[精品]緩蝕劑技術(shù).doc

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1、2.3緩蝕劑技術(shù)2.3.1緩蝕劑防腐具有以下特點：(1)緩蝕劑用量極少、濃度一般為10"之2%o基本不改變介質(zhì)體系，成本低；(2)緩釋效率高，可以節(jié)約大量鋼材，提高設(shè)備的使用壽命，如酸洗時使用緩蝕劑可以使損耗減少90%以上；(3)使用緩蝕劑防腐，可以使一些先進的工藝流程得以實現(xiàn)(4)緩蝕劑具有高度的選擇性，不同的腐蝕體系一般應(yīng)選用不同的緩蝕劑配方，甚至同一體系，在溫度、濃度、流速改變時，所用緩蝕劑也應(yīng)有所不同，因此對于每一個具體的腐蝕體系應(yīng)通過實驗來確定適宜的緩蝕劑種類及濃度，不可生搬硬套(5)緩蝕劑可能隨時間而消耗，隨介質(zhì)而流動，因此緩蝕劑的應(yīng)用場所多限于循環(huán)和半循

2、環(huán)體系。2.3.2緩蝕劑的分類緩蝕劑的種類繁多，緩蝕機理復(fù)雜，為了研究和使用方便，常從多種角度對緩蝕劑分類。按物質(zhì)化學(xué)組成劃分，可把緩蝕劑分為無機緩蝕劑、有機緩蝕劑兩大類。按電化學(xué)機理分類可分為陽極型緩蝕劑、陰極型緩蝕劑和混合型緩蝕劑三類(1)陽極型緩蝕劑，如銘酸鹽、鑰酸鹽、磚酸鹽等無機緩蝕劑，能降低陽極金屬的電極電位，使腐蝕電位增加，達到鈍化緩蝕的目的，最好與鋅離子配合使用形成氧化薄膜，效果較好。陽極緩蝕劑應(yīng)用廣泛，但若用量不足，不能充分覆蓋陽極表面，由于暴露在介質(zhì)中的陽極面積遠小于陰極面積，從而形成小陽極大陰極的腐蝕電池，反而會加速金屬的局部腐蝕而用量太大則毒性較

3、大，污染環(huán)境，因此此類緩蝕劑又被稱為危險的緩蝕劑”。(2)陰極型緩蝕劑，如聚磷酸鹽、硫酸鋅、酸式碳酸鈣等。陰極型緩蝕劑通常是緩蝕劑的陽離子移向陰極表面，并形成化學(xué)的或電化學(xué)的沉淀保護膜，隨著厚度的增加，陰極釋放電子的反應(yīng)被阻擋，從而抑制金屬腐蝕。這類腐蝕劑在用量不足時不會加速腐蝕，故又稱為“安全的緩蝕劑”。(3)混合型緩蝕劑，如胺類、硫醇、硫瞇、硫腺、瓊脂等，能吸附在清潔金屬表面形成單分子膜，阻止電子的轉(zhuǎn)移，達到緩蝕的目的。該類緩蝕劑對陰極過程和陽極過程同時起抑制作用，雖然腐蝕電位變化不大，但腐蝕電流卻降低很多。按物理化學(xué)機理可分為鈍化膜型緩蝕劑、沉淀膜型緩蝕劑以及吸

4、附膜型緩蝕劑(1)鈍化膜型緩蝕劑與陽極緩蝕劑氧化膜型緩蝕劑相同，如銘酸鹽、鑰酸鹽、鑄酸鹽等，能使金屬表面形成致密、附著力強的鈍化膜，但膜較薄一，用量不足會加劇局部腐蝕。(2)沉淀膜型緩蝕劑與陰極緩蝕劑相同，又可分為水中粒子型和金屬離子型兩種。水中粒子型包括聚磷酸鹽、鋅鹽等，能與介質(zhì)中的有關(guān)離子反應(yīng)并在金屬表面形成防腐蝕沉淀膜，沉淀膜一般較厚，且多孔，與金屬結(jié)合不太緊密金屬離子型包括疏基苯并囈呼、苯并三陞等，能與金屬腐蝕產(chǎn)物反應(yīng)并在金屬表面形成防腐蝕沉淀膜，沉淀膜的厚度、致密度及附著力介于鈍化膜和水中離子型沉淀膜之間。（3）吸附膜型緩蝕劑與混合型緩蝕劑相同，包括硫醇類、

5、有機胺、木質(zhì)素類及葡萄糖酸鹽等。此類緩蝕劑一般含有氮、氧、硫等包含孤對電子的原子，能夠吸附在金屬表面，改變表面性質(zhì)，達到防腐蝕的目的，但前提是金屬必須有潔凈的表面。另外緩蝕劑還可按腐蝕介質(zhì)特性分為水溶性緩蝕劑、油溶性緩蝕劑和氣相緩蝕劑按用途劃分為酸洗用緩蝕劑、鍋爐水用緩蝕劑及油田井用緩蝕劑緩蝕劑的緩蝕機理關(guān)于緩蝕劑保護作用的機理，至今還沒有一個公認的一致的見解。緩蝕劑的緩蝕作用不是通過改變腐蝕介質(zhì)中腐蝕組分的含量實現(xiàn)的，而是通過使腐蝕金屬的表面狀態(tài)改變，或是起著催化劑的作用，從而改變腐蝕過程的陽極反應(yīng)或陰極反應(yīng)的反應(yīng)機理，使反應(yīng)的活化能位壘提高，反應(yīng)速率常數(shù)減少，使整

6、個腐蝕過程的速率下降，達到緩蝕的目的。有人認為緩蝕劑在金屬表面具有吸附作用，生成了一種吸附在金屬表面的吸附膜，從而使金屬的腐蝕減慢，這就是吸附理論。吸附膜型緩蝕劑的分子一般是由極性基團和非極性基團組成。極性基團中含有電負性高的氧、氮、磷、硫等元素。非極性基團的主要成分是碳、氫元素。其中極性基團是親水性的，可以吸附于金屬表面活性點或整個表面，在金屬表面形成吸附層。吸附層和金屬之間的結(jié)合強度取決于緩蝕劑和金屬之間吸附的性能及兩者之間化學(xué)鍵的強度。而非極性基團是疏水或親油的，位于離開金屬的方向，通過憎水基起隔離作用，把金屬表面和腐蝕介質(zhì)隔開。S后。通過吸附一方面改變了金屬表

7、面電荷狀態(tài)和介面性質(zhì)，使金屬表面的能量狀態(tài)趨于穩(wěn)定，增加腐蝕反應(yīng)的活化能，減緩腐蝕速度另一方面被吸附的緩蝕劑分子上的非極性基團能在金屬表面形成一層疏水性保護膜，阻礙與腐蝕反應(yīng)有關(guān)的電荷或物質(zhì)的轉(zhuǎn)移，也使腐蝕速度減小。因此，吸附型有機緩蝕劑實際上常是一種表面活性劑。此外，有機緩蝕劑不只是能吸附，而且有時還能與金屬離子一起形成難溶而又致密的覆蓋層，所以許多有機緩蝕劑常常能十分有效地抑制金屬腐蝕。爭能力的組分才能發(fā)揮有效的緩蝕作用。研究物質(zhì)的吸附能力是了解緩蝕作用機理的重要方面。影響分子界面吸附能力的主要因素是金屬的表面電荷，吸附功能基因的結(jié)構(gòu)和介質(zhì)組分的