Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ КОНСЕРВАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭФИРНЫХ МАСЕЛ

Изобретение относится к консервации металлов и может быть использовано для защиты материалов машиностроения, приборостроения и т.п. от коррозии и повреждений микроорганизмами (микроскопических грибов и бактерий). Способ включает нанесение на металлические поверхности консервационного смазочного материала и оборачивании металлических изделий, находящихся с наружи объектов упаковочным материалом.

Известен способ консервации металлов (RU, патент на изобретение №2635145. Способ консервации металлов, приоритетный №2016138505 от 28.09.2016, Бюл. №31 от 09.11.2017).

По вышеназванному способу предварительно производится очистка поверхностей деталей от загрязнений и окисных пленок методом электродуговой обработки в вакууме или электрохимическим травлением, или механической зачисткой абразивными материалами с последующим их удалением. На деталь наносят необходимое металлическое покрытие заданной толщины методами катодного распыления в вакууме, или магнитоионного распыления в вакууме, или гальваническим методом. После этого поверхность детали подвергают воздействию электродугового разряда с целью формирования тонкого интерметаллидного слоя на всей поверхности детали, подлежащей защите, и, при необходимости, наносят дополнительное тонкое металлическое покрытие методами катодного распыления в вакууме, или магнитоионного распыления в вакууме, или гальваническим методом.

Недостатком вышеназванного способа является длительное время на выполнение необходимых операций, данный способ выполняется только в заводских условиях, не показано, как данный способ защищает детали от воздействия микроорганизмов.

Известен способ нанесения защитного противокоррозионного покрытия на стальные изделия (RU, патент на изобретение №2695717. Способ нанесения защитного противокоррозионного покрытия на стальные изделия и реагент для осуществления вышеуказанного способа, приоритетный №2017141891 от 30.11.2017, Бюл. №21 от 25.07.2019).

По вышеназванному способу поверхность стальных изделий обрабатывают вводном растворе реагента, представляющего собой декагидрат бис (нитрило-трис-метиленфосфонато-аква-плюмбата (II)) тетранатрия. Обработанные в растворе указанного реагента стальные изделия высушивают на воздухе и подвергают термической обработке при температуре 250-350°С.

Недостатками вышеназванного способа является длительное время на обработку стальных изделий, выполняется только в заводских условиях, применяется только для защиты стальных изделий от коррозии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ консервации изделий приборостроения (Изделие 2А42. Инструкция по эксплуатации. 2А42.00.000 ИЭ, стр. 53-54) и принят за прототип.

По известному способу все детали и механизмы изделия на кратковременное хранение смазываются смазкой пластичной ГОИ-54п. Собранное изделие, находящееся с наружи объекта, обертывается парафинированной бумагой в два слоя. При длительном хранении изделие смазывается пластичной смазкой ГОИ-54п, обертывается противокоррозионной бумагой МБГИ-8-40 (УНИ) и герметизируется в полиэтиленовом чехле.

Недостатком известного способа является увеличение времени подготовки и консервации металлов приборостроения. Кроме того, при воздействии факторов окружающей среды пластичная смазка ГОИ-54п подвергается воздействию микроорганизмов (микроскопических грибов и бактерий), в связи с чем, развивается биокоррозия.

Технической задачей, на решение которой направлен предлагаемый способ, является сокращение времени на консервацию и расконсервацию изделий, а также для защиты материалов машиностроения, приборостроения и т.п. от коррозии и повреждений микроорганизмами (микроскопических грибов и бактерий).

Техническая задача предлагаемого способа консервации решается тем, что на поверхность деталей и механизмов изделия наносится консервационный смазочный материал на основе смазки, включающий рабоче-консервационное масло ружейное РЖ (ТУ 38.1011315-90) с добавлением эфирных масел цитраля и эвгенола в объемном соотношении 1:1 в количестве 5% от массы (смесь эфирных масел цитраля и эвгенола в их объемном соотношении 1:1 - 5,0; смазка, включающей индустриальное масло, реактивное топливо, присадку для повышения вязкости и ингибитор коррозии - 95,0). Модифицированное эфирными маслами рабоче-консервационное масло ружейное РЖ наносится на металлические детали кисточкой, ветошью или методом окунания в ванну или другие емкости с маслом. Эфирные масла вводят в рабоче-консервационное масло ружейное РЖ при тщательном перемешивании непосредственно перед использованием.

Собранное изделие, находящееся с наружи объекта, оборачивается двумя слоями упаковочного материала на основе парафинированной бумаги БП-3-35 модифицированной этиловым спиртом со смесью эфирных масел цитраля и эвгенола в их объемном соотношении 1:1 при следующем соотношении компонентов, % по массе (этиловый спирт - 95,0; смесь эфирных масел цитраля и эвгенола в их объемном соотношении 1:1 - 5,0). Нанесение этилового спирта со смесью эфирных масел производится способом распыления с использованием пневматического распылителя равномерно по всей обрабатываемой поверхности. Растворы эфирных масел в этиловом спирте готовятся непосредственно перед применением. Для этого определяется площадь поверхностей, которые необходимо обработать и вычисляется потребное количество спирта и эфирных масел.

Биоцидное влияние эфирных масел в газовой фазе оценивается по их влиянию на рост микроорганизмов. Для этого на дно стерильных стеклянных банок объемом 5 литров помещалась открытая пустая чашка Петри, в которую наливалось эфирное масло из расчета 0,001; 0,005; 0,01 и 0,1 мл на литр воздушной среды. Затем банки сверху накрывались чашкой Петри питательной средой вниз, в центр которой уколом засевался штамм соответствующего микроорганизма, герметизировались щели. Чашки выдерживались в термостате 30 суток при температуре 25±2°С для микроскопических грибов и при температуре 32±2°С для бактерий, после чего измерялся диаметр колонии гриба или бактерии в чашках Петри.

