[2]。采用ZF—1型金属腐蚀测试仪测试。 图1 电极封装结构示意图
1—双头带螺纹钢棒;2—螺母;3—垫片;4、6—聚 四氟乙烯垫;5—玻璃钢套;7—圆柱形试件 ①碳钢在中性介质中的缓蚀剂 饮用水、工业用水、海水、冷冻盐水等介质,虽然其中的盐分不同,但碳钢在这些介质中的腐蚀都是由溶解氧引起的。因此,在这些介质中宜采用氧化膜和沉淀膜型缓蚀剂。分别以亚硝酸钠、重铬酸钾、重铬酸钾+硫酸锌(以7∶1的重量比混合)作为缓蚀剂,测定碳钢在这些中性盐水中的电化学性能,测试结果见表1。 亚硝酸钠缓蚀效果不如重铬酸钾,但价廉。重铬酸钾是现在已知最有效的阳极抑制、钝化膜型缓蚀剂,能够在金属基体表面形成一层薄而致密的氧化膜,因此较少的用量即可达到很好的缓蚀效果。因其毒性大,应用受到限制,如果能在不影响缓蚀效果的前提下将其用量进一步减少,可大大降低废水处理成本。 表1 碳钢在中性介质中不同缓蚀剂对应的Rp值 缓蚀剂浓度 (mg/L) | Rp值(Ω.cm2) | | 无缓蚀剂 | 亚硝酸钠 | 重铬酸钾 | 重铬酸钾 +硫酸锌 | | 100 | 10 | 25 | 150 | 600 | | 200 | 10 | 26 | 180 | 800 | | 300 | 10 | 27 | 200 | 1000 | | 400 | 10 | 29 | 220 | 1500 | | 500 | 10 | 32 | 320 | 1900 | | 600 | 10 | 36 | 400 | 2500 | | 700 | 10 | 39 | 600 | 3200 | | 800 | 10 | 45 | 900 | 4100 | | 900 | 10 | 60 | 1300 | 5000 | | 1000 | 10 | 98 | 1800 | 6000 | | 1100 | 10 | 140 | 2400 | 6400 | 锌盐为阴极抑制、沉淀膜型缓蚀剂,同阳极抑制、氧化膜型缓蚀剂重铬酸钾复配使用能够产生协同效应,提高缓蚀效果,并使药品用量大大降低。将重铬酸钾和硫酸锌以7∶1的重量比混合,成为混合剂。由表1可见,这种混合剂缓蚀效果较前二者都高出许多,很少量的药品,即可达到极大的Rp值。 ②碳钢在酸性介质中的缓蚀剂 酸性介质缓蚀剂在钢铁除锈及油田酸化中得到广泛应用。在酸性介质中,添加高效缓蚀剂,不但使钢铁腐蚀速度降低,而且大大减少酸的消耗量,减少酸雾污染和结构的氢脆。 分别以硫脲、乌洛托品、若丁为缓蚀剂,对碳钢在酸性介质中的线性极化性能进行测试,测试结果见表2。 表2 碳钢在酸性介质中不同缓蚀剂对应的Rp值 缓蚀剂浓度 (mg/L) | Rp值(Ω.cm2) | | 无缓蚀剂 | 硫脲 | 乌洛托品 | 若丁 | | 100 | 5 | 95 | 110 | 210 | | 200 | 5 | 120 | 131 | 245 | | 300 | 5 | 140 | 154 | 380 | | 400 | 5 | 162 | 180 | 466 | | 500 | 5 | 190 | 210 | 576 | | 600 | 5 | 236 | 260 | 725 | | 700 | 5 | 269 | 310 | 854 | | 800 | 5 | 310 | 380 | 1024 | | 900 | 5 | 370 | 460 | 1235 | | 1000 | 5 | 450 | 573 | 1342 | | 1100 | 5 | 580 | 640 | 1421 | 由表2可见,若丁的缓蚀效果最好。若丁为25%二邻甲苯硫脲、20%糊精、5%皂角粉和50%氯化钠的混合物,其中硫脲、糊精、皂角粉三种吸附膜型缓蚀剂复配使用产生了协同效应,氯化钠中的氯离子产生阴极极化效应,从而大大提高了缓蚀效率。 (2)现场试验 对某炼油厂容量为30万m3的贮气柜作了缓蚀剂保护试验。贮气柜材料为碳钢,其结构如图2所示。在起封闭作用的水介质中施加重铬酸钾+硫酸锌缓蚀剂后,气柜的使用寿命延长了10倍。  图2 贮气柜装置示意图
某电泵公司的潜油电泵零件采用化学镀进行防腐。在施镀之前,采用盐酸酸洗除锈。在酸洗用盐酸中施加若丁,大大减小了钢铁基体的腐蚀损失量,零件尺寸比未加缓蚀剂酸洗时更完整,所得镀层更光亮。 结 论 (1)采用缓蚀剂防腐是一种经济而有效的措施。缓蚀剂的作用机理主要服从吸附理论、成膜理论和电极过程抑制理论。 (2)由于缓蚀剂具有协同效应,碳钢材料在中性介质中,以重铬酸钾 硫酸锌(以7∶1的重量比混合)保护效果最好,其次为重铬酸钾;在酸性介质中,以若丁的缓蚀效果最好。总之,复配型缓蚀剂比单一缓蚀剂的缓蚀效率高。 |