Ушбу мақолада янги турдаги зангга қарши қопламалар олишнинг оптимал шароитларини аниқлаш борасидаги илмий маълумотлар ва госсипол смоласига СaО, ZnSO 4 , базальт толалари, K 2 Cr 2 O 7 ва (СН 2 ) 6 N 4 таъсирлари натижалари келтирилган. Олинган қопламанинг физик-механик оссалари аниқланган.
Калит сўзлар: коррозия, коррозия, нефтепровод, қоплама, кальций оксиди, бихромат, уротропин, трубопровод, ИК спектрлар.
В данной статье приведены научные данные по определению оптимальных соотнощений получения новых видов антикоррозионных покриятий для магистральных трубопроводов и результаты изучения влияний СaО, ZnSO 4 , базальтовых волокон, K 2 Cr 2 O 7 и (СН 2 ) 6 N 4 на состав смолы госсиполовой. Определены физико-механических свойств полученных покрытий.
Ключевые слова: коррозия, нефтепровод, покрытие, окись кальция, бихромат, уротропин, трубопровод, ИК-спектры.
Сўнги йилларда Ўзбекистонда нефт–газ соҳаси кучлик ривожланаётган йўналишлар қаторига кирмоқда. мамлакатимизда хозирга келиб, нефт ва газ саноатида 30га яқин ишлаб чиқариш корхоналари фаолият кўрсатмоқда. Сўнгги 4 йил ичида Устюрт газ-кимё мажмуаси, Қандим газни қайта ишлаш мажмуаси ва бошқа бир қатор саноат объектлари фойдаланишга топширилди. Ғузор, Зомин ва Учқурда янги газ мажмуалари ишга туширилиш арафасида турибди.
Дунё бўйича йил давомида ишлаб чиқарилаётган пўлатнинг олтидан бир қисми коррозия натижасида йўқотилишнинг ўрнини қоплашга кетади. Бу кўрсаткич дунё миқёсида кўрилса, бирнеча миллион тонна пўлатни ташкил этади. Шундан келиб чиқилса, нефт-газ соҳасида ишлатилаётган металл конструкция ва ташувчи ускуналарни коррозиядан ҳимояловчи воситалар ишлаб чиқариш, уларнинг занглашга қарши таъсир механизмларини ўрганиш, сифатини яхшилаш, таннархини камайтириш долзарб масалалардан ҳисобланади.
Бугунгача магистрал қувурлар учун занглашига қарши изоляцион қопламалар яратиш борасида кўплаб илмий изланишлар олиб борилган.
А. А. Бекбаулиева магитрал қувурларнинг ички қисмини коррозиядан ҳимоялаш борасидаги тадқиқодлар олиб борган [1]. Кузьбожев А. С. ва бошқалар заводдан изоляцияланиб чиқаётган трубапроводлар холатини ўрганиш бўйича тадқиқодлар олиб борган [2]. Гладких Ирина Фаатовна ўзининг илмий тадқиқодларини ер остида магистрал қувурларни ҳимояловчи таркиблар яратишга бағишлаган. Унинг томонидан «Асмол» номи билан ер остида қувурларни самарали ҳимоя қилувчи таркиб яратилган [3].
Б. А. Сакыбаев муаллифнинг илмий ишларида коррозияга қарши «Госси-СМ” суртмаси яратган. Бу очиқ ҳавода қувурларни оптимал коррозиядан ҳимоя учун мўлжалланган ўз-ўзидан тортадиган плёнка ҳосил қилиш орқали ҳаво турли -хил жихозларнинг ишлаши ташқи юзаларини ҳимоя қилиш қувурларни ва бошқа металл конструксиялар ускуналар шу жумладан юқори коррозияли муҳитда коррозияга қарши хусусиятларга эга. «Госси-СМ» совуқ галванизатсиялаш учун битта тўпламли композитсия таркибида пахта смоласи, модификатсия қилувчи қўшимчалар, бор кислота, олти бурчакли бор нитриди, дитциандиамид, трихлоропропил фосфат ва майда рух кукуни ишлатилган [4].
Ўзбекистонлик олимлар томонидан ҳам кўплаб илмий тадқиқодлар олиб борилган. Уларнинг илмий ишларида маҳаллий хом ашёлар ва саноат чиқиндиларидан металларни ер ости ва устида самарали ҳимояловчи таркиблар яратилгани ҳақида илмий адабиётларда маълумотлари мавжуд. Жумладан- т.ф.д. проф. М. Ж. Жуманиязов томонидан зангга қарши қопламаларнинг бир қанча янги турлари яратилган ва амалиётга жорий қилинган [5–10].
