CC BY
49
96
AZ9RBAYCAN KIMYA JURNALI № 2 2013
UOT 678.074:624.193/197 FUNKSÎONAL BÎRL3§M3L3RL3 MODÎFÎKASÎYA EDÎLMÎÇ ELASTOMER 3SASINDA
KORROZÎYADAN QORUYUCU ÖRTÜKL3R
F.3.3mirov
Azdrbaycan Dövldt Neft Akademiyasi
asoa@inbox.az
Redaksiyaya daxil olmuçdur 16.04.2012
Butadien-nitril (BNK-26) va karboksillaçdirilmiç butadien-nitril (BNK-40/4) elastomerinin epoksid oliqomeri ED-16 va polivinilxloridla modifikasiyasi naticasinda metallan korroziyadan qoruyucu örtük kompozisiyalan alinmiç, kompozisiyalarin fiziki-mexaniki va qoruyuculuq xassalari öyranil-miçdir. Kompozisiyalann optimal tarkiblari mûayyanlaçdirilmiç, onlann aktiv korroziya mühitli neft-qaz quyu mahsullannda polad-3 nümunalarinin korroziyadan qorunmasi ôyranilmiçdir. Gôstarilmiç-dir ki, har iki elastomer asasinda kompozisiyalar korroziyadan yüksak qoruyuculuq effektina malik-dirlar, ancaq BNK-40/4 elastomeri asasinda kompozisiyalarin qoruyuculuq effekti daha yüksakdir.
Açar sözlzr: elastomerbr, modifikasiya, korroziya, qoruyucu örtük, kompozisiya, fiziki-mexaniki xassalar, korroziya mühiti, qoruyuculuq effekti.
Yeni neft va qaz yataqlarinin intensiv içlanmasi, karbohidrogenlarin uzaq masafalara naqli, istismar mühitlarinin müxtalifliyi va onlarin dagidici tasirinin intensivlaçmasi avadanliq, qurgular va boru kamar-larinin korroziyadan qorunmasi masalalarini aktualla§dirmi§dir [1-3]. Buna göra da avadanliqlarin istismar müddatinin artirilmasinda asas istiqamatlardan biri metalin sathinin dayiçmasinin qarçisini ala bilan qoruyucu örtüklarin içlanib hazirlanmasidir [4-6]. Göstarilan istiqamatda aparilan tadqiqat içlarinin asasini yüksak qoruyuculuq xassalarina malik polimer qoruyucu örtüklarinin içlanmasi taçkil edir. Bu tadqiqatlarin ço-xu polimer-metal ayrilma sarhaddinda alaqa davamliliginin öyranilmasi va qiymatlandirilmasi, müxtalif amillarin bu alaqaya tasirinin, sarhad qatinin xüsusiyyatlarinin, dagidici kütla va istidayiçdirma çaraitinda polimer qoruyucu örtüyün davamliliginin araçdirilmasina yönalmi^dir. Aparilan tadqiqatlarin analizi gösta-rir ki, korroziyadan qoruyucu polimer örtüklarinin içlanmasinda asasan funksional oliqomerlardan - epoksid, fenol-formaldehid va s. istifada edilir. Ancaq göstarilan oliqomerlarin açagi §ü§ala§ma temperaturuna, zarba özlülüyüna malik olmasi, yüksak temperaturda barkimasi, qoruyucu örtüklarin metal sathina çakilmasi ûçun xüsusi çaraitin yaradilmasi onlar asasinda qoruyucu örtük kompozisiyalarinin atmosfer mühitinda istismar edilan avadanligin korroziyadan qorunmasi ûçun istifadasini çatinlaçdirir [7, 8].
Buna göra da son illarda korroziyadan qoruyucu örtüklarda geniç istifada edilan funksional oliqomerlarin zarbaya davamliligini va s. istismar xassalarini yaxçilaçdirmaq maqsadi ila onlarin funksional birlaçmalarla qariçiqlarindan istifada edilir. Sanayeda istehsal edilan butadien-nitril (BNK) va polixloropren PXP kauçuklari müxtalif substrat, o cümladan metal sathlara yüksak adgeziyaya malik olduqlari ûçun müxtalif maqsadli yapiçqan kompozisiyalarinin hazirlanmasinda geniç istifada edilirlar. Göstarilan elastomerlarin metalla alaqa davamliligi vulkanlaçma yolu ila tamin edildiyindan onlarin funksional oliqomerlarla qariçiqlarindan istifada edilir [7-10].
