Долой коррозию!

НАУКА
Огромны экономические потери от коррозии металлов. Например, в США, по докладу на 16-м Всемирном конгрессе по коррозии в Пекине в сентябре 2005 года, ущерб от коррозии и затраты на борьбу с ней составили 3,1% от валового национального продукта (ВВП), то есть $276 млрд. По оценкам специалистов, эти потери в промышленно развитых странах - от 2% до 4% ВВП. При этом потери металла, включающие массу вышедших из строя металлических конструкций, изделий, оборудования, составляют от 10% до 20% годового производства стали.
О проблемах коррозии металла корреспондент газеты «Каспiй» побеседовал с кандидатом технических наук, ведущим научным сотрудником Института катализа и неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА Изидой Мамедъяровой.
- Изида ханым, чем обусловлен ваш выбор профессии?
- Я работаю в лаборатории «Коррозии» Института катализа и неорганической химии имени академика М.Нагиева НАНА с февраля 1960 года. Руководил ею тогда член-корреспондент АН Азербайджана ССР Всеволод Федорович Негреев. Нас интересовало железо - наиболее корродирующий металл, сплавы которого широко используются в металлоемких отраслях экономики (нефтедобывающая промышленность, морские условия, почвы). Стальное оборудование нефтегазодобывающих скважин подвергается сильному коррозионному разрушению. И мы стали заниматься защитой его от коррозии, увеличивая срок межремонтного периода металлоконструкций, сохраняя оборудования.
Сотрудники лаборатории разработали и предложили различные методы защиты. Одним из наиболее экономичных и эффективных из них является применение ингибиторов (замедлители), роль которых заключается в создании защитной пленки, предотвращающей растворение железа, то есть разрушение металлических конструкций. В качестве ингибиторов коррозии разрабатывались различные классы химических соединений, отличающиеся по принципу действия в коррозионных средах. Механизм защиты от коррозии различен, да и взгляд ученых на этот процесс неоднозначен. Тем не менее, на каждый соответствующий случай есть индивидуальный подход.
- Как известно, разработанные в лаборатории ингибиторы предлагались для применения на нефтегазодобывающих скважинах Абшерона, где особенно сильна коррозия в присутствии наиболее коррозионно-агрессивного газа - сероводорода.
- Дело в том, что образованные на поверхности металла продукты коррозии разъедают и разрушают оборудование. Предлагаемые нами ингибиторы создают защитную гидрофобную пленку на поверхности металла, предотвращая его от разрушения.
Впервые научные основы ингибиторной защиты в нефтегазодобывающей промышленности созданы под руководством В.Негреева.
Кроме того, в нашей лаборатории разработаны методы защиты от коррозии конструкций метрополитена, где подземные металлические сооружения подвергаются коррозионным разрушениям, в частности от воздействия так называемых блуждающих токов, распространяющихся в почве. Основным их источником является утечка электрического тока с рельсов электротранспорта, работающих на постоянном токе. Блуждающие токи, встречая на своем пути металлические сооружения, проходят по ним и возвращаются к источнику. Часть сооружения, которая выходит на землю по направлению к рельсам, является анодом, а та, в которую входит блуждающий ток, - катодом. И тогда при прохождении тока во влажной земле происходит электролиз, а на проводнике, являющемся анодом, выделяется кислород, который окисляет и разъедает металл.
Из-за воздействия блуждающих токов, проникающих через шпалы из почвы, подвергаются коррозионным разрушениям крепежные металлические болты, которые приходится заменять каждые 3-5 месяцев. В качестве изоляционного покрытия для них нами разработан экологически безвредный химический состав на основе местных природных ресурсов. Эта двухкомпонентная смесь испытывалась на рельсовых путях заливанием в отверстия влажного грунта, куда затем через шпалы завинчивались крепежные болты. Систематическим контролем обнаружено, что в случае использования предложенного изоляционного покрытия, обладающего высокой электросопротивляемостью, ограничением поступления блуждающих токов, время смены болтов увеличивается в несколько раз - они могут служить до 12-18 месяцев.
- Следует отметить, что тоннели Бакинского метрополитена эксплуатируются в исключительно сложных гидрогеологических условиях. Солончаковые почвы, просачивание подземных минерализованных грунтовых вод, состав воздушной среды: высокая влажность (до 90%), высокое содержание углекислого газа (до 0,96 л/м3), пыль, а также постоянная вибрация воздуха от движения поездов и работы вентиляционных систем в замкнутом пространстве вызывают интенсивные коррозионные процессы на обделке тоннелей в сторону грунта, тюбингов, водосборников, насосных установках метрополитена…
- Во время неоднократных посещений тоннелей метрополитена в нерабочее (ночное) время метро сотрудники лаборатории наблюдали за коррозионным состоянием сооружений. Специфические условия работы метрополитена требуют особо жесткого подхода к выбору противокоррозионной защиты.
В результате проведенных исследований сотрудниками лаборатории разработаны и рекомендованы покрытия, состоящие из высокомолекулярных промышленных соединений нефтяного происхождения, минеральных наполнителей.
Разработанные композиции использовались как грунтовка - преобразователь ржавчины, которая наносилась непосредственно на влажную поверхность чугунных тюбингов, железобетонную стену, стальные трубы, находящиеся в насосном отделении метро.
