IMPROVING THE CORROSION RESISTANCE OF THE INTERNAL CONTENT OF FUEL TANKS WHEN CLEANING
Authors: Шемякин А.В. , Фадеев И.В. , Успенский И.А. , Степанова Е.И. , Зюба В.В. 
Published: December 2023

Проблема и цель. Для реализации цели исследования, а также получения ответов на интересующие вопросы были изучены скорость коррозии, коррозионно-электрохимическое поведение и коррозионная усталость образцов из стали марки Ст3 в 3 %-х растворах синтетического моющего средства (СМС) МЛ-51 без добавки и с добавкой тетрабората аммония (ТБА) в количестве 5 г/л. Методология. Скорость коррозии стали в моющих растворах исследовали с использованием лабораторной установки по общеизвестным методикам исследования коррозии металлов. В экспериментах использованы образцы из стали марки Ст3 в виде пластин размерами 30×100×2 мм. Образцы взвешивали с точностью до 0,0001 г, погружали и выдерживали в моющих растворах в течение 8 часов. Растворы при этом перемешивали, а температуру поддерживали 80-85⁰ С. Затем образцы извлекали из растворов и выдерживали в воздухе 16 часов. Этот интервал составлял один цикл. Эксперименты включали 5 циклов (120 часов). В каждом варианте экспериментов было по 5 образцов. После истечения цикла образцы снимали, обрабатывали и взвешивали. По массе образцов до и после эксперимента определяли скорость коррозии в коррозионных средах, коэффициент торможения и степень защиты образцов от коррозии. При электрохимических исследованиях с использованием потенциостата П-5848 записывали изменения потенциала во времени без поляризации исследуемого электрода и снимали анодные и катодные потенциодинамические поляризационные кривые образцов из стали марки Ст³ в коррозионных средах. Коррозионно-усталостные испытания образцов осуществляли с использованием специальной установки. Подготовку образцов к экспериментам, электрохимические измерения и коррозионно-усталостные испытания образцов проводили по методикам, описанным в литературных источниках. Результаты. Коррозионные испытания показали, что существенной ингибиторной активностью по сравнению с технической водой и 3 %-м раствором МЛ-51 обладает 3 %-й раствор МЛ-51 с добавкой ТБА концентрацией 5 г/л. После 120 ч испытания скорость коррозии стали составила 0,1572 г/м²·ч – в технической воде; 0,0641 г/м²·ч –·в 3 %-м растворе МЛ-51 и 0,0288 г/м²·ч – в 3 %-м растворе МЛ-51 с добавкой ТБА. Степень защиты колеблется от 44,4 до 81,7 %, а коэффициент торможения – от 1,8 до 5,45 раз. Электрохимические исследования потенциала во времени, анодные и катодные потенциодинамические поляризационные кривые указывают на то, что при анодной поляризации металл в 3 %-м растворе МЛ-51 в присутствии ТБА концентрацией 5 г/л сразу переходит в пассивное состояние, что обосновывается перемещением потенциала металла в более положительную область относительно потенциала коррозии в фоновом электролите. Это доказывает, что раствор, содержащий ТБА в количестве 5 г/л, обладает лучшими ингибиторными свойствами, чем техническая вода и 3 %-й раствор МЛ-51. По результатам усталостных и коррозионно-усталостных испытаний образцов в 3 %-м растворе МЛ-51 без добавки и с добавкой ТБА концентрацией 5 г/л можно судить о том, что ТБА, снижая эффективность действия разрушающих факторов, увеличивают коэффициент запаса циклической прочности стали в исследуемой среде. Заключение. Присутствие ТБА концентрацией 5 г/л в 3 %-м водном растворе МЛ-51 способствует снижению скорости коррозии стали в 6-7 раз, увеличению коэффициента торможения коррозии в 5-6 раз, степени защиты от коррозии до 81 %. Это позволяет рекомендовать ТБА в качестве ингибиторной добавки в моющие растворы при очистке автомобильный цистерн для перевозки нефтепродуктов, что обеспечит надежную защиту внутренних поверхностей резервуаров от коррозионного разрушения.
Problem and purpose. For the purposes of implementing the research, as well as obtaining answers to questions of interest, the reaction rates, corrosion-electrochemical behavior and corrosion fatigue of samples made of steel grade St3 in 3% solutions of synthetic detergent (SD) ML-51 without additives and with the addition of tetraborate were identified ammonium (TBA) in the amount of 5 g/l. Methods. The corrosion rate of steel in washing solutions was studied using a laboratory setup according to well-known methods for studying metal corrosion. In the experiments, samples of steel grade St3 were used in the form of plates with dimensions of 30 × 100 × 2 (mm). Samples were weighed to the nearest 0.0001 g, immersed and kept in washing solutions for 8 hours. The solutions were stirred while the temperature was maintained at 80–85° C. Then the samples were removed from the solutions and kept in air for 16 hours. This interval was one cycle. The experiments included 5 cycles (120 hours). In each version of the experiments, there were 5 samples. After the end of the cycle, the samples were removed, processed and weighed. The mass of the samples before and after the experiment was used to determine the corrosion rate in corrosive media, the braking coefficient, and the degree of protection of the samples against corrosion. In electrochemical studies using a P-5848 potentiostat, the changes in potential over time were recorded without polarization of the electrode under study, and the anodic and cathodic potentiodynamic polarization curves of St3 steel samples in corrosive media were recorded. Corrosion-fatigue testing of samples was carried out using a special setup. Preparation of samples for experiments, electrochemical measurements and corrosionfatigue tests of samples were carried out according to the methods described in the literature. Results. Corrosion tests have shown that a 3% solution of ML-51 with the addition of TBA at a concentration of 5 g/l has a significant inhibitory activity compared to technical water and a 3 % solution of ML-51. After 120 hours of testing, the steel corrosion rate was 0.1572 g/m² h - in technical water; 0.0641 g/m² h in a 3 % ML-51 solution and 0.0288 g/m² h in a 3 % ML-51 solution with the addition of TBA. The degree of protection ranges from 44.4 to 81.7 %, and the braking coefficient is from 1.8 to 5.45 times. Electrochemical studies of the change in potential over time, anodic and cathodic potentiodynamic polarization curves indicate that during anodic polarization, the metal in a 3% solution of ML-51 in the presence of TBA with a concentration of 5 g/l immediately passes into a passive state, which is justified by the movement of the metal potential to a more positive region relative to the corrosion potential in the supporting electrolyte. This proves that a solution containing TBA in an amount of 5 g/l has better inhibitory properties than industrial water and a 3 % solution of ML-51. According to the results of fatigue and corrosion-fatigue tests of samples in a 3 % solution of ML-51 without additives and with the addition of TBA at a concentration of 5 g/l, it can be judged that TBA, reducing the effectiveness of destructive factors in reducing cyclic strength, increases the safety factor cyclic strength of steel in the medium under study. Conclusion. The presence of TBA with a concentration of 5 g/l in a 3 % aqueous solution of ML-51 contributes to a decrease in the corrosion rate of steel by 6-7 times, an increase in the corrosion inhibition coefficient in 5-6 times, corrosion protection up to 81 %. This allows us to recommend TBA as an inhibitor additive in cleaning solutions when cleaning tank cars for the transportation of petroleum products, which will provide reliable protection of the internal surfaces of the tanks from corrosion damage.