EKSPERlMENTAL HÎSS8
Korroziyaya qarçi qoruyucu örtüklarin alinmasinda BNK-26 kauçukunun PVX va ED-16 qariçiqla-rindan istifada edilmiçdir. PVX kauçukun funksionalligini artirir va onun ED-16 ila qariçmasini yaxçilaç-dirir. Kompozisiyalarin alinmasi ûçûn sixligi 963 kq/m3, Muniya göra özlülüyü 1000C-da 58 olan BNK-26, sixligi 988 kq/m3, Muniya göra özlülüyü 1000C-da 68 olan butadien-nitril kauçukunun karboksillaçdirilmiç lateksindan alinmiç BNK-40/4 elastomerlarindan; MK-600 epoksid qruplarinin miqdari 16.8% olan ED-16 oliqomerindan; sixligi 1350 kq/m3, raxma, 2200C olan PVX - E6250M-dan istifada edilmiçdir.
BNK-26 va BNK 40/4 elastomerlari ayri-ayriliqda vardanalarda PVX-la qariçdirilir va qariçdirma ekstruderda 3-5 daq davam etdirildikdan sonra qariçiga ED-16 alava edilir va 45-600C-da 10 daq qariçdirilir. PVX va ED-16 ila modifikasiya edilmiç elastomer toluol-benzin qariçiginda elastomerin növündan asili olaraq 600C-da 60-120 daq müddatinda hall edilir, qariçiga kanifol - adgeziya plastifik-laçdiricisi alava edilir. Kanifol eyni zamanda parlaq va cilalanmiç satha malik qoruyucu örtüklar almaga imkan verir. Qoruyucu örtük qatinin optimal tarkibini müayyan etmak ûçun BNK-20 va BNK-40/4 kauçuklari asasinda müxtalif tarkibli kompozisiyalar hazirlanmiç va onlarin fiziki-mexaniki xassalari tadqiq edilmiçdir. BNK-26 asasli kompozisiyalarda ED-16-nin miqdari 8-12 k.h., PVX-in miqdari 5-10
FUNKSiONAL BiRLЭ§MЭLЭRLЭ MODiFiKASiYA EDiLMi§ ELASTOMER 97
к.Ь., БНК-40/4 эвавк котрогшуа1агёа 1сэ тйуаГщ о1агад 5-10 (I) уэ 3-7 (II) к.к о1ап пйтипэ1эг стадёап 91хап1т1§ё1г.
Коггог1уаёап догиуиси бгШЫэг йчйп Тэк11Ф о1ипап котрогшуа1апп оркта1 1эгк1Ь1эг1 сэёуэ1 1-ёэ уег11т1§ё1г.
СэДуэ! 1. Гогиуиси бгШЫэгт Тэгк1Ь1эг1
Котропепёэпп аё1аг1 КШэ Ы88эс1 КШэ %
I II I II
ВИК-26 100 - 14.77 -
ВИК-40/4 - 100 - 15.22
ЕроквИ охотен - ЕБ-16 10 10 1.50 1.52
РУХ 7 7 1.03 1.00
Вепг1п (гаАпа^ 360 360 53.2 54.8
То1ио1 120 120 17.7 18.26
КапНЫ 80 60 11.8 9.20
Сэт1 677 657 100.0 100.0
Ро11у1п11х1ог1ё ВИК е1ас1отег1эг1 11э уах§1 дап^таста Ьахтауагад дап§щ1агёа РУХ-1п тщёап 10 к.Ь.-ёэп чох о1ёидёа Ьэгк11у1 уйквэк о1ап ро11тег да^ этэ1э ээйпг уэ аёэег1уа ёауатккь агакг. ЕБ-16-шп тщёап 12 к.Ь.-ёэп чох эбШгйЫйкёэ 1сэ котрогшуа1апп бг1й1йуй агакг (§эк11).
18
14
10
о
рц
10
12
10
12
РУХ, к.Ь. ЕБ-16, к.Ь.
