ПРОТИВОКОРРОЗИОННАЯ ЗАЩИТА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ ДЛЯ ВНЕСЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ

Губашева А.М., Князева Л.Г. DOI: 10Л2737/15495

Аннотация: Цель данной работы - предложить пути

противокоррозионной защиты сельскохозяйственной техники для внесения минеральных удобрений. Анализ причин отказов такой техники показал, что основная их доля вызвана коррозионным износом из-за воздействия атмосферных явлений и наличия агрессивных веществ на рабочей

поверхности. Наиболее подвержены коррозии рабочие органы машин для внесения минеральных удобрений: бункер, высевающие органы,

транспортирующие и дозирующие части. Минеральные удобрения обладают высокой коррозионной активностью, благодаря наличию коррозионно- активных солей и высокой гигроскопичности. Коррозионное разрушение рабочих органов сельскохозяйственных машин происходит не только в рабочий период, но, в большей степени, во время их неиспользования. Для определения коррозионной активности сред минеральных удобрений были проведены гравиметрические испытания с использованием ГОСТ 9.042-75 и 9.041-74. Для защиты техники, имевшей контакт с минеральными удобрениями, от коррозии в данной работе предлагается использовать консервационные материалы на основе отработанных синтетических моторных масел, ингибированных Эмульгином (5 масс. %) или ПООМ (30 - 40 масс. %).

Ключевые слова: минеральные удобрения, коррозионная активность скорость коррозии, сельскохозяйственная техника, противокоррозионная защита, консервация, рабочие органы сельскохозяйственной техники.

Введение. Защита сельскохозяйственной техники от коррозии - важная и

сложная задача, требующая больших затрат материальных средств как при изготовлении машин, так и период их эксплуатации, хранения и ремонта [1-3]. Как показывает практика, 40 % отказов сельскохозяйственной машин происходит из -за выхода из строя основных механизмов, комплектующих и сборочных единиц под воздействием атмосферной коррозии. Наиболее подвержены коррозии машины для внесения минеральных удобрений.

Объясняется это специфическими условиями работы, в которых детали машин находятся в контакте с минеральными удобрениями, разрушающими защитное покрытие и вызывающими коррозию металла. Как показывает практика, детали сельскохозяйственных машин подвергаются преимущественно окислительному износу под влиянием атмосферного воздействия и технологической среды.

Почти все минеральные удобрения являются солями, получаемыми из природных минералов, а также из азота воздуха. Минеральные удобрения обладают коррозионной активностью, благодаря наличию коррозионноактивных солей (нитратов, хлоридов, сульфатов, фосфатов). Они обладают хорошей гигроскопичностью, легко поглощают атмосферную влагу и образуют на поверхности деталей тонкие слои электролитов, свободно проникающие сквозь лакокрасочное покрытие и разрушающие металл.

Немаловажное влияние на сохранность техники для внесения минеральных удобрений оказывают условия хранения в межсезонный период. Несоблюдение технологии хранения, обеспечивающей необходимый уровень противокоррозионной защиты, отсутствие технических средств, оборудовании и доступных консервационных материалов приводят к снижению технических ресурсов сельскохозяйственных машин и проведению многократных ремонтно- восстановительных работ. Из-за отсутсвия специально оборудованных мест, многие фермеры вынуждены оставлять технику на открытых площадках, и машины ставят на хранение плохо очищенными, со следами минеральных удобрений. Частицы загрязнений при наличии влаги на металлической поверхности химически активны, что способствует ускорению процессов коррозии.

Все эти факторы оказывают прямое влияние на процесс окисления поверхностей деталей, износ и снижение работоспособности сельскохозяйственной техники и повышают требования к ее сохранности и противокоррозионной защите.

Цель данной работы: предложить пути противокоррозионной защиты

Материалы и методы

При анализе существующей информации о проблемах противокоррозионной защиты машин для внесения минеральных удобрений использованы: интернет, литературные материалы и нормативные документы.

Для определения коррозионной скорости сред минеральных удобрений были проведены гравиметрические эксперименты. Испытания проводились в 0,5 М растворе хлорида натрия по ГОСТ 9.042-75. Определение площади коррозионного поражения осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТ 9.041-74. Использовались прямоугольные пластины размером 60x30x3 мм, которые зачищали и полировали на шлифовальных кругах разных размеров без привлечения паст до 6 класса чистоты. Перед испытаниями образцы обезжиривали ацетоном и спиртом, сушили и взвешивали на аналитических весах с точностью до Г10'4 г. Объем раствора составлял не менее 15 см3 на 1 см2 площади образца. Атмосфера - воздух. Для контроля использовались образцы, висящие в пустых стаканчиках на воздухе. Продолжительность опытов - 14 суток.

После экспозиции пластины протравливались 28 %-ным раствором НС1, содержащим 1 г/л уротропина и 1 г/л KI, после чего промывались водой, высушивались фильтровальной бумагой и обрабатывались мягким ластиком.

Скорость коррозии (К) оценивали по потерям массы образцов Ат из данных трех или шести - девяти параллельных опытов и определяли по формуле:

где S - площадь образца, см2; г - время испытаний, ч.

