corrosionprotectionПрактика противокоррозионной защитыTheory and Practice of Corrosion Protection1998-57382658-6797Association "CARTEC"10.31615/j.corros.prot.2022.106.4-3corrosionprotection-10Research ArticleМАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫMATERIALS AND EQUIPMENT FOR CORROSION PROTECTIONИнгибиторы солеотложений и коррозии на основе органофосфонатовSalt deposition and corrosion inhibitors based on organophosphonatesДрикерБ. Н.DrikerB. N.

Дрикер Борис Нутович, д.т.н., профессор

г. Екатеринбург, Сибирский тракт, д. 37

Boris N. Driker, Doctor of Technical Sciences, Professor

37, Siberian tract, Yekaterinburg

bndriker70191@mail.ruЦирульниковаН. В.TsirulnikovaN. V.

Цирульника Нина Владимировна, д.х.н., гл.н.с

г. Москва, Богородский Вал, д. 3

Nina V. Tsirulnikova, Doctor of Chemistry, principal researcher

3, Bogorodsky Val, Moscow

nv.tsir@mail.ruПротазановА. А.ProtazanovA. A.

Протазанов Афанасий Андреевич, аспирант 2 курса

г. Екатеринбург, Сибирский тракт, д. 37

Afanasiy A. Protazanov, postgraduate

37, Siberian tract, Yekaterinburg

СтяговН. Н.StyagovN. N.

Стягов Николай Николаевич, студент 4 курса бакалавриата

г. Екатеринбург, Сибирский тракт, д. 37

Nikolay N. Styagov, undergraduate

37, Siberian tract, Yekaterinburg

Уральский государственный лесотехнический университетРоссияUral State Forest Engineering UniversityRussian FederationИнститут химических реактивов и особо чистых химических веществ Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», (НИЦ «Курчатовский институт – ИРЕА»)РоссияInstitute of Chemical Reagents and Highly Pure Chemicals, National Research Center «Kurchatov Institute» (NITs «Kurchatov Institute» – IREA)Russian Federation2022110420232742635Copyright © Дрикер Б.Н., Цирульникова Н.В., Протазанов А.А., Стягов Н.Н., 20232023Дрикер Б.Н., Цирульникова Н.В., Протазанов А.А., Стягов Н.Н.Driker B.N., Tsirulnikova N.V., Protazanov A.A., Styagov N.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.corrosion-protection.ru/jour/article/view/10

Работа посвящена созданию на основе органофосфонатов (ОФ) композиций многоцелевого назначения для одновременного ингибирования солеотложений и коррозии в системах водопользования. Проведен сопоставительный анализ эффективности ингибиторов солеотложений и коррозии на основе ОФ различного химического состава и строения и их комплексонатов с цинком и магнием. Установлено, что с ростом количества функциональных групп в молекуле реагента и увеличении длины углеводородного радикала, соединяющего аминометиленфосфоновые группы, наблюдается рост кинетических параметров зародышеобразования и, соответственно, их эффективность. В качестве ингибиторов солеотложений и коррозии испытаны цинковые и магниевые комплексонаты, полученные при мольном соотношении 2,5:1 (ОФ:Ме). Установлено, что магниевые комплексонаты не уступают цинковым. Снижение коррозии обусловлено образованием защитной пленки на поверхности металла. Образование защитной пленки подтверждается результатами эллипсометрических исследований (спектральный светодиодный эллипсометр SPEL-7LED) и результатами элементного анализа (атомно-эмиссионный спектрометр с индуктивно-связанной плазмой iCAP 6300 Duo).

The work is devoted to the creation of multi-purpose compounds based on organ-ophosphonates (OF) for simultaneous inhibition of salt deposition and corrosion in water use systems. A comparative analysis of the effectiveness of salt deposition and corrosion inhibitors based on OP of various chemical composition and structure and their complexates with zinc and magnesium was carried out. It was found that with an increase in the number of functional groups in the reagent molecule and an increase in the length of the hydrocarbon radical connecting the aminomethylene-phosphone groups, an increase in the kinetic param-eters of nucleation and, accordingly, their efficiency is observed. Zinc and magnesium com-plexonates obtained at a molar ratio of 2.5:1 (OF:Me) were tested as salt deposition and cor-rosion inhibitors. It is established that magnesium complexonates are not inferior to zinc ones. The decrease in the corrosion is due to the formation of a protective film on the metal surface. The formation of a protective film is confirmed by the results of ellipsometric studies (spectral LED ellipsometer SPEL-7LED) and the results of elemental analysis (atomic emis-sion spectrometer with inductively coupled plasma iCAP 6300 Duo).