При использовании предлагаемых покрытий время разрушения увеличивалось в 3-6 раз (6-12 месяцев). Все эти работы проводились в рамках подписанного Протокола намерений с Бакметрополитеном. Совместно с его сотрудниками получены патенты Азербайджана, опубликованы статьи в научных журналах, результаты работы обсуждались на научно-технических конференциях. Однако как ни странно, наши партнеры отказались от наших рекомендаций по экономическим соображениям.
Сотрудники лаборатории в советские годы принимали участие в программе «Защита нефтяных скважин от коррозии в Венгерской Народной Республике» Совета экономической взаимопомощи. Отсюда, из города Сумгайыт, посылали несколько партий (тоннами) разработанных в лаборатории ингибиторов, которые дали положительные результаты.
- Как известно, железо - самый корродирующий металл. Может быть, все дело в том, что этот металл - неземного происхождения и попал в чужую среду, на что указывает Божье Слово? Железо - один из немногих элементов, упоминание о котором можно найти в Коране. В суре, известной под названием «Аль-хадид» (железо), читаем: «Мы низвели железо, в нем - зло великое и польза людям… (Коран 57:25). Современные астрономические исследования подтверждают, что железо, имеющееся на нашей планете, пришло к нам из космоса, с гигантских звезд. Ясно, что такой научный факт совершенно не мог быть известен в VII столетии, когда Коран был ниспослан пророку Мухаммеду, и тем не менее, это событие описывается там…
- Коррозия железа обусловлена его специфической химической структурой. Железо очень быстро окисляется кислородом и дает разные окислы, которые разъедают его. Но имеются защитные пленки, препятствующие дальнейшему образованию этих окислов. Для этого железо легируют, добавляют в него молибден, хром и другие металлы, которые уменьшают скорость коррозии и разрушения конструкций.
- Перед интервью я выяснил, что книга «Азотсодержащие органические соединения как ингибиторы коррозии стали», написанная вами в соавторстве с Дильшад Селимхановой и Эльшаном Акберовым, издана в Германии издательством LAP Lambert Academic Publishing. Очевидно, она заслуживает внимания, если немцы выставили ее на продажу…
- Мы не в курсе, что этот сборник десяти статей по защите металлов от коррозии ингибиторами выставлен на продажу. Немцы нам выслали 10 экземпляров этой книги на платной основе. Надо учесть, что Немецкая национальная библиотека включила данную публикацию в Немецкий книжный каталог.
Немцы сами на нас вышли и предложили свои услуги по ее изданию после публикации нашей статьи «Азотпроизводные нафтеновых кислот как ингибиторы коррозии стали» в московском научном журнале «Нефтепереработка и нефтехимия».
- О чем эта книга?
- Сборник содержит работы по ингибиторам коррозии стали, выполненные в лаборатории нашего института. В сборнике освещен вопрос, связанный с защитой от коррозии стального оборудования нефтегазодобывающей, нефтехимической промышленности ингибиторами. Выявлена взаимосвязь между природой и ингибирующим действием некоторых азотсодержащих органических соединений и азотпроизводных нафтеновых кислот в гетерогенных коррозионно-агрессивных двухфазных средах, содержащих сероводород и без него. В сборнике представлены разработки и исследования производных нафтеновых кислот в качестве покрытия, преобразователей ржавчины на металлических и железобетонных конструкциях, находящихся во влажной (96%) атмосфере и вихревом движении воздуха в тоннелях Бакинского метрополитена. Сборник может быть полезным широкому кругу специалистов-коррозионистов, работающих в исследовательских институтах и различных отраслях нефтяной промышленности, занимающихся вопросами защиты металлического оборудования антикоррозионными мероприятиями. Мы с Дильшад ханым - нашим ведущим научным сотрудником - подготовили и опубликовали новый сборник, содержащий 25 тематических статей. Они тоже связаны с проблемой коррозии, но уже в других коррозионно-агрессивных средах. Мы находим и предлагаем механизмы действия для уменьшения коррозии. Новая книга вышла тоже в Германии и издана тем же издательством - LAP Lambert Academic Publishing.
- А тот самый московский научный журнал - индексируемый?
- А как же? Мы часто печатаемся в журнале «Нефтепереработка и нефтехимия». Естественно, публикуемся и в местном «Азербайджанском химическом журнале». Полученные сотрудниками лаборатории научно-исследовательские результаты не раз публиковались в периодических научных журналах, докладывались на конференциях, симпозиумах у нас и за рубежом, мы выступали по радио, телевидению, в газетах; отмечались почетными грамотами, медалями ВДНХ СССР. Получали авторские свидетельства СССР и патенты Азербайджана. Мы в своих изданиях, статьях, сборниках фактически даем идеи, на основе которых заинтересованные стороны, те же иностранцы, на основе разработанных нами различных органических соединений, продуктов, полупродуктов нефтепереработки сами смогут создавать ингибиторы. В наших изданиях подробно описывается методика определения защитных свойств от коррозии, приводятся различные таблицы полученных результатов.
На Международной выставке «Нефть и газ Каспия-2015» в Баку, на стенде нашего института были выставлены и наши ингибиторы, к которым был проявлен интерес и со стороны иностранцев. Они теперь знают, в том числе и благодаря сборникам, включенным в Немецкий книжный каталог, что в Баку существует лаборатория, занимающаяся проблемами коррозии и защиты от нее в разных металлоемких отраслях промышленности. Короче говоря, тихо работаем во благо защиты металлоконструкций от разъедающей ржавчины - коррозии…
Лятиф ШАМХАЛ