Котро2181уа1апп аёэе21уа ёауатккЬтт РУХ-1п уэ ЕБ-16-пт тщёаппёап ав^И^к 1 - ВИК-26+РУХ; 2 - ВНК-26+ЕБ-16; 3 - ВНК-26+РУХ+ЕБ-16.
5
8
4
0
4
8
0
4
8
МоёШка81уа её11т1§ ВИК-26 уэ ВИК-40/4 е1ас1отег1эг1 эсастёа коггог1уаёап догиуиси бгШЫэг к1т1 Тэк11Ф о1ипти§ котрогшуа1апп Йг1к1-техап1к1 хассэ1эг1 сэёуэ1 2-ёэ уег11т1§ё1г.
СэДуэ1 2. Моё1йка81уа её11т1§ ВИК-26 уэ ВИК-40/4 е1а81отег1эг1 эвавтёа котро2181уа1апп Гк1к1-техап1к1 хав8э1эг1
ОбвТэпсПэпп аё1аг1 ОбвТэпсПэг
(I) (II)
хаг1с1 эбгйпй§й дэЬуэу1 гэпэ11 б21й тауе Шпё-дэЬуэу1 гэпэ11 б21й тауе
У2-1-э эбгэ б21й1йк (ё к= 5.4 тт, 20°8), вап 110 131
Яиги га11г, киёэ % 25.0 31.0
ро11тег дайпт теТа1 вэШёэп ауп1та вйгэй, вт/ёэг 0.1 0.1
погта1 горагтаёа ро1аё1а э1адэ ёауатЫ1ё1, кИ/т 14.2 19.4
п1вЬ1 ^апта, % 36.0 34.0
2еу1к11к ¡шкаквта эбгэ 9еу1к11к, тт 8.9 12.5
гэгЬэуэ ёауатккг, кд/вт 18.0 17.2
оТаг ТетрегаТигипёа дигита уахй, ёэд 20.0 15.0
1ат дигита уахй, вааТ 5-10 5-8
ВИК-40/4 е1ас1отег1 эсастёа котрогшуа1апп ро1аё1а э1адэ ёауатккь уйквэк, дигита тйёёэй 1сэ ВИК-26 е1ас1отег1 эсастёа котрогшуа1ага шсЬэ1эп агё1г. Апсад ВИК-40/4 е1ас1о-тег1п1п -СООН дгир1аппт ЕБ-16 о1щотег1п1п ерокс1ё дгир1ап 11э к1туэу1 э1адэ1эптэс1 пэйсэстёэ котрог1с1уа1апп бг1й1йуй ай1г, котрогшуашп этэ1э ээ11гё1у1 бгШк даишп чеу1к11у1 уэ гэгЬэуэ ёауатккь Ь1г дэёэг агакг.
98
F.e.eMiROY
Yüksak funksionalliga va bunun naticasinda metalla yüksak alaqa davamliligina malik PXP elastomeri asasinda kompozisiyalarin poladla alaqa davamliligi 5-7 kN/m oldugu halda modifikasiya edilmi§ BNK elastomerlari asasinda kompozisiyalarin müvafiq gostaricilari 12-14 kN/m-dir.
Modifikasiya edilmi§ BNK-26 elastomeri asasinda kompozisiyalarin suya va kimyavi tasirlara davamliliginin oyranilmasi gostarmi^dir ki, kompozisiyalarin tarkibinda elastomerlar Ü9Ün mütlaq olan strukturla^dirici maddalar olmamasina baxmayaraq qari^iqlarin emal prosesinda funksional komponentlarin kimyavi alaqalanmasi naticasinda sixliginin artmasi kompozisiyalarin suya va kimyavi tasirlara davamliligini artirir (cadval 3).
10 gündan sonra tur§u va qalavi mahlullarinda §i§manin sürati sabitla^ir va 5 aya qadar §i§ma daracasi 9ox azdir. BNK-40/4 elastomeri asasinda kompozisiyalarda da eyni §i§ma sürati mü§ahida edilir. Har iki kompozisiyanin §i§ma daracasinin an yüksak qiymati qaynayan suda mü^ahida edilir ~2.0 va 1.95%. Kompozisiyalarin tarkibina 10-15 k.h. mineral doldurucular alava etdikda suya va kimyavi tasirlara davamliliq daha da artir.
BNK elastomeri asasinda kompozisiyalarin xassalarinin tadqiqi gostarir ki, kompozisiyalar yüksak fiziki-mexaniki xassalara malik olduqlari ü9ün onlarin korroziyadan qoruyuculuq xassalari da yüksak olmalidir. Naticalarin analizi gostarir ki, korroziyadan qoruyuculuq va yüksak dayaniqliliga malik kompozisiyalarin alinmasinda üstünlük BNK-40/4 elastomerina verilmalidir. Bu elastomer asasinda sanaye miqyasinda elastomer-epoksid (kau9uk-oliqomer) asasli kompozisiyalarinin alinmasi va effektiv istismari imkanlari yüksakdir. Dagidici korroziya mühitinda qoruyucu polimer qatinin davamliligi polimerin qari^igindan, onun funksionalligindan va s. amillardan asilidir. Alinmi§ naticalar gostarir ki, BNK elastomerlarinin funksionalligindan istifada edilmakla vulkanla§mami§ kau9uklardan yüksak adgeziya davamliligina malik korroziyadan qoruyucu ortüklar almaq mümkündür.
Cadval 3. BNK-26 elastomeri asasinda kompozisiyalarin suya va kimyavi tasirlara davamlilig
Mühit Kütlanin dayi§masi, % Xarici görünü§ün dayi§masi
24 saatdan sonra 10 gündan sonra 5 aydan sonra
daniz suyu 0.0 0.11 0.85 dayi§mir
qaynayan su 0.10 0.22 -2.0 dayi§ir
H2S04 - 30% 0.01 0.31 0.40 dayi§mir
HCl - 20% 0.01 0.42 0.60 dayi§mir
КОН - 40% 0.0 0.30 0.40 dayi§mir
NaCl - 50% 0.0 0.20 0.30 dayi§mir
BNK-26 va BNK-40/4 elastomerlari asasinda taklif edilan korroziyadan qoruyucu kompozisiyalarin fiziki-mexaniki va adgeziya xassalarinin aktiv korroziya tasirli neft-qaz quyu mahsulu, (sixligi 200C-da - 783 kq/m3, molekul kütlasi - 132.2, kinetik özlülük 200C-da - 1.7 mm/san, kükürdün miqdari - 0.03 kütla%, karbohidrogenlar, kütla%: aromatik - 10.46, naftenlar - 16.1 va parafinlar -73.4), ila tamasda olan polad-3 nümunalarinin korroziyadan qorunmasina tasirlari öyranilmi^dir. Qaliq adgeziya davamliligi (ilkin adgeziya davamliliginin sabitla§mi§ göstaricisi), nüfuz etma amsali va korroziya sürati müayyan edilmi^dir.
Metal sathinin sinaqlardan sonraki analizi, qoruyucu qatin tarkibindan asili olmayaraq, qoruyucu qat altinda korroziyanin tarazliga yaxin xüsusiyyata malik oldugunu göstardi. Buna göra da 0.5-0.6 mm qalinliginda örtük qati altinda polad nümunalarin korroziya sürati onlarin kütlasinin vahid vaxt müd-datinda itirilmasi ila tayin edilmi^dir.
Qoruyucu örtüyün nüfuz etma amsali - P, adgeziyanin qaliq davamliligi - ^qal va qoruyucu qat altinda korroziyanin sürati, göstarilan xassalara va tarkiba malik quyu mahsulunda, 500C-da 500 saat müddatinda müayyan edilmi^dir (cadval 4).
Cadval 4. Modifikasiya edilmi§ BNK-26 va BNK-40/4 elastomerlari asasinda kompozisiyalarin qoruyuculuq xassalari
Qoruyucu örtük qatinin tarkibi P-1013, kq m/(m2 san) Áqal -10-2, N/m Вк-108, kq m/(m2 saat)
BNK-26+PVX+ED-16 (100+7+10 k.h.) 0.260 10.2 0.51
BNK-40/4+PVX+ED-16 (100+7+10 k.h.) 0.184 12.4 0.39
Naticalardan göründüyü kimi, BNK-40/4 elastomeri asasinda kompozisiyanin qoruyuculuq xassalari daha yüksakdir.