Для контроля использовались таким же образом подготовленные банки, но без эфирных масел. В качестве тест-организмов использовались штаммы микроорганизмов в соответствии с ГОСТ 9.048-89.

Для оценки коррозионной агрессивности эфирных масел образцы (металлические пластины из стали Ст3 размером 50×30×3 мм, предварительно обезжиренные бензином и спиртов, высушенные и взвешенные) обрабатывались путем выдержки в парах эфирных масел. Взвешивание производилось на весах SARTOPJUS с точностью ±0,001 г. Концентрация летучих веществ эфирных масел в объеме задавалась по аналогии с летучими ингибиторами коррозии, нанесенными на твердые носители, количеством (по объему) масел, внесенных на единицу объема. Обработанные образцы выдерживались в течение 7-12 месяцев в эксикаторе при относительной влажности 98% или на 12 суток погружались в дистиллированную воду. По истечении срока испытаний фиксировалось изменение внешнего вида и потеря массы образцов.

Эффективность биоцидного действия газовой фазы эфирных масел по отношению к микроорганизмам оценивалась по влиянию на рост выделенных с хранящихся изделий и рекомендованных стандартными методами испытаний микроскопических грибов и бактерий по вышеизложенной методике. Полученные результаты представлены в таблице 1. Из таблицы 1 видно, что эфирные масла цитраль и эвгенол и их сочетание в соотношении 1:1 по-разному действуют на рост различных штаммов микроорганизмов. Наиболее сильно их биоцидные свойства проявляются по отношению к микроскопическим грибам, выделенных с металлических частей, защищенных маслом РЖ. Анализ полученных результатов показывает, что рост всех исследуемых микроорганизмов подавляется при концентрации эфирных масел 0,1 мл/м³.

Биоцидная активность эфирных масел по отношению к смесям культур (грибов, бактерий), выделенных с изделий, определялась по той же методике.

При этом проверялась также возможность «последействия» эфирных масел. Для этого чашки Петри с зараженной микроорганизмами средой после обработки парами эфирных масел переносились в термостат и выдерживались в оптимальных для развития микроорганизмов условиях. Полученные результаты приведены в таблице 2. Отсутствие роста колоний микроорганизмов после обработки эфирными маслами свидетельствует о биоцидном действии паров масла, а появление колоний - о его биостатическом (приостанавливающем рост микроорганизмов) действии. Приведенные в таблице 2 данные показывают, что концентрация летучих веществ 10-100 мл/м³ в замкнутом объеме обеспечивает биоцидное действие эфирных масел, а концентрация 1 мл/м³ - лишь биостатическое. Видно также, что наиболее сильными биоцидными свойствами обладает смесь цитраля и эвгенола (ЦЭВ) в соотношении 1:1.

Таким образом, газовая фаза эфирных масел (летучие вещества, входящие в их состав) является биоцидом по отношению как к рекомендованным ГОСТ, так и выделенным с изделий штаммам микроорганизмов и может быть использована для повышения стойкости металлов к их воздействию. Однако применение эфирных масел в качестве биоцидов для защиты металлов возможно только в том случае, если они, по крайней мере, не ускоряют процесса коррозии, поэтому была оценена коррозионная агрессивность паров эфирных масел. Полученные результаты (таблица 3) показывают, что эфирные масла не только не ускоряют коррозию металлических образцов, но и являются ингибиторами: потеря массы обработанных эфирными маслами образцов из стали Ст3 уменьшается по сравнению с необработанными в 2-10 раз.

Также в ходе проводимых ранее исследований было установлено, что уже через 1,5 года использования противокоррозионной бумаги УНИ для защиты хранящихся металлов, она теряет свои биоцидные свойства и становится небиостойкой (балл обрастания по ГОСТ 9.048-89 равен 5).

Была проверена возможность обеспечения защиты от воздействия микроорганизмов изделий из тканевых материалов, дерева, кожи, а также парафинированной бумаги БП-3-35. После обработки растворами эфирных масел в этиловом спирте указанных материалов образцы высушивались на воздухе в течение 4-6 часов, заражали суспензией спор микроорганизмов, и выдерживали в течение 7-14 суток, после чего определяли балл обрастания по ГОСТ 9.048-89 (таблица 4-6). Результаты исследований показали (таблица 4), что летучие эфирные масла являются ингибиторами коррозии и обработанная спиртовым раствором эфирных масел парафинированная бумага БП-3-35 приобретает кроме биостойкости также свойства противокоррозионной бумаги (испаряющиеся с бумаги молекулы эфирных масел являются ингибиторами коррозии и, сорбируясь на металлических деталях образцов, замедляют развитие коррозионных процессов), т.е. становится комплексным средством защиты изделий от воздействия внешних факторов, вьполняющим одновременно две функции: ингибитора коррозии и барьерного материала. Такое использование модифицированной бумаги БП-3-35 может позволить полностью отказаться от применения противокоррозионной бумаги УНИ, используемой в настоящее время для консервации изделий.

Результаты испытаний (таблица 5-6) позволяют утверждать, что после обработки 5% раствором эфирных масел в этиловом спирте биостойкость приобретают и тканевые материалы и деревянные детали.

Таким образом, предлагаемый способ консервации с использованием эфирных масел может быть использован для комплексной защиты изделий от коррозии и биологических повреждений при хранении.