Д. М. Жуманиязова ўз илмий ишларида Орол бўйи минтақасида ишлаб чиқарилаётган темир бетон маҳсулотларидаги пўлат арматураларни кор-розиядан ҳимоялаш бўйича қопламалар яратиш бўйича тадқиқотлар олиб борган ва натижада янги тур қопламалар олишнинг мақбул нисбатлари топилган. Унга кўра госсипол смоласи 48,5–49,5 %, нитролигнин 49,5–50,0 % ва гексаметилентетрамин (ГМТА):0,5–1,0 % тутган антикоррозион қоплама Оролбўйи минтақаси шароитидаги кучли шўрланган сув, қум ва цементдан тайёрланаётган темир-бетон конструкцияларни занглашдан ҳимоялашда ижобий натижалар бериши аниқланган [9].
Ушбу ҳавола қилинаётган илмий ишнинг мақсади- ёғ-мой саноати чиқиндиси бўлган госсипол смоласи, турли минерал тўлдиргичлар ва маҳаллий хом ашёлардан фойдаланиш орқали магистрал нефть ташувчи магистрал қувурларни агрессив муҳитлардан узоқ муддат ҳимоя қилувчи янги замонавий композицион қопламалар олиш имкониятлари илмий асослашдан иборат.
Тадқиқодларда қуйидагилар вазифа қилиб белгиланди:
– госсипол смоласини рекцион хусусиятларини яхшилаш мақсадида, унинг функционал гуруҳларини фаол холатга ўтказиш бўйича тадқиқодлар олиб бориш;
– госсипол смоласига СаО, асбест чанги, шиша кукуни таъсирини ўрганиш орқали қопламанинг иссиқликка бардошлиги, диэлектрик қаршилиги, қаттиқлиги ва сув шимувчанлиги кабиларни меъёрлаштириш;
– қопламанинг зангга қарши хусусиятларини ошириш, физик-механик хоссаларини яхшилаш мақсадида госсипол смоласига ZnSO 4 , K 2 Cr 2 O 7 , (СН 2 ) 6 N 4 таъсирларини ўрганиш борасидаги тадқиқодлар ўтказиш;
– тадқиқот натижалари олинган намуналарни ИҚ спектроскопик анализ орқали синовдан ўтказиш;
– яратилган композицияларнинг антикоррозион хусусиятларини ГОСТ 52568–2006 талабларига мувофиқ синаш.
Тaдқиқотларда кимёвий вa зaмонaвий физик-кимёвий тaҳлил усуллaридан фойдаланилди.
Тадқиқотлари учун госсипол смоласи (ТШ 86–38–2006), СаО (ГОСТ 9179–2018), уротропин (ГОСТ 1381–73), тальк (ГОСТ 21235–75), базальт толаси (ГОСТ 4640–93), рух сульфат (ГОСТ 4174–77), К 2 Сr 2 O 7 (ГОСТ 2652–78).Танланган хом-ашё материаллар ва маҳсулотларнинг физик-кимёвий таҳлилларида аналитик кимёнинг сифат ва масса анализ усулларидан кенг фойдаланилди. Агрессив муҳитларга қарши композицион қопламаларнинг сифатини аниқлашда ГОСТ 51164–98 талабларига риоя қилинди.
Дастлабки тадқиқодлар, яъни госсипол смоласига ZnSO 4 , K 2 Cr 2 O 7 , шиша кукуни (0,05–0,1 мм) таъсирлари юқори ҳароратларда (220 о С) компонентларнинг турли нисбатларида ўрганилди. Кейинчалик ҳарорат пасайтирилиб (70 о С) таркибга гексаметилентетраминнинг (СН 2 ) 6 N 4 0,1–1,0 оралиқ фоизлардаги таъсирларини аниқлаш бўйича изланишлар олиб борилди. Барча нисбатларда олинган намуналар 3 %ли NaCI эритмасида синаб кўрилди. Синовларда олинган натижалар бўйича оптимал таркиб аниқланди. Синовлар натижалари 1-жадвалда келтирилган.
