Введение к работе
1. Актуальность
Непосредственными причинами большинства крупных аварий танкеров, в том числе экологических катастроф с загрязнением водной среды нефтепродуктами, послужили столкновения, посадки на мель, выброс на скалы и т.д. Коррозию относят к числу прочих причин, усугубляющих последствия катастрофы.
Специфика судовых конструкций и условия эксплуатации таковы, что наиболее сильному износу подвергаются труднодоступные конструкции сухих воздушных и особенно балластных отсеков изнутри, при этом коррозия имеет тип опасных язвенных поражений со скоростью проникновения 0,4 - 0,9 мм/год. Поэтому эксперты Международной ассоциации классификационных обществ "МАКО" и страховых компаний пришли к мнению, что именно коррозионное состояние балластных отсеков определяет срок службы судна в целом. При этом происходит загрязнение окружающей среды продуктами коррозии.
Требуется разработка комбинированных методов активной защиты с ее усилением за счет введения ингибиторов коррозии. Система защиты при этом должна удовлетворять правилам международной Конвенций по предотвращению загрязнения с судов "МАРПОЛ-94" и принятому в-1995 году отдельному дополнению по балластным системам. Для решения проблемы необходим рациональный выбор типа ингибирующего материала и создание новых, более эффективных и имеющих меньшую токсичность, то есть экологически безопасных материалов. Потребность в ингибиторах удовлетворяется в настоящее время лишь на 25%.
Синтез эффективных ингибиторов с использованием в качестве сырья промышленных отходов позволяет не только значительно уменьшить их себестоимость, но и решить проблему переработки самих отходов и сократить их выброс в природную среду.
Следовательно, разработка экологически безопасных и эффективных технологий защиты судов от коррозии является актуальной проблемой. Для ее решения необходим целый комплекс исследований.
Цель работы
Разработка технологий противокоррозионной защиты судов с использованием ингибиторов, не загрязняющих водную среду вредными веществами.
Для достижения цели, осуществлялись:
экологическая оценка последствий применения ингибиторов класса летучих солей аминов в судовых балластных системах;
определение совокупности необходимых и достаточных условий, которым должны удовлетворять экологически безопасные ингибирующие материалы;
создание неорганической модели энергетики взаимодействия в системах металл - ингибитор коррозии с донорной функцией;
изучение свойств нового анодного ингибитора - производных хлорофилла;
разработка методов получения и изучение физико-химических , защитных и токсикологических характеристик новых ингибирующих материалов на основе отходов и полупродуктов рыбной и лесотехнической промышленности, модифицированных медными производными хлорофилла;
разработка технологий противокоррозионной защиты при ремонте конструкций судов и портовых сооружений.
Научная новизна
впервые определены в равновесных условиях термодинамические характеристики процессов парообразования летучих солей аминов и состав их пара;
- установлены термодинамические характеристики процессов диссоциации в
гомогенной газовой фазе неорганических молекулярных комплексов с
донорно-акцепторными связями металл - азот и металл - кислород;
исследованы закономерности изменения энергий разрыва связей металл -азот и металл - кислород в зависимости от природы металла, позволившие установить положение главного максимума энергии взаимодействия;
разработаны методы получения катодных ингибиторов с использованием в качестве сырья кислых отходов рыбной и лесотехнической промышленности;
синтезированы ингибитор коррозии для масел "Экомарин-1" и ингибированный состав "Экомарин-2". Изучены физико-химические и токсикологические свойства новых материалов, предложен механизм ингибирования коррозии.
Практическая ценность и реализация в промышленности
Разработана и внедрена в объединении "Адмиралтейские верфи" технология защиты летучим ингибитором "ИФХАН-1" внутренних поверхностей судовых трубопроводов, позволившая обеспечить их сохранность в период постройки заказа.
