Суды дайындауга арналган химреагенттердщ курамында ^бшке карсы (^бшке карсы эмульсия) кeбiктенy эсерiн бэсецдету аркылы суда ерiген оттегiн кетсру Yшiн вакуумды деаэратордыц тиiмдiлiгiн арттыру жэне 50 мг/м-ден тeмен вакуумды деаэрациядан кейiн ерiген оттегiнiц калдык мeлшерiнiц реттелген нормасын камтамасыз ету Yшiн колданылады.
^олданыстагы деаэрациялык колонна жагдайында, сынау кезшде реагенттщ концентрациясы зертханалык сынактан алынган усынылган концентрацияныц =50% шегшде, ^бшке карсы агент деаэраторда ер^ен оттегiнiц деаэрациядан кешнп калдык курамга дейiн жойылу дэрежесш камтамасыз ету Yшiн деаэратордагы ^бштену эсерiн тиiмдi сeндiрyi керек: 50 мг/м-ден аз.
^абат кысымын устау жYЙесiнiц суды дайындаудыц колданыстагы жабдыгы жагдайында суда ер^ен оттегiнiц 6,5 гр/м-ден (бастапкы шамасы) 50 мг/м-ге дешн (вакуумдык деаэрациядан кейiн) жойылу дэрежесш камтамасыз ету Yшiн осы реагенттщ меншшт шыгыны 0,5... 1,5 гр/м3 талап етшедь
^абат кысымын устау жYЙесiнде тецiз суын дайындаудыц непзп компоненттерi оттегi сiцiргiш жэне коррозия ингибиторы болып табылады. Оттеп сiцiргiштен турады аммоний бисyльфитi (NH4HCO3) катализатормен жэне вакуумды деаэрациядан кешн тецiз суында ерiген калдык оттегш химиялык жолмен кетiрyге арналган. Ертндщеп аммоний бисyльфитiнiц концентрациясы кемiнде 65% болуы керек. Жетюзшген химреагентке катализаторды жеке косуга оны пайдалану кезшде жол бершмейдь
Химреагенттiц курамында тещз суында ер^ен оттегi аз болган кезде (100 мг/м аспайтын) судыц оттегiсiз калуыныц жогары жылдамдыгы болуы тшс. Зертханалык сынау кезшде, концентрациясы 98...130 гр/м шегшде суда ер^ен оттегш кет1ру реакциясыныц орташа жылдамдыгы 0,01 м г/С кем болмауы керек.
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
^абат кысымын устау модулiнде суды дайындаудыц колданыстагы жабдыгы жагдайында (деаэрациялык колоннада судьщ болу уакытына, жуйеге 6ip мезгшде Мeлшерленетiн баска да реагенттердщ болуына байланысты) меншiктi шыгыны 12 гр/м аспайтын сыналатын оттегi ащрпш epireH оттегi концентрациясыныц 50 мг/м-ден 15 мг/м-ден кем мэнге дешн тeмендеуiн камтамасыз етуi тиiс, ал суда ер^ен оттегшщ 50 мг/м-ден (вакуумдык деаэрациядан кейiнгi калдык курамынан) 15 мг/м3-тен темен мелшерге дешн (регламенттелетш норма)шыгарылу дэрежесiн камтамасыз ету ушш, реагенттщ оцтайлы накты шыгыны 6,5... 8 гр/м болуы керек.
Коррозия ингибиторы органикалык косылыстар кешеншен турады жэне металл конструкцияларын, кубырларды жэне кабат кысымын устау жуйесшщ жабдыктарын олардыц бетiнде пленка жасау аркылы коррозиядан коргауга арналган. Эдетте, суда ерiген оттегшщ толык деаэрациясы кезiнде коррозия процесiн тежеу кажет емес. Бiрак, кабат кысымын устау жуйесшде коррозия ингибиторын колдану ойык жаралы коррозияны болдырмау Yшiн кажет, ейткеш баска тотыктыргыш реагенттердi колдану кезшде оттегiн судан толыгымен алып тастау эрдайым мYмкiн емес.
Оттепаз су ортасында зертханалык сынау кезшде, концентрациясы 5 шегiнде... 10 гр/м3 коррозия ингибиторы металл Yлгiлерiн коррозиядан коргау дэрежесiн кемiнде 90 % децгейде камтамасыз етуi керек.
^абат кысымын устау жYЙесi жагдайында коррозия ингибиторын колдану айдалатын тещз суыныц ортасыныц коррозия жылдамдыгын жылына 0,1 мм-ден аспайтын шамага дейiн тeмендетудi камтамасыз етуге тиiс. ^абат кысымын устау жуйесшщ колданыстагы жабдыктары жагдайында накты жагдайларга байланысты бул реагенттщ оцтайлы накты шыгыны 5...7 гр/м3 болуы керек.