Результаты и обсуждение.

Наиболее подверженные коррозии рабочие органы машин для внесения минеральных удобрений показаны в таблице 1и на рис.1

Машины

Рабочие органы

1

Разбрасыватели минеральных удобрений, туковые сеялки

Бункер, высевающие катушки, рама, вальцы, подающие тарелки, ленточный транспортер

2

Опрыскиватели

Бункер, дозаторы и детали, соприкасающиеся с ядохимикатами

Коррозионные разрушения разбрасывателей минеральных

Рисунок 1 - Коррозионные разрушения разбрасывателей минеральных

удобрений

Наши исследования показали, что в насыщенных растворах минеральных удобрений скороть коррозии стали СтЗ, определяемая гравиметрическим методом, по сравнению с твердой фазой, возрастает на порядок, (таблица 2). Самым агрессивным из исследованных удобрений в твердом и жидком состоянии, является аммофос (К = 0,160 г/м2-ч - при контакте с насыщенным раствором).

Таблица 2 - Скорость коррозии стали СтЗ в среде минеральных удобрений

Вид удобрения

Скорость коррозии, г/м2

Твердое состояние

Насыщенный раствор

Аммофос

0,011

0,160

Карбамид

0,010

0,140

Суперфосфат

0,010

0,150

Примечания - Температура эксперимента - комнатная. Длительность испытаний - 60 суток.

Поскольку при постановке машин на временное хранение в реальных условиях достаточно сложно отмыть стальные поверхности от минеральных удобрений, нами была смоделирована ситуация, когда рабочие органы разбрасывателей имели следы минеральных удобрений. Исследования показали, что стальные поверхности со следами минеральных удобрений аммофоса и суперфосфата быстрее подвергались коррозионным процессам при ускоренных коррозионных испытаниях в 0,5 М растворе NaCl, чем чистые (обезжиренные). Если скорость коррозии чистой стальной (СтЗ) поверхности составляла - 0,050, то со следами, аммофоса - 0,057, суперфосфата - 0,065 г/м2ч. Следы карбамида (МНгЬСО, обладающего ингибирующими свойствами, наоборот, несколько замедляли коррозионный процесс, скорость коррозии составляла - 0,047 г/м2ч.

В таблице 3 представлены результаты ускоренных коррозионных испытаний в 0,5 М растворе NaCl стальных образцов со следами минеральных удобрений, покрытых масляными пленками. Пленка свежего синтетического масла Mobil Devlac не лучшим образом защищает стальную поверхность, причем со следами карбамида даже несколько лучше, чем без его следов, наихудшие результаты показывает в опытах со следами аммофоса. Отработанное масло Mobil Devlac обеспечивает почти в два раза меньшую эффективность на стальной поверхности, по сравнению со свежим маслом, но лучше защищает стальную поверхность со следами аммофоса и суперфосфата. Повысить защитную эффективность отработанного синтетического масла можно, добавив в него 5 масс. % присадки Эмульгин, которая была разработана на основе кубовых остатков производства высших алифатических аминов ОАО «Азот», г. Березняки. Гораздо больший защитный эффект на стальных поверхностях со следами минеральных удобрений обеспечивают отработанные синтетические масла, ингибированные 30 - 50 % продуктами очитки отработанных минеральных масел (ПООМ) [4 - 15]: 80 - 90 % - при защите стальной поверхности со следами карбамида; 50 - 60 % - со следами аммофоса и суперфосфата. Если использовать чистый ПООМ, то можно полностью защитить стальную поверхность СтЗ при ускоренных коррозионных испытаниях в 0,5 М растворе NaCl и на открытых площадках в течение 6 месяцев .

Таблица 3 - Результаты ускоренных коррозионных испытаний стальных образцов со следами минеральных удобрений в 0,5 М растворе NaCl

Масляная пленка

Концентрац

ИЯ

ингибитора в масле, масс. %

Следы удобрений на СтЗ

Mobil

Devlac

Ингиби

тор

Без

удобрения

карбамид

аммофос

суперфосфат

Zi.

%

Zi,

%

Z2, %

Z,,

%

z2,

%

Zi,

%

z2,%

свежее

-

-

33

42

42

22

22

27

36

отработа

иное

-

18

С

37

37

31

39

Эмульг

ин

3

70

28

27

25

25

21

30

4

93

32

31

27

27

25

34

5

98

38

37

42

41

37

44

ПООМ

10

76

65

65

48

48

68

72

20

89

75

74

52

52

55

60

30

90

83

83

63

62

60

65

40

93

92

92

52

51

61

66

50

98

86

86

48

48

53

58

100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

-100

Примечания: Длительность испытаний - 14 сут. Температура нанесения пленки 20 °С. Температура эксперимента - 20 °С. Zi - защитный эффект по контрольным образцам в 0,5 М NaCl, Z2 - защитный эффект по контрольным образцам со следами удобрений Ко = 0,050 г/м2ч; Ко,каРб.= 0,047 г/м2ч; Ко,амм.= 0,057 г/мЧ Ко , суперфос. 0,065 г/мЧ *С - стимулирование коррозии

Консервация разбрасывателей минеральных удобрений

Рисунок 2 - Консервация разбрасывателей минеральных удобрений

Выводы

Для защиты техники, имевшей контакт с минеральными удобрениями, от коррозии в данной работе предлагается использовать консервационные материалы на основе отработанных синтетических моторных масел, ингибированных Эмульгином (5 масс. %) или ПООМ (30 - 40 масс. %).