1-жадвал
Госсипол смоласига минерал тўлдирувчилар ва пластификаторлар киритиш орқали олинган оптимал таркибни синаш натижалари
|
№ |
Компонент номи |
ГС миқ-дори, % |
Компо-нент миқдори, % |
Ҳаро-рат, о С |
Масса ўзгариши, г |
Реакция кетиш вақти, мин |
Ҳимоя дара-жаси, % |
|
1 |
(СН 2 ) 6 N 4 |
91,0 |
1,0 |
70 |
0,3 |
60 |
97,2 |
|
2 |
ZnSO 4 |
1,0 |
220 |
0,5 |
40 |
||
|
3 |
K 2 Cr 2 O 7 |
1,0 |
0,7 |
30 |
|||
|
4 |
Шиша кукуни |
2,0 |
1,0 |
10 |
|||
|
5 |
СаО |
4,0 |
3,0 |
120 |
Жадвалда келтирилган маълумотларга асосланиб, синтез қилинганантикоррозион қопламанинг барча хоссалари стандарт талаблар бўйича аниқланди ва ГОСТ талабларига мос келиши илмий асосланди. Олинган қопламалар 20 %ли HCI, H 2 SO 4 , HNO 3 кислоталар эритмаларида синалди. Синов натижалари қуйидаги 2- жадвалда келтирилди.
Натижаларда кўриниб турибдики, яратилган қоплама кислоталик муҳитларга (97,6–98,7 %) чидамли.
Тадқиқот натижасида олинган зангга қарши қопламалар ИҚ спектрли анализ орқали ўрганилди. Инфрақизил ютилиш спектрлари SHIMADZU фирмасининг IR Tracer-100 спектрофотометрида (400–4000sm -1 ) аниқланди.
ИҚ спектроскопия таҳлили натижаларига асосан композицион қоплама таркибидаги ZnSO 4 моддасига тегишли бўлган SO 4 2- ионининг мос равишдаги 1014,56 ва 599,86 см -1 соҳаларда валент ҳамда деформацион тебранишлари кузатилди. Асбест моддаси таркибидаги –ОН–гурухи 2918,30 ва 1178,51 см -1 соҳаларда, Ca=О эас 873,75 см -1 соҳада, калий бихромат таркибидаги Cr 2 O 7 2- иони эса 1114,86 см -1 соҳада, уротропин моддасидаги гексаметилентетрамин лигандини ташкил қилувчи -С-N= боғланиши ўз навбатида 1463,97 ва 1265,30 см -1 соҳаларда ютилиш частоталарини намоён қилди. Қоплама таркибидаги шишанинг асоси бўлган SiO 2 464.26 ва 721,38 86 см -1 соҳаларда валент ҳамда деформацион тебранишларни намоён қилди. Мазкур модда таркибидаги госсипол полифенол модда бўлишига қарамасдан, ИҚ спектроскопия тахлил
2-жадвал
Синтез қилинган қопламанинг кислотали муҳитларга чидамлилигини аниқлаш натижалари
|
№ |
Кислотали муҳит |
Даст-лабки масса, г |
Вақт,сутка |
Қопламанинг кислотали муҳитларга чидамлилиги, % |
||
|
1 |
3 |
7 |
||||
|
Намунанинг масса ўзгариши, г |
||||||
|
1 |
Қопламанинг 20 %ли HCI эритмасида синаш, t= 20±2°С |
9,24 |
9,24 |
9,24 |
9,26 |
98,5 |
|
2 |
Қопламанинг 20 % H 2 SO 4 эритмасида cинаш, t=20±2°С |
6,84 |
6,84 |
6,85 |
6,87 |
98,7 |
|
3 |
Қопламанинг 20 % HNO 3 эритмасида синаш, t=20±2°С |
6,03 |
6,08 |
6,09 |
6,09 |
97,6 |
натижасига кўра госсипол таркибидаги -С-ОН гидроксил гурухларига тегишли бўлган ютилиш частоталари кузатилмади. Бу холат госсиполнинг эркин холатда бўлмаганлиги ва унинг корбоксил гурухидаги водород ўрнини Са, Мg, Zn ва Cr ионлари олганидан дарак беради. Шу билан бирга госсипол смоласи тўлиқ полимер холатига ўтганлигидан далолат беради. Госсипол таркибидаги -СН 3 радикали ўз ҳолатини ўзгартирмаганлиги ютилиш частотаси 1377,17 см -1 сохада намаён қилди. Нафтил халқасига тегишли бўлган С=С боғланиш эса 1541,12 см -1 соҳада деформацион тебранишни намоён қилди. Госсипол таркибидаги альдегидни ташкил қилган С=О ва С-Н атомлар гурухи тегишли равишда 1737,86 хамда 2850,79 см -1 сохаларда валент тебранишларни намоён қилди.