Решена задача исключения вредного трудоемкого и неэффективного производства окраски сухих воздушных отсеков судов при ремонте и постройке. Разработана и широко внедрена на судоремонтных заводах Министерства морского флота технология с использованием летучих ингибиторов коррозии. Достигнуты значительная экономия материалов и снижение трудоемкости работ в 15-20 раз в сравнении с окраской. На Килийском СРЗ проведено ингибирование отсеков на судах типа лихтер "ДМ" Международного хозяйственного судоходного предприятия "ИНТЕРЛИХТЕР". Технология включена в отраслевой стандарт РД 31.28.65-82.
Разработана и внедрена в объединении "Мурманская судоверфь" экологически безопасная технология защиты от коррозии балластных отсеков металлических плавучих доков. Технология позволила осуществить эффективную защиту без выведения доков из эксплуатации и снижения их грузоподъемности.
Осуществлен синтез малотоксичного ингибитора коррозии для масел "Экомарин-1", внедренный в Научно-производственной фирме "Экомарин". Разработаны процессы применения ингибитора с утилизацией отработанных минеральных масел, широко используемые на предприятиях судостроения и судоремонта, теплоэнергетики, машиностроения, металлургии, транспорта и т.д.
Решена задача защиты от коррозии труднодоступных конструкций систем открытого типа при ремонте. Разработан и внедрен в производство в НПФ "Экомарин" состав многоцелевого назначения "Экомарин-2", используемый на ряде предприятий теплоэнергетики в качестве герметика в системе коммунального горячего водоснабжения.
Подтвержденный документально фактический экономический эффект от внедрения до 1990 года составил 392 тыс. руб. на объемы внедрения в момент завершения договорных работ с предприятиями. Новые материалы "Экомарин" отличает безопасность, подтвержденная гигиеническими сертификатами, доступность сырьевой базы, гарантия немедленной поставки в любом количестве в любой регион страны, они дешевле отечественных и зарубежных аналогов.
Апробация работы
Результаты работы неоднократно докладывались и обсуждались на шести
конференциях профессорско-преподавательского состава Санкт-
Петербургского государственного морского технического университета (1980,
1982, 1984, 1986, 1988, 1993), Первой всесоюзной конференции по химии
парообразных неорганических соединений и процессов парообразования
(Минск, 1973), ХУ Международной конференции по координационной химии
(Москва, 1973), XI Всесоюзном совещании по химии комплексных соединений
(Алма-Ата, 1973), в лаборатории комплексных соединений НИФХИ
им.Л.Я.Карпова (Москва, 1974), Всесоюзном совещании по химии, анализу и
технологии платиновых металлов (Москва, 1979), семинаре НТО "Ингибиторы
коррозии" в НПО "Леннефтехим" (Ленинград, 1982), совещании по обмену
опытом в Дальневосточном морском пароходстве (Славянка,1983), Всесоюзной
научно-технической конференции "Корпус-83", (Николаев, 1983), совещании по
обмену опытом " Защита от коррозии танков судов летучими ингибиторами и
ингибированными покрытиями", (Измаил, 1984), Ш и !У Межотраслевых
конференциях по защите судов от коррозии и обрастания (Калининград, 1986;
Мурманск, 1989), секциях НТО" Судостроение" им. акад. А.Н.Крылова
(Ленинград, 1985; Мурманск, 1988), конференции профессорско-
преподавательского состава Мурманского высшего мореходного училища (1988), Республиканской научно-технической конференции "Применение ПАВ при электрокристаллизации металлов" (Днепропетровск, 1987), заседании кафедры неорганической химии Саніст-Петербургского государственного университета (Петродворец,1987), заседании секции НТС ЦНИИ КМ "Прометей" (Ленинград, 1988), заседании кафедр технологии защиты биосферы и промэкологии РХТУ им.Д.И.Менделеева (Москва, 1995).
4 Публикации
Научные результаты опубликованы в 27 статьях, 8 тезисах докладов, отраслевой нормативной техдокументации по Минморфлоту РД 31.28.65-82,
трех авторских свидетельствах СССР и двух положительных решениях ВНИИГПЭ о выдаче патентов РФ по заявкам N92007405/02/052991 и N94-019461/04(019665).
Структура и объем работы