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金屬緩蝕劑
　　緩蝕劑種低濃度下能阻止或減緩金屬環(huán)境介質(zhì)腐蝕物質(zhì)緩蝕劑又叫作阻蝕劑、阻化劑或腐蝕抑制劑等
　　緩蝕劑保護(hù)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展項(xiàng)重要防腐蝕技術(shù)廣泛用石油、冶金、化工、機(jī)械制造、動(dòng)力和運(yùn)輸?shù)炔块T
　　、緩蝕劑分類
　　緩蝕劑品種繁多常用亞硝酸鈉、鉻酸鹽、磷酸鹽、石油磺酸鋇、亞硝酸二環(huán)已胺等至今尚難有統(tǒng)分類方法常見(jiàn)分類方法有下幾種
　　1.按緩蝕劑作用電化學(xué)理論分類
　　(1)陽(yáng)極型緩蝕劑　通過(guò)抑制腐蝕陽(yáng)極過(guò)程而阻滯金屬腐蝕物質(zhì)種緩蝕劑通常由其陰離子向金屬表面陽(yáng)極區(qū)遷移氧化金屬使之鈍化從而阻滯陽(yáng)極過(guò)程例性介質(zhì)鉻酸鹽與亞硝酸鹽些非氧化型緩蝕劑例苯甲酸鹽、正磷酸鹽、硅酸鹽等性介質(zhì)只有與溶解氧并存才起陽(yáng)極抑制劑作用
　　(2)陰極型緩蝕劑　通過(guò)抑制腐蝕陰極過(guò)程而阻滯金屬腐蝕物質(zhì)種緩蝕劑通常由其陽(yáng)離子向金屬表面陰極區(qū)遷移或者被陰極還原或者與陰離子反應(yīng)而形成沉淀膜使陰極過(guò)程受阻滯例ZnSO4、Ca(HCO3)2、As3+、Sb3+分別和OH-生成Zn(OH)2、Ca(OH)2沉淀和被還原As、Sb覆蓋陰極表面阻滯腐蝕
　　(3)混合型緩蝕劑　種緩蝕劑既抑制陽(yáng)極過(guò)程又抑制陰級(jí)過(guò)程例含氮和含硫有機(jī)化合物
　　2.按化學(xué)成分分類
　　(1)無(wú)機(jī)緩蝕劑鉻酸鹽、亞硝酸鹽、磷酸鹽等
　　(2)有機(jī)緩蝕劑胺、硫脲、烏洛托品等
　　3.按緩蝕劑所形成保護(hù)膜特征分類
(1)氧化膜型緩蝕劑　通過(guò)使金屬表面形成致密、附著力強(qiáng)氧化膜而阻滯金屬腐蝕物質(zhì)例鉻酸鹽、重鉻酸鹽、亞硝酸鈉等由于們具有鈍化作用故又稱鈍化劑
　　(2)沉淀膜型緩蝕劑　由于與介質(zhì)有關(guān)離子反應(yīng)并金屬表面生成有定保護(hù)作用沉淀膜從而阻滯金屬腐蝕物質(zhì)例性介質(zhì)硫酸鋅、聚磷酸鈉、碳酸氫鈣等
　　(3)吸附膜型緩蝕劑　能吸附金屬表面形成吸附膜從而阻滯金屬腐蝕物質(zhì)例酸性介質(zhì)許多有機(jī)化合物
　　上述緩蝕劑所形成三種保護(hù)膜同特征比較見(jiàn)表1
表1　緩蝕性保護(hù)膜比較
緩蝕劑類型 保護(hù)膜示意圖 膜保護(hù)性能
氧化膜型
薄而致密與金屬結(jié)合力強(qiáng)防腐蝕效好
沉淀膜型
厚而多孔與金屬結(jié)合力較差緩蝕效較差能造成結(jié)垢
吸附膜型
與潔凈金屬表面吸附好酸性介質(zhì)效較好
4.按緩蝕劑用途分類
　　分冷卻水、油氣井、酸洗、氣相緩蝕劑等
　　5.按緩蝕劑溶解特性分類