композицияингибитор солеотложенийингибитор коррозииоценка эффективностиcompositionsalt deposition inhibitorcorrosion inhibitorefficiency assessmentReferencesZuo, Y., Sun, Y., Yang, W., Zhang, K., Chen, Y., Yin, X., & Liu, Y. Performance and mechanism of 1-hydroxy ethylidene-1,1-diphosphonic acid and 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid in the inhibition of calcium carbonate scale // Journal of Mo-lecular Liquids. – 2021. – V. 334. – 116093. doi:10.1016/j.molliq.2021.116093Zuo, Y., Sun, Y., Yang, W., Zhang, K., Chen, Y., Yin, X., & Liu, Y. (2021). Performance and mechanism of 1-hydroxy ethylidene-1,1- diphosphonic acid and 2-phosphonobutane- 1,2,4-tricarboxylic acid in the inhibition of calcium carbonate scale. Journal of Molecular Liquids, 334, 116093. doi: 10.1016/j.molliq.2021.116093Ji, Y., Chen, Y., Le, J., Qian, M., Huan, Y., Yang, W. [at al.] Highly effective scale in-hibition performance of amino trimethylenephosphonic acid on calcium carbonate // Desalination and Water Treatment. – 2017. – V. 422. – Р. 165- 173. doi:10.1016/j.desal.2017.08.027Ji, Y., Chen, Y., Le, J., Qian, M., Huan, Y., Yang, W. [at al.] (2017). Highly effective scale inhibition performance of amino trimethylenephosphonic acid on calcium carbonate. Desalination, 422, 165-173. doi: 10.1016/j.desal.2017.08.027De Morais, S.C., Bezerra, B.G.P., Castro, B.B., & Balaban, R. de C. Evaluation of polyelectrolytic complexes based on poly(epichlorohydrin-co-dimethylamine) and poly (4-styrene-sulfonic acid-co-maleic acid) in the delivery of polyphosphates for the control of CaCO3 scale in oil wells // Journal of Molecular Liquids. – 2021. – V. 339. – 116757. doi: 10.1016/j.molliq.2021.116757De Morais, S. C., Bezerra, B. G. P., Castro, B. B., & Balaban, R. de C. (2021) Evaluation of polyelectrolytic complexes based on poly(epichlorohydrin-co-dimethylamine) and poly (4-styrene-sulfonic acid-co-maleic acid) in the delivery of polyphosphates for the control of CaCO3 scale in oil wells. Journal of Molecular Liquids, 339, 116757. doi: 10.1016/j.molliq.2021.116757Linnikov O.D., Driker B.N., Tarantaev A.G., & Murashova, A.I. Prevention of scaling and corrosion by reagent KISK- 1 // Desalination and Water Treatment. – 2015. – V. 57, № 43. – Р. 20141-20145. doi: 10.1080/19443994.2015.1107508Linnikov, O. D., Driker, B. N., Tarantaev, A. G., & Murashova, A. I. (2015). Prevention of scaling and corrosion by reagent KISK-1. Desalination and Water Treatment, 57(43), 20141-20145. doi:10.1080/19443994.2015.11 07508 (in Russ.).Umoren S.A., Solomon M.M. (2017). Synergistic corrosion inhibition effect of metal cati-ons and mixtures of organic compounds: A Review // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2017. – V. 5, № 1. – Р. 246-273. doi: 10.1016/j.jece.2016.12.001Umoren, S. A., Solomon, M. M. (2017). Synergistic corrosion inhibition effect of metal cations and mixtures of organic compounds: A Review. Journal of Environmental Chemical Engineering, 5(1), 246-273. doi: 10.1016/j.jece.2016.12.001Kuznetsov, Yu.I., Chirkunov, A.A., and Filippov, I.A. (2013). The effect of steel modifying with zinc oxyethylidenediphosphonate on its passivation in solutions of certain inhibitors, Russ. // J. Electrochem. – 2013. – V. 49, № 12. – 1107. doi: 10.1134/S1023193513120045Kuznetsov, Yu. I., Chirkunov, A. A., & Filippov, I. A. (2013). The effect of steel modifying with zinc oxyethylidenediphosphonate on its passivation in solutions of certain inhibitors, Russ. J. Electrochem, 49(12), 1107. doi: 10.1134/S1023193513120045 (in Russ.).Tsirulnikova N.V., Driker B.N., Fetisova T.S., Protazanov A.A., Kuznetsov Yu.I. Mg(II) and Zn(II) complexonates with a 1,3-diamino-2- propanol phosphorus-containing de-rivative as corrosion and scaling inhibitors. // Int. J. Corros. Scale Inhibit. – 2020. – V. 9, № 1. – Р. 362-371. doi: 10.17675/2305-6894-2020-9-1-24Tsirulnikova, N. V., Driker, B. N., Fetisova, T. S., Protazanov, A. A., & Kuznetsov, Yu. I. (2020). Mg(II) and Zn(II) complexonates with a 1,3-diamino-2-propanol phosphorus-containing derivative as corrosion and scaling inhibitors. Int. J. Corros. Scale Inhibit. 9(1), 362-371. doi: 10.17675/2305-6894-2020-9-1-24 (in Russ.).Moschona A., Plesu N., Colodrero R.M.P., Cabeza A., Thomas A.G., Demadis K. D. (2020). Homologous alkyl side-chain diphosphonate inhibitors for the corrosion protection of carbon steels. // Chemical Engineering Journal. – 2020. – 6864. doi: 10.1016/j.cej.2020.126864Moschona, A., Plesu, N., Colodrero, R. M. P., Cabeza, A., Thomas, A. G., & Demadis, K. D. (2020). Homologous alkyl side-chain diphosphonate inhibitors for the corrosion protection of carbon steels. Chemical Engineering Journal, 126864. doi: 10.1016/j.cej.2020.126864Дрикер Б.Н., Протазанов А.А., Цируль- никова Н.В., Горбатенко Ю.А. Ингибирова- ние коррозии конструкционных сталей (Ст3) // Практика противокоррозионной защиты. – 2020. – Т. 25, № 4. – С. 40-47. doi: 10.31615/j. corros. prot. 2020.98.4-5Driker, B. N., Protazanov, A. A., Tsirulnikova, N. V., & Gorbatenko, Yu. A. (2020). Corrosion inhibition of structural steels (St3). Theory and Practice of Corrosion Protection, 25(4), 40-47. (in Russ.).Rajendran S., Joany R.M. et al. Corrosion inhibition by carboxymethyl cellulose-1- hydroxyethane-1,1diphosphonic acid-Zn2+ system // Bulletin of Electrochemistry. – 2002. – V. 18, № 1. – P. 25-28.Rajendran, S., Joany, R. M. et al. (2002). Corrosion inhibition by carboxymethyl cellu-lose-1-hydroxyethane-1,1diphosphonic acid-Zn2+ system. Bulletin of Electrochemistry. 18(1), 25-28.Rajendran S., Amalraj A.F. et al. Mutual influence of HEDP and SDS-Zn2+ system on corrosion inhibition of carbon steel // Transactions of the SAEST. – 2005. – V. 40, № 1. – P. 35-39.Rajendran, S., Amalraj, A. F. et al. (2005). Mutual influence of HEDP and SDSZn2+ system on corrosion inhibition of carbon steel. Transactions of the SAEST, 40(1), 35-39.Дрикер Б.Н., Мурашова А.И., Таран- таев А.Г. Методология выбора ингибитора солеотложений и коррозии // LAP LAMBERT Academic Publishing. – 2015. – 42.Driker, B. N., Murashova, A. I., & Tarantaev, A. G. (2015). Methodology for the selection of an inhibitor of salt deposits and corrosion. LAP LAMBERT Academic Publishing, 42. (in Russ.).Ануфриев Н.Г., Комарова Е.Е., Смир- нова Н.Е. Универсальный коррозиметр для научных исследований и производственного контроля коррозии металлов и покрытий // Коррозия: материалы, защита. – 2004. – № 1. – С. 42-47.Anufriev, N. G., Komarova, E. E., & Smirnova, N. E. (2004). Universal corrosion meter for scientific research and industrial control of corrosion of metals and coatings. Corrosion: materials, protection, 1, 42-47. (in Russ.).Chausov F.F., Somov N.V., Zakirova R.M. et al. // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. – 2017. – V. 81, № 3. – P. 394-396. doi: 10.7868/S0367676517030085.Chausov, F. F., Somov, N. V., Zakirova, R. M. et al. (2017). Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. 81(3), 394- 396. doi: 10.7868/S0367676517030085.Кузнецов Ю.И., Раскольников А.Ф. Ин- гибирование коррозии железа нитрилтриме-тилфосфонатными комплексами // Защита металлов. – 1992. – Т. 28, № 2. – С. 249-256.Kuznetsov, Yu. I., Raskolnikov, A. F. (1992). Inhibition of iron corrosion by nitriltrimethylphosphonate complexes. Protection of metals, 28(2), 249-256. (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.