Биоцидтщ (бактерицидтiц) химиялык курамы синтетикалык
эртYрлi комбинациялардагы химиялык белсендi заттардыц коспалары:
- - глутарлы альдегид;
- тeрттiк аммоний косылыстары;
- аминдер;
- кYкiрттiц органикалык косылыстары;
- - металлорганикалык косылыстар;
- хлорланган фенолдар.
Биоцид жYЙесiндегi бактериялардыц дамуын бакылауга арналган жэне калыпты жэне жогары температурада белсендiретiн сульфатты калпына келтiретiн бактериялардыц барлык планктонды (еркiн жYзетiн) жэне бектлген (адгезияланган) тYрлерiн басу Yшiн айдау уцгымаларына темен карай айдалады.
Биоцидтiц тежелу тиiмдiлiгi жогары болуы керек
калыпты жэне жогары температурада eмiр CYретiн планктондык жэне бектлген курамында кYкiртсутегi бар бактериялар формалары микроорганизмдердiц (жасушаларды коршап турган бактериялык адгезиялар) беткейлiк корганыш пленкасы аркылы ену кабшетше ие болуы керек.
Реагенттщ зертханалык жэне кэсштш жагдайларда планктондык жэне бекiтiлген курамында ^юртсутеп бар бактерияларга катысты бактерицидтiк эсерш багалау [бойынша] жYзеге асырылады.
Зертханалык жагдайда 50 шегiнде концентрациямен сынау кезшде... Стандартты процедуралар бойынша 150 г/м, химреагентте бактерицидтiк эсердiц мынадай кeрсеткiштерi болуы тиiс:
- бактерицидтш эсер: кем дегенде 99%;
- корганыс эрекетi: кем дегенде 90%.
Тиiмдi бактерицидтiк концентрациясы 150 г/м3 аспайтын зертханалык сынактыц 24 сагаттык жэне 4 кYндiк рэсiмдерiнде курамында ^юртсутеп бар бактерияларды басу бойынша жеткшкт тиiмдiлiгi бар биоцидтi тэж1рибелш-кэсшт1к сынакка усыну усынылады.
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
КК"^ жуйеа жагдайында тэж1рибелш-кэсш'пк сынау Yшiн усынылатын бактерицидтiк концентрация 3-те болады...Зертханалык сынактардыц нэтижелерi бойынша алынган тиiмдi концентрациядан 5 есе жогары. Меншшт шыгыны бар КК"^ жYЙесi жагдайында тэжiрибелiк-кэсшт1к сынау кезiнде курамында ^иртсутеп бар бактерияларды басу бойынша жогары тшмдшп бар биоцид.
750 г/м арты; емес , eнеркэсiптiк енпзу Yшiн сатып алуга усынылады.
Курамында кYкiртсутегi бар бактериялар планктондык формаларымен салыстырганда, бекiтiлген формалар биоцидтерге тeзiмдi жэне колданылатын бактерицидтiк реагенттерге бешмделуге бейiмдiлiгi жогары. Сондыктан, адгезияланган курамында кYкiртсутегi бар бактерияларга ец ^шт бактерицидтiк эсер ететiн биоцидтерге артыкшылык берiледi.
Колданыстагы КК"^ жYЙесi жагдайында биоцидпен емдеудщ оцтайлы процедурасы 500 накты шыгынмен соккыны eцдеудi камтиды...700 гр / м3 6 сагат iшiнде, аптасына бiр рет. Колданылатын биоидтардыц усынылатын айналымы 6 айды курайды.
Туз тYзiлу ингибиторы-фосфорорганикалык немесе полимерлi косылыстардыц курамы. Туз тYзiлу ингибиторы кубырларды, айдау уцгымаларыныц бетю уцгыма жабдыктарын камтитын КК^ жуйесшщ жабдыктарында гана 20 - 120°С температура диапазонында эртYрлi типтегi туздардыц (карбонат жэне сульфат) тунбага тYсуiн болдырмауга арналган.
Тузды тундыру ингибиторы келес касиеттерге ие болуы керек:
- ертндшерге эсер етудщ эмбебап кабшеттерше ие болу, ягни Ba, Sr, CA сульфаттарыныц жэне ca карбонаттарыныц тундырылуына жол бермеу;
- Са байытылган жогары минералданган суда жаксы еридi;
- Сыгылган су ортасыныц коррозиялык белсендiлiгiн арттырмацыз;
- 120 °C дейiн жогары температурада тeзiмдiлiктi сактацыз.
Оныц эсершщ сипаты мен багыты бойынша КК"^ жYЙесiнде туз тYзiлу ингибиторларыныц келесi 2 тYрiн колдану усынылады:
- ортада болатын катиондарды (CA, Mg, Sr, Ba, Fe) байланыстыратын жэне осылайша олардыц SO4 жэне ESR аниондарымен езара эрекеттесуiне (реакцияларына) кедергi кел^ретш реактивтер;
- ортаныц касиеттерiн езгертетш жэне осылайша олардагы кристалдардыц пайда болуына жэне eсуiне жол бермейтш реактивтер.
Жогарыда аталган барлык химиялык заттар келесi талаптарга сай болуы керек:
- 20°С температурада химреагенттердщ тущырлыгы 1000 cSt аспауы тшс;
- тущы жэне тецiз суында еруi керек;
- жанудыц ец аз кабшеп болуы керек;
- жаркыл температурасы 28°С-тан тeмен болмауы керек;
- катаю температурасы +20°С жогары болмауы керек (ец тeменгi сактау температурасы);
- жеткiзушiнiц ыдысында болган кезде, ылгалдылыгы 100% - га дешнп тропикалык климат жагдайында, тшелей кYн сэулесiнен жэне атмосфералык жауын-шашыннан коргалган жерлерде химреагенттi жеткiзген ^ннен бастап кемiнде 12 ай бойы сактаган кезде химреагенттер eздерiнiц бастапкы физика-химиялык сипаттамаларын eзгертпеуге, тунба немесе гель тэрiздi уйыгыштар тYзбеуге жэне eздерiнiц химиялык касиеттерiн тeмендетпеуге тшс тшмдшк (сапа);
- адамга жэне коршаган ортага ец аз уыттылыкка ие болуга, ягни колданыстагы нормативтер, курамында кYкiртсутегi бар бактериялар зацнамалары жэне коршаган ортаны коргау жeнiндегi халыкаралык конвенциялар бойынша мунай eнеркэсiбiнде колдануга руксаты болуга тиiс.
Егер химреагенттщ жогарыда аталган талаптарга сэйкес техникалык сипаттамалары болса, онда Зертханалык сынакка усынылуы мYмкiн.
Зертханалык сынакта химреагенттiц тиiмдiлiгi салыстырмалы эксперименттер жYргiзу аркылы аныкталады. Зертханалык тестiлеу жeнiндегi бекiтiлген нускаулыкка сэйкес,
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
колданылатын реагенттер Yшiн белгiленген оцтайлы практикалык дозаныц ±50% шегiнде сынак концентрациясы бар тец жагдайларда сыналатын химреагенттiц тшмдшп казiргi уакытта колданылатын химреагенттер децгешнде болуга тиiс.
Оц нэтиже беретш зертханалык сынактан еткен Химреагент одан эрi тэжiрибелiк -кэсiптiк сынакка усынылуы мYмкiн.
жYЙесiнде оц нэтижемен тэжiрибелiк-кэсiптiк сынактан еткен Химреагент енеркэсштш енгiзуге усынылуы мYмкiн.
Осы максатта эртYрлi химреагенттер мен материалдардыц тиiмдiлiгi мен колдану мYмкiндiгiн аньщтау Yшiн бiркатар зертханалык зерттеулер жYргiзiлдi. Орындалган жумыс барысында ец жаксы дэлелденген химреагенттер кэсiптiк жагдайларда сыналды.
1. Лапидус, А.Л., Гуревич, Г.М. «Химическая защита оборудования от коррозии». - Москва: Химия, 2018.
2. Островский, Л.М. «Антикоррозийные покрытия и ингибиторы». - Санкт-Петербург: Наука, 2019.
3. Киселёв, В.И. «Защита трубопроводов от коррозии: теория и практика». -
4. ГОСТ Р 9.015-2020. «Единая система защиты от коррозии и старения. Методы защиты трубопроводов».
5. ASTM G1-03. «Стандартная практика подготовки, очистки и оценки образцов для испытаний на коррозию».
6. Шехтер, Ю.В., Алексеев, Б.С. «Ингибиторы коррозии: свойства и применение». - Казань: Казанский университет, 2017.
7. Райт К., Миллер Дж. Р. «Химические ингибиторы для предотвращения коррозии в нефте-и газопроводах» // Журнал «Коррозия металлов». - 2021. - № 8. - С. 45-53.
ЦОЛДАНЫЛГАН ЭДЕБИЕТТЕР Т1З1М1
ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"