　　分水溶性亞硝酸鹽、磷酸鹽、苯甲酸鹽等；油溶性石油磺酸鋇、十二烯莖丁二酸等
　　6.按金屬材料品種分類
　　分黑色金屬(亞硝酸鹽、鉬酸鹽、胺等)、銅(苯并三氮唑、2-巰基苯并噻唑等)、鋁(硫脲、硅酸鹽等)、銹鋼(CdSO4、CaSO4等)緩蝕劑等
　　7.按介質(zhì)酸堿性分類
　　分酸性介質(zhì)、性介質(zhì)和堿性介質(zhì)緩蝕劑
二、緩蝕劑性能指標(biāo)
　　1.緩蝕效率
　　緩蝕劑保護(hù)效率用緩蝕效率(緩蝕率)或叫作抑制效率I來(lái)表示
　　　　I=(υ0-υ)/(υ0)×100%=(1-(υ)/(υ0))×100%
式　υ0——未加緩蝕劑時(shí)金屬腐蝕速度g/m2*h
υ——添加緩蝕劑金屬腐蝕速度g/m2*h
　　此方法只適用于均勻腐蝕緩蝕效率對(duì)于孔蝕、應(yīng)力腐蝕等局部腐蝕要用評(píng)價(jià)局部腐蝕方法來(lái)表示
　　2.緩蝕劑效性能
　　緩蝕劑效性能指當(dāng)緩蝕劑濃度由其正常使用濃度大幅度降低時(shí)緩蝕作用所能維持時(shí)間時(shí)間越長(zhǎng)緩蝕劑效性能越好亦表示由緩蝕劑作用而產(chǎn)生金屬表面保護(hù)膜壽命越長(zhǎng)
　　判定緩蝕劑性能好壞時(shí)首先要考察上述兩項(xiàng)指標(biāo)此外毒性、成本、發(fā)泡性能等也應(yīng)加考慮
　　三、緩蝕劑保護(hù)特點(diǎn)
　　1.緩蝕劑保護(hù)優(yōu)點(diǎn)
　　(1)保護(hù)效好采用合適緩蝕劑及保護(hù)工藝取得良好保護(hù)效保護(hù)效率達(dá)99%～100%對(duì)金屬均勻腐蝕采用緩蝕劑保護(hù)對(duì)應(yīng)力腐蝕、孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕與腐蝕疲勞等也采用緩蝕劑保護(hù)多種緩蝕劑配合使用還同時(shí)保護(hù)與腐蝕介質(zhì)接觸多種金屬材料緩蝕劑僅有效地減緩金屬腐蝕有時(shí)保護(hù)金屬機(jī)械強(qiáng)度、加工性能及改善生產(chǎn)環(huán)境、降低原料消耗上也有定效
　　(2)使用方便技術(shù)比較容易掌握；投資少成本低般小企業(yè)較適宜使用
　　(3)用途廣緩蝕劑已用各工業(yè)部門工業(yè)水、海水、酸、石油、油脂、蒸汽冷凝管線、大氣及鋼筋混凝土等環(huán)境都已有應(yīng)用成功報(bào)道保護(hù)各種與介質(zhì)直接接觸材料、設(shè)備、管道、閥門、泵和儀表等緩蝕劑還和涂料、電化學(xué)保護(hù)等聯(lián)合使用
　　2.緩蝕劑保護(hù)局限性
　　(1)緩蝕劑對(duì)材料—環(huán)境體系有極強(qiáng)針對(duì)性要針對(duì)同體系通過(guò)實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)選擇緩蝕劑配方和有關(guān)參數(shù)
(2)緩蝕劑般只用封閉和循環(huán)體系
　　(3)緩蝕劑般適用于高溫環(huán)境大多數(shù)150℃下使用