Список литературы

1. Черноиванов В.И., Северный А.Э, Зазуля А.Н., Прохоренков В.Д.,

Петрашев А.И., Вигдорович В.И., Князева Л.Г. Сохраняемость и

противокоррозионная защита техники в сельском хозяйстве. М: ГНУ ГОСНИТИ. - 2009. - 240 с.

  • 2. Севернее М.М. Хранение сельскохозяйственной техники. Минск, Изд- во «Урожай», 1980. 118 с.
  • 3. Вигдорович В.И. Научные основы и практика создания антикоррозионных консервационных материалов на базе отработанных нефтяных масел и растительного сырья: монография /В.И. Вигдорович, Л.Г. Князева, А.Н. Зазуля [и др.]. - Тамбов: Изд - во Першина Р.В. 2012. - 325 с.
  • 4. Петрашев А.И., Князева Л.Г., Прохоренков В.Д., Клепиков В.В. Технология консервации сельскохозяйственной техники отработанными маслами // Наука в центральной России. 2013. № 1. С. 57 - 61.
  • 5. Князева Л.Г., Прохоренков В.Д., Вигдорович В.И., Епифанцев С.С. Состав и противокоррозионные свойства остаточных продуктов очистки и осветления отработанных моторных масел. // Практика противокоррозионной защиты. 2003. № 3. С. 55 - 58.
  • 6. Прохоренков В.Д., Князева Л.Г., Вигдорович В.И. Доступные противокоррозионные материалы для защиты сельскохозяйственной техники от атмосферной коррозии. // Практика противокоррозионной защиты. 2003. № 3. С. 51 - 54.
  • 7. Прохоренков В.Д., Петрашев А.И., Князева Л.Г. Защита от коррозии сельскохозяйственной техники отработанными маслами // Техника в сельском хозяйстве. 2006. № 5. С. 18-21.
  • 8. Прохоренков В.Д., Князева Л.Г., Вигдорович В.И., Епифанцев С.С. Защита от атмосферной коррозии отработанными моторными маслами, ингибированными продуктами их очистки. Сообщение 3. Защитные свойства консервационных составов на основе отработанного моторного масла и ПООМ // Практика противокоррозионной защиты. 2006. № 2 (39). С. 16 - 22.
  • 9. Прохоренков В.Д., Князева Л.Г., Вигдорович В.И., Епифанцев С.С. Защита от атмосферной коррозии отработанными маслами, ингибированными продуктами их очистки. Сообщение 4. Защитная эффективность ингибированных ПООМ отработанных масел в условиях влагонасыщения // Практика противокоррозионной защиты. 2006. № 2 (40). С. 41 - 47.
  • 10. Петрашев А.И., Прохоренков В.Д., Князева Л.Г., Остриков В.В., Вигдорович В.И. Защита от атмосферной коррозии отработанными маслами, ингибированными продуктами их очистки. Сообщение 5. Технологии получения и применения продуктов очистки отработанных масел // Практика противокоррозионной защиты. 2006. № 3. С. 38 - 43.
  • 11. Князева Л.Г., Вигдорович В.И., Прохоренков В.Д. Ингибирование коррозии отработавшими моторными маслами. // Коррозия: материалы, защита. 2010. № 10. С. 25 -30.
  • 12. Вигдорович В.И. Научные основы и практика создания антикоррозионных консервационных материалов на базе отработанных нефтяных масел и растительного сырья: монография /В.И. Вигдорович, Л.Г. Князева, А.Н. Зазуля [и др.]. - Тамбов: Изд - во Першина Р.В. 2012. - 325 с.
  • 13. Князева Л.Г., Акользин А.П., Вигдорович В.И., Шель Н.В. Некоторые проблемы ингибирования атмосферной коррозии стали отработавшими моторными маслами // Практика противокоррозионной защиты. 2012. № 1 (63). С. 60-65.
  • 14. Петрашев А.И., Князева Л.Г., Прохоренков В.Д., Клепиков В.В. Технология консервации сельскохозяйственной техники отработанными маслами // Наука в центральной России. 2013. № 1. С. 66 - 71.
  • 15. Князева Л.Г., Шель Н.В., Прохоренков В.Д., Остриков В.В. Утилизация отработанных масел путем получения из них высокоэффективных консервационных материалов // Вестник ТГУ. 2013. Т. 18. № 5. С. 2303 - 2306.

Губашееа Алмагулъ Мустафаевна, аспирант кафедры агроинженерии ФГБОУ В ПО «Тамбовский государственный технический университет», г. Тамбов, Россия

Научный руководитель - Князева Лариса Геннадьевна, доктор химических наук, ученый секретарь ФГБНУ «Всероссийский научно- исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве», г. Тамбов, Россия

УДК 621.86

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >