式中 v′——金属腐蚀速度,g/(cm2.h) M——腐蚀金属的原子量; ic——金属的自腐蚀电流密度,A/cm2; n——化合价; F——法拉第常数(1F=96494C=26.8A.h)。 因此可用电化学方法通过测得ic进而计算得Z值,如极化曲线法、线性极化法等。前者只适用于活化控制的腐蚀体系,如析氢型的腐蚀;对于浓度极化较大的体系、电阻较大的溶液和在强烈极化时金属表面发生较大变化(如膜的生成和溶解)的情况就不适用。 线性极化技术是快速测定金属腐蚀速度的一种电化学方法,特点是灵敏、快捷,适用于任何电解质溶液所构成的腐蚀体系。由于极化电流极小,所以不致于破坏试件的表面状态,用一个试件可作多次连续测定,并且可以采用同材料同结构的三电极体系。如果采用碳钢制作电极,电极成本低且具有较强的代表性,并适用于现场监控。 线性极化技术是对工作电极外加电流进行极化,使工作电极的电位在自腐蚀电位附近变化(约±10mV),此时ΔE与Δi为线性关系,即 (3)
式中 Rp——极化电阻,Ω.cm2; ΔE——极化电位,V; Δi——极化电流密度,A/cm2。 另外, (4)
式中 ba、bc——常用对数阴、阳极塔非尔常数,V,对于一定的腐蚀体系,ba、bc为常数,令B= ,则B也为常数,于是 Rp=B/ic (5) 可见Rp和自腐蚀电流密度ic成反比。由式(2)可知ic与金属腐蚀速度成正比。因此,在一些腐蚀体系中只要分别测定各自的Rp值,就可相对比较腐蚀速度的大小。 由线性极化测试仪测定Rp的步骤如下:分别给定ΔE值(如ΔE=-5,-10,5,10mV),测定对应的Δi,然后以Δi为横坐标,以ΔE为纵坐标,在直角坐标系上分别标出上述各点,用直线拟合,直线的斜率即Rp值。对于不同的腐蚀体系,分别采用上述方法测定Rp值,即可比较各自腐蚀速度的大小,进而筛选缓蚀剂。 缓蚀剂在石油工业中的应用 1.目前的应用情况 在石油工业中,对钢铁设备腐蚀危害较大的主要是中性和酸性介质,因此研究和开发中性和酸性介质缓蚀剂,对保护钢铁设备具有重要的经济价值和现实意义。 采用注水法采油时,常发生硫酸盐还原菌等微生物引起的腐蚀危害。一般情况下,有机缓蚀剂中具有显著杀菌效果的很多,如胺类的化合物,尤其二胺类可以达到很高的缓蚀效果。贮油罐底部有水积存时应当排出,因此不能用太贵的药品,一般用亚硝酸盐.配硼砂等作为pH调节剂。对于浸油部分的金属,应采用与油井相同种类的缓蚀剂,也可使用戊基肌氨酸或其衍生物,防止和油层接触金属的腐蚀。为防止油罐上部与空气接触金属的腐蚀,可使用以亚硝酸二环己胺为代表的通称为VPI的缓蚀剂。 对于油轮压载箱,可采用咪唑啉衍生物、磺酸盐、不饱和脂肪酸的混合物。现在特别重视将电化学保护与缓蚀剂保护联合起来进行防护,保护效果更好。 炼油时的腐蚀因素主要是氯化钠、氯化镁、氯化钙等和硫化氢、硫醇。前者遇水会生成盐酸,对钢铁有很强的腐蚀性,只要用氨水、苛性钠、纯碱等中和,即可防蚀,但对于硫化物,必须有胺才行。所以,对于常减压蒸馏塔、铂铼重整、加氢等炼油装置,一般都采用胺类缓蚀剂加氨水。 对于循环冷却水系统,常采用聚磷酸盐、铬酸盐、亚硝酸盐及氯化物(具有极强的杀菌效果,可防止海生物腐蚀及细菌腐蚀)。 总之,缓蚀剂防腐在石油工业中已推广应用,并有良好的应用前景。具体操作时可参考上述经验初步选定缓蚀剂的类型,再经过实验确定缓蚀剂的具体种类及其配比。 2.缓蚀剂的筛选及现场试验 (1)室内实验筛选 大庆石油学院机械系防腐实验室针对油田钢铁结构的工作环境,于1997年进行了一系列电化学实验。 电极材料选用碳钢并且采用同材料同结构的三电极体系进行实验。试件经打磨除锈至光亮,电极按图1所示封装
本文章更多内容:<<上一页 - 1 - 2 - 3 - 下一页>> |