　　(4)對(duì)于允許污染產(chǎn)品及生產(chǎn)介質(zhì)場(chǎng)合宜采用要考慮緩蝕劑對(duì)環(huán)境有無(wú)污染
　　(5)強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)(酸)宜用緩蝕劑作長(zhǎng)期保護(hù)
　　四、緩蝕作用理論
　　1.吸附理論
　　緩蝕作用吸附理論認(rèn)緩蝕劑分子與金屬表面由于有靜電引力和分子間作用力而發(fā)生物理吸附有緩蝕劑分子還和金屬表面形成化學(xué)鍵而發(fā)生化學(xué)吸附緩蝕劑分子吸附金屬表面形成了連續(xù)吸附層把腐蝕介質(zhì)與金屬表面隔離開從而起抑制腐蝕作用
　　2.成膜理論
　　成膜理論認(rèn)緩蝕劑所能起緩蝕作用由于能金屬表面生成層難溶保護(hù)膜種保護(hù)膜緩蝕劑氧化金屬表面生成氧化物膜也緩蝕劑與腐蝕介質(zhì)分子或離子反應(yīng)生成沉淀膜例K2CrO4性水氧化鐵表面而生成氧化鐵鈍化膜ZnSO4性水鐵表面生成Zn(OH)2沉淀膜
　　3.電化學(xué)理論
　　根據(jù)電化學(xué)學(xué)說(shuō)認(rèn)緩蝕劑通過(guò)加大腐蝕陰極過(guò)程或陽(yáng)極過(guò)程阻力(即極化)從而減緩金屬腐蝕
　　五、緩蝕作用影響因素
　　影響緩蝕劑緩蝕作用因素復(fù)雜分材料、環(huán)境、緩蝕劑添加濃度及設(shè)備結(jié)構(gòu)與力學(xué)因素等方面
　　1.金屬材料性能與表面狀態(tài)
　　大多數(shù)緩蝕劑對(duì)金屬緩蝕作用都有極強(qiáng)針對(duì)性同種腐蝕介質(zhì)同種添加劑對(duì)同金屬材料有同作用例硫酸鹽對(duì)于水碳鋼有腐蝕性而對(duì)于帶Cl－水銹鋼孔蝕和應(yīng)力腐蝕卻有緩蝕作用金屬表面有無(wú)潤(rùn)滑油污染及腐蝕產(chǎn)物粗糙度大小都會(huì)影響緩蝕劑使用效
　　2.環(huán)境因素
　　(1)介質(zhì)組成　顯極重要影響因素緩蝕劑要根據(jù)材料—環(huán)境組合進(jìn)行選擇緩蝕劑性質(zhì)必須于介質(zhì)相容即分散于介質(zhì)而且應(yīng)與介質(zhì)發(fā)生和、氧化還原等反應(yīng)從而造成緩蝕劑失效要注意介質(zhì)雜質(zhì)離子對(duì)緩蝕作用能產(chǎn)生影響例性介質(zhì)Cl－、SO42-等離子常常有重大影響
　　(2)介質(zhì)pH值　幾乎所有緩蝕劑都有有效緩蝕作用pH范圍性介質(zhì)嚴(yán)格控制其pH值保證緩蝕劑持久有效重要條件例亞硝酸鈉pH＜5.5～6.0時(shí)失效；多磷酸鹽pH6.5～7.5時(shí)使用
　　(3)溫度　使用緩蝕劑時(shí)要十分注意溫度影響
　　(4)微生物　當(dāng)微生物存于腐蝕環(huán)境時(shí)由于微生物會(huì)從下述三方面影響腐蝕與緩蝕作用因此能導(dǎo)致緩蝕劑失效
　?、傥⑸飼?huì)參加腐蝕過(guò)程造成大量腐蝕產(chǎn)物生成與孔蝕
　　②凝絮狀真菌生長(zhǎng)與積累會(huì)妨礙介質(zhì)流動(dòng)使緩蝕劑能均勻分散于金屬表面
　?、奂?xì)菌會(huì)直接破壞緩蝕劑緩蝕劑能成微生物營(yíng)養(yǎng)源
　　3.緩蝕劑濃度
　　所有緩蝕劑都存低濃度值只有緩蝕劑濃度大于此低濃度值才具有定緩蝕效率
　　緩蝕劑濃度對(duì)緩蝕效率影響有三種同情況：
　　(1)緩蝕效率隨緩蝕劑濃度增大而增大許多緩蝕劑酸性及濃度大性溶液都屬于種情況例硫酸或鹽酸溶液若丁對(duì)碳鋼緩蝕作用樣
　　(2)當(dāng)緩蝕劑濃度達(dá)某值時(shí)緩蝕效率出現(xiàn)大值例當(dāng)硫化二乙二醇濃度2×10-2mol/L時(shí)碳鋼5mol/L HCl腐蝕速度降低值
　　(3)當(dāng)緩蝕劑濃度足時(shí)會(huì)加速均勻腐蝕或孔蝕大部分氧化膜型緩蝕劑鉻酸鹽、亞硝酸鹽和過(guò)氧化氫等緩蝕劑用量足時(shí)危險(xiǎn)因此氧化膜型緩蝕劑又叫危險(xiǎn)緩蝕劑
　　六、緩蝕劑實(shí)際應(yīng)用
　　1.水系統(tǒng)應(yīng)用
　　緩蝕劑已用來(lái)保護(hù)工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)、采暖設(shè)備與管道、飲用水系統(tǒng)、水冷卻器等
　　所謂水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)指通過(guò)添加具有緩蝕、消垢和殺菌滅藻作用各種化學(xué)藥劑控制循環(huán)冷卻水系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢和生物繁殖從而保證設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)
　　水質(zhì)處理常用緩蝕劑有：有機(jī)磷酸鹽、聚磷酸鹽、硅酸鹽、鋅鹽、鉻酸鹽和重鉻酸鹽等
　　2.酸系統(tǒng)應(yīng)用
　　生產(chǎn)金屬材料及設(shè)備和酸類接觸難免例了除去鋼鐵表面上鐵鱗和鐵銹要進(jìn)行酸浸；工業(yè)設(shè)備除垢除銹要酸洗；油井了提高出油速度要向地下油層內(nèi)注入酸溶解巖層；酸貯運(yùn)工具等通常要采用酸性介質(zhì)緩蝕劑保護(hù)與酸接觸金屬材料酸性介質(zhì)緩蝕劑分兩大類：
　　(1)無(wú)機(jī)緩蝕劑　AS3+、Sb3r、Bi3+、Sn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Br-和I-等
　　(2)有機(jī)緩蝕劑　已研究作酸性介質(zhì)緩蝕劑有機(jī)化合物有醛、炔醇、有機(jī)酸等含碳?xì)溲趸衔铮贿拎?、喹啉、钅　翁離子、胺、苯胺、哌啶、吡咯烷、嘧啶、硬脂酰胺等含氮有機(jī)化合物；含硫有機(jī)化合物；含磷有機(jī)化合物等許多酸性介質(zhì)緩蝕劑采用無(wú)機(jī)物與有機(jī)物多組分復(fù)合物
　　3.石油天氣開采應(yīng)用