Belalikla, butadien-nitril va karboksilla§dirilmi§ butadien-nitril elastomerlarinin ED-16 va PVX-la modifikasiya edilmi§ qari§iqlari asasinda kompozisiyalar metalla yüksak adgeziya davamliligina
FUNKSiONAL BiRL9§M9L9RL9 MODÎFÎKASÎYA EDILMI§ ELASTOMER
99
malikdirlar. Qariçiga kanifolun daxil edilmasi adgeziya davamliligi ila yanaçi, polimer ôzlûlûyunun kogeziya davamliligini da artirir. Бuna gôra da har iki qariçigin amala gatirdiklari qoruyucu ôrtuk qati yuksak qoruyuculuq xassalarina malikdir. Korroziyanin surati isa БНК-40/4 asasinda ôrtuk qati altinda daha açagidir. Aparilmiç tadqiqat naticasinda korroziya muhitinin aktivliyindan, maye va qaz çakilli olmasindan, diffuziya gôstaricilarindan asili olaraq korroziyadan muxtalif polimer qoruyucu ôrtuk-larindan istifada edilmasi imkanlari yaranir.
9D9BiYYAT SiYAHISI
1. Abbasov V.M. Korroziya. Baki: NKPi, 2007. 355 s.
2. 8liyev N.8., Yusifzada X.V., Çahbazov E.Q. Azarbaycan neft va qaz sanayesi XXI asrin as-tanasinda. Baki: ARDNÇ, 2000. 68 s.
3. Mammadov i.A. Neft va qaz çixarma sanayesi avadanliginin korroziyasi va onunla mûbariza. Baki: Elm, 1978. S. 67.
4. Пат. 106194/04 Россия. 2002.
5. Бilalov Y.M., Naibova Т.М., 8mirov F.8. va s. // AzTU Elmi asarlari. Fundamental elmlar. 2003. № 3. C. 7. S. 3.
6. Гасанов Я.Г., Байрамов В.В. // Изв. высш. технич. учебных заведений Азербайджана. Баку: АГНА, 2000. № 3. С. 36 .
7. Грищук О.И., Шевчук А.В., Шевченко В.В. // Вопросы химии и технологии. 2003. № 3. С. 83.
8. Королев А.И., Королева Н.В. // Современные и перспективные противокоррозионные покрытия для нефтегазовой промышленности. Обзор. Информ. ВНИИОЭНГ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среды. 1988. Вып. 5. 52 с.
9. Миркамилов Т.М., Мухамедгалиев Б.А. // Пласт. массы. 2003. № 2. С. 39. 10. Раг. 6984262 USA. 2006.
АНТИКОРРОЗИОННЫЕ ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ОСНОВЕ ЭЛАСТОМЕРОВ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Ф.А.Амиров
В результате модификации бутадиен-нитрильного (БНК-26) и карбоксилированного бутадиен-нитрильного (БНК-40/4) эластомеров эпоксидным олигомером ЭД-16 и поливинилхлоридом соответственно получены композиции для защиты металлов от коррозии, изучены физико-механические и защитные свойства композиций. Определены оптимальные составы композиций, изучена защита ими образцов Ст.-3 в среде продуктов коррозионно-активных нефтегазовых скважин. Показано, что композиции на основе обоих эластомеров обладают повышенным эффектом защиты от коррозии, причем защитный эффект композиции на основе эластомера БНК-40/4 более высок.
Ключевые слова: эластомеры, модификация, коррозия, защитное покрытие, композиция, физико -механические свойства, коррозионная среда, защитный эффект.
ANTICORROSION PROTECTION COVERENGS ON THE BASIS OF ELASTOMERS MODIFIED BY
FUNCTIONAL COMPOSITIONS
F.A.Amirov
As a result of modification of butadiene nytril (BNK-26) and carboxyl butadiene nytril (BNK-40/4) elastomers by epoxide olygomer ED-16 and polyvynilchloride compositions for metal protection from corrosion have been obtained, physico-mechanical and protection properties of compositions have been investigated. Optimum compositions have been determined, protection of steel-3 samples in the environment of production corrosion active oil-qas wells has been studied. It is shown that compositions on the basis of both elastomers have increased effect of protection from corrosion, protection efficiency of compositions on the basis of BNK-40/4 being hifher.
Keywords: elastomers, modification, corrosion, protection, coverings, composition, physico-mechanical properties, corrosion, environment, protection efficiency.
