Защита конденсационно-холодильного оборудования от кор­розии в оборотных водах с помощью ингибиторов приобретает в настоящее время все большее значение. Применение ингибиторов для замедления коррозии позволяет значительно продлить срок службы оборудования, а также использовать в агрессив­ных средах недорогостоящие углеродистые и низколегированные стали и сплавы. Ингибиторы в системах оборотного водоснаб­жения позволяют в ряде случаев решить проблему борьбы с солеотложениями и биообрастаниями. На эффективность этого вида защиты влияют многочисленные факторы, поэтому универсальных ингибиторов не существует. Применительно к типу ингибитора и конкретному качественному составу воды каждого НПЗ необходимы специальные разработки.

На нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприя­тиях распространение получил органический ингибитор ИКБ-4«В» [56]. Защитный эффект от его применения достигает для углеродистой стали 93 %, количество солеотложений и био­образований сокращается на 60—70 %.

Из неорганических ингибиторов используются фосфаты, хроматы и их композиции с сульфатом цинка. На Ново-Уфим­ском НПЗ в течение ряда лет производится обработка оборотной воды так называемым комплексным замедлителем коррозии — сульфатом цинка и ортофосфорной кислотой [57]. По данным завода скорость коррозии снижается на 85 %, осадкообразова­ния — на 75 %.

На Нижнекамском нефтехимическом комбинате в условиях беспродувочной системы применяется цинк-бихромат-фосфатный ингибитор, что позволило увеличить срок службы трубных пучков из углеродистых и кремнемарганцовистых сталей от 1—4 до 14 лет, латуней — от 4 до 8—30 лет.

Неорганические ингибиторы

Хроматы (Na₂Cr₂О₇, Ка₂Cr₂О₇, К₂СrО₄, Li₂СrО₄, (NH₄)₂CrO₄ и др.). Ингибиторы этого типа обладают наиболее высокой защитной способностью в водных средах по отношению к сталям, латуням, меди, алюминию, но не защищают от коррозии свинец [9, 58]. В отношении стального оборудования защитное действие хроматов обусловлено их хемосорбцией, приводящей к окислению поверхности металла и формированию смешанной оксидной пленки Fе₂О₃ + Сr₂О₃ [59].  

Рис. 10.6. Влияние соотношения Zn²⁺/CrO^2-₄ на скорость коррозии углеродистых сталей (условия: концентрация СrО^2-₄ - 7,8 мг/л; pH - 6,5; в отсутствие ингибитора скорость коррозия 0,86 мм/год) [59] 

Концентрация хроматов, необходимая для защиты металла от коррозии, определяется главным образом составом воды и зависит от температуры. В водах с общим солесодержанием 100 и 1200 мг/л для достижения соизмеримых защитных эффектов необходима добавка соответственно 10 и 50 мг/л бихромата натрия, при этом скорость коррозии составляет около 0,01 г/(м2-ч) [50]. С ростом температуры воды защитная концентрация хроматов увеличивается. Для обработки охлаждающей воды начальная концентрация хроматов должна составлять 500—1000 мг/л [59], затем концентрацию ингибитора необходимо снижать до 200— 250 мг/л. Эффективность хроматов мало зависит от pH и температуры воды соответственно в интервале 6—11 и 38—66 °С. Введение низких концентраций хроматов в охлаждающую воду (15—25 мг/л) повышает окислительную способность раствора и способствует образованию на поверхности стали защитной пленки γ-Fe₂O₃. При этих концентрациях эффективность не зависит от pH и состава воды.

Хроматы как анодные ингибиторы при недостаточной кон­центрации увеличивают скорость коррозии, при этом наблю­дается питтинг. Этот фактор неблагоприятно сказывается в условиях промышленного применения, где трудно постоянно под­держивать концентрацию ингибитора на одном уровне. Приме­нение одного бихромата в концентрации 1—2 мг/л вызывает увеличение скорости коррозии от 0,5 (без применения ингиби­тора) до 0,8—1,2 мм/год [61].

Для повышения эффективности защитного действия хрома­тов используется их смесь с солями цинка (хлоридом или суль­фатом), Синергетическое действие ионов CrO^2-₄ и Zn²⁺ наблю­дается уже при содержании одного из компонентов около 5 %, а оптимальное содержание цинка находится в пределах 20— 80 % (рис. 10.6). Цинк-хроматный ингибитор широко приме­няется в системах для защиты адмиралтейской латуни, алюми­ниевых сплавов, оцинкованной стали. Обычно в рециркулирую­щую воду вводят по 10 мг/л цинка и хроматов. Эффективность цинк-хроматного ингибитора мало зависит от температуры, со­става воды и pH в пределах 5,5—7,5. Введение 5—10 мг/л Zn²⁺ совместно с хроматами (до 20 мг/л по CrO^2-₄) значительно сни­жает скорость локальной коррозии. В воду, содержащую до 100 мг/л ионов хлора и сульфата, рекомендуется вводить 1— 10 мг/л бихромата натрия и 0,5—2 мг/л сульфата цинка (по цинку); для воды, содержащей от 100 до 500 мг/л хлорид- и сульфат-ионов, концентрация бихромата натрия должна со­ставлять 5—25 мг/л, сульфата цинка — 1—2 мг/л [68]. Однако этот ингибитор неэффективен в случае загрязнения поверхности металла отложениями солей кальция и при pH выше 7,5 не ингибирует осаждение СаСО₃ и CaSO₄. Эти недостатки устра­няются путем введения аминотриметиленфосфоната, препят­ствующего осаждению солей кальция, расширяющего диапазон действия ингибитора до pH 9 и очищающего поверхность метал­ла путем диспергирования отложений кальциевых солей. Отме­чается [63, 64] высокая эффективность в оборотных водах с солесодержанием более 2000 мг/л применения цинк-бихромат-фосфатного ингибитора.

В качестве ингибиторов коррозии черных и цветных метал­лов при определенных условиях могут использоваться компози­ции бихромата натрия с нитратом натрия, фторидом натрия, сульфатом цинка, вольфраматом натрия, нитритом натрия и ли­монной кислотой. В ряде случаев лучшими защитными свой­ствами обладают органические хроматы, например хроматы циклогексил- и изобутил амина.

Высокая эффективность, относительно низкая стоимость хро­матов, возможность применения для защиты различных метал­лов, а также их биоцидные свойства являются положительными при их применении в качестве ингибиторов коррозии оборудо­вания оборотного водоснабжения. Однако они высокотоксичны, что сдерживает их широкое применение.