　　原油、天氣內(nèi)含有H2S、CO2有機(jī)酸等造成采油采氣管道和設(shè)備腐蝕硫化氫氫存使金屬穿孔或形成層狀剝落更危險(xiǎn)造成應(yīng)力腐蝕破裂與氫損傷抗硫化氫氣體緩蝕劑研究多類緩蝕劑已有許多商品蘭4-A、咪唑啉、粗喹啉、1014、氧化松香胺等
　　4.煉油工業(yè)應(yīng)用
　　由于原油含有無(wú)機(jī)鹽、硫化物、環(huán)烷酸等對(duì)煉油廠常壓、減壓設(shè)備、管線和油罐等造成嚴(yán)重腐蝕廣泛采用尼凡丁-18、Nacol 65 AC、4502等緩蝕劑加控制
　　5.化學(xué)工業(yè)應(yīng)用
　　由于緩蝕劑保護(hù)自身局限性化學(xué)工業(yè)過(guò)程應(yīng)用還多也有些成功實(shí)例
　　(1)熬堿鍋防護(hù)　燒堿溶液鑄鐵制熬堿鍋蒸發(fā)造成熬堿鍋嚴(yán)重腐蝕和堿脆硝酸鈉緩蝕劑僅延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命而且減少堿Fe3+含量和提高了堿質(zhì)量
(2)碳化塔防護(hù)　某些碳酸氫銨廠采用硫化鈉溶液預(yù)膜方法減緩碳化塔及冷卻水箱腐蝕
　　(3)醋酸生產(chǎn)銹鋼設(shè)備防護(hù)　醋酸蒸發(fā)器內(nèi)加入H2O 1%作緩蝕劑使銹鋼設(shè)備腐蝕速度大大下降
　　(4)合成氨生產(chǎn)苯菲爾脫碳系統(tǒng)防護(hù)　脫碳系統(tǒng)K2CO2-KHCO3-CO2介質(zhì)使碳鋼設(shè)備及管道嚴(yán)重腐蝕特別吸收CO2溶液腐蝕性更強(qiáng)采用含1%KVO3苯菲爾脫碳液運(yùn)轉(zhuǎn)周生成保護(hù)膜再0.6%KVO3溶液維持生產(chǎn)KVO3陽(yáng)極型緩蝕劑
　　6.防止大氣腐蝕方面應(yīng)用
　　緩蝕劑用于防止大氣腐蝕主要把制成氣相緩蝕劑、防銹油、防銹水和涂料等
　　(1)氣相緩蝕劑　本身具有定蒸汽壓有限空間內(nèi)能抑制大氣或蒸汽對(duì)金屬腐蝕緩蝕劑已知?dú)庀嗑徫g劑有幾百種普遍應(yīng)用也有幾十種
　?、贌o(wú)機(jī)酸與有機(jī)酸銨鹽　例苯甲酸銨、碳酸銨、亞硝酸二環(huán)己胺、亞硝酸二異丙基胺等們主要鋼鐵緩蝕劑少數(shù)對(duì)Cu、Al也有緩蝕作用
　　②硝基化合物及其胺鹽　例硝基甲烷、間硝基苯酚、α-硝基氮茂等主要適合于黑色與有色金屬緩蝕劑
　?、埘ヮ悺±彵蕉姿岫□?、己二酸二丁酯和醋酸異戊酯等
　　④混合型　例亞硝酸鈉+磷酸氫二銨+碳酸氫鈉、亞硝酸鈉+苯甲酸銨、亞硝酸鈉+烏洛托品、亞硝酸鈉+尿素等適用于黑色金屬
　　(2)防銹油　有油溶性緩蝕劑潤(rùn)滑油和凡士林等油脂用于金屬短期保護(hù)防銹油由基礎(chǔ)油脂+油溶性緩蝕劑+輔劑組成
　　國(guó)內(nèi)常用油溶性緩蝕劑有石油磺酸鋇、二壬基萘磺酸鋇、十二烯基丁二酸、氧化石油脂及其皂類、硬脂肪鋁、環(huán)烷酸鋅、羊毛脂及其皂類、苯并三唑、咪唑啉衍生物等
　　輔劑指抗氧化、助溶、消泡、抗熔、抗凝固及提高低溫附著力助劑
　　(3)防銹水　防銹水水溶性緩蝕劑與各種輔劑(消泡、增稠、浸潤(rùn)等)水溶液通常用于短期工序間防銹