1-Расм. Намунанинг ИҚ -спектрлари
КомпозициянингИҚ спектрида кузатилган асосий ўткир чўққилар SiO 2 721,38 86 см -1 ; асбест моддаси таркибидаги -ОН- гурухи 2918,30 ва 1178,51 см -1 ; уротропин моддасидаги -С-N= боғланишда 1463,97 см -1 ; госсиполнинг нафтил халқасини ташкил этган С=С боғланишнинг 1541,12 см -1 соҳада деформацион тебранишни намоён қилиши ҳамда госсипол таркибидаги альдегидни ташкил қилган С=О ва С-Н атомлар гурухининг 1737,86 ҳамда 2850,79 см -1 сохалардаги валент тебранишларга тегишли эканлиги аниқланди. Бу эса ўз навбатида қопламанинг кимёвий таъсири ана шу моддалар композициясининг кимёвий хоссаларига тўғри пропорционал равишда таъсир қилиши мумкинлигидан далолат беради.
Юқоридаги ўрганилган маълумотларга асосланиб оптимал таркибнинг физик-механик хоссалар аниқланди ва стандарт талабларга жавоб бериши илмий асосланди. Тадқиқодлар кўрсатишича, олинган таркиб механик аралашма эмас, яҳлит, барқарор бирикма эканлиги ўз исботини топди. Яратилган қопламаларни магистрал нефть қувурларни коррозиядан ҳимоя қилишда ишлатишга тавсия қилинади ва импорт аналогларидан қолишмаслиги, маҳаллий хом ашёларга асосланганлиги, таннарининг арзонлиги билан аҳамиятлидир.
Адабиёт:
- Кузьбожев А. С., Теплинский Ю. А., Агиней Р. В., Яковлев А. Я., Алиев Т. Т., Аленников С. Г. Патент РФ № 2238535 RU, МПК F 7G 01 N 3/00. Способ определения повреждаемости нагруженного материала и ресурса его работоспособности. Заявка № 2002131037/28. Заявл. 18.11.2002. Опубл. 20.10.2004. Бюл. № 29.
- Бекбаулиева А. А., Мугатбарова А. А., Подъяпольский А. И., Эпштейн А. Р. Совершенствование защиты внутренней поверхности трубопроводов от коррозии. / Нефтегазовое дело, 2010 http://www. о gbus.
- 3.Гладких И. Ф., Черкасов Н. Ф., Алексеев А. С., Николаев В. Н., Пестриков С. В. Практическое исследование нефтеполимера «Асмол», получаемого из отходов нефтепереработки и нефтехимии // «Проблемы защиты окружающей среды на предприятиях нефтепереработки и нефтехимии»: Материалы научно-практической конференции. -Уфа, 1997. -С.179–182.
- Сакыбаев Б. А. // Дисс: Получение антикорризионных покрытий на основе полимеров и хлопковых гудронов для магистральных нефтепроводов Шымкент-2019 С. 111–112
- Жуманиязов М. Ж., Юлдашев Н. Х., Дюсебеков Б. Д., Ходжаев О. Ф. Антикоррозионные свойства покрытий на основе фосфатов. // Узб. хим. журн., 2003. № 2. С. 47–50.
- Жуманиязова Д. М., Жуманиязов М.Ж, Жаббиев Р. М. Нефтсиз битумлар асосида олинган композицион маҳсулотларни синаш натижалари // МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ «Инновационныое развитие нефтегазовой отралси, современная энергетика и их акуальные проблемы» Ташкент, 26 май 2020 г. с 248–249
- Жаббиев Р. М., Аитова Ш. К., Жуманиязов М. Ж. Разработка новых видов рулонных изоляционных материалов на основе нетрадиционных битумов и изучение их физико-механических свойств // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2019. № 11 (68). URL.
- Жуманиязов, М. Ж. Изучение комплексообразования расворимых модификаций гидролизного лигнина с ионами металлов / Ж. Химия в интересах устойчивого развития/ Сиб. отд-ние Рос. акад. наук и др. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1993 -. — ISSN 0869–8538. 2004г. Т. 12 № 1 — С.53–59. — Библиогр.: 12 назв.
- Жаббиев Р. М., Аитова Ш. К., Жуманиязов М. Ж. Разработка новых видов рулонных изоляционных материалов на основе нетрадиционных битумов и изучение их физико-механических свойств // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2019. № 11 (68).
- Технология получения кислотоупорных антикоррозионных покрытий на основе госсиполовой смолы // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. Жуманиязова Д. М., Жуманиязов М. Ж. [и др.]. 2019. № 11 (68).
- Джуманиязова Д. М. дисс: Импорт ўрнини босувчи, экспортга йўналтирилган кислотабардош занга қарши қопламалар олиш технологияси// Автореф. диссер. на соискание ученой степени доктор философии.Тошкент-2019 С.22–31 с.
