[机械模具数控自动化专业毕业设计外文文献及翻译]【期刊】使用挥发性缓蚀剂保护储罐-中文翻译

第 1 页 （共 8 页） 使用挥发性缓蚀剂保护储罐 Boris A. Miksic, Alla Y. Furman, Margarita A. Kharshan 著， 1 摘要 研究和实地调查表明，气相缓蚀剂本身或与 VpCIs 的组合可用于保护具有阴极保护的储罐底部（ AST） 。气相腐蚀抑制剂的化合物是在一个封闭的系统中进行使用，通过挥发或扩散进行腐蚀。 VPCI 保护是作用于金属表面吸附的分子。 VpCIs 在保护金属表面是特别有用的，传统方法是很难达到阴极保护控制储罐腐蚀。对两个市售腐蚀抑制剂进行了调查，他们的作用与阴极保护相符合。对本研究的结果进行分析后，建议使用该产品。几种电化学腐蚀方法证实了这款产品的性能。 简介：金属腐蚀成本在美国一年大约是 $276 亿。通过节约使用耐腐蚀材料和应用国家最先进的腐蚀控制技术，腐蚀的成本约三分之一（约合 100 亿美元）是可以避免的。 气相腐蚀抑制剂或挥发性腐蚀抑制剂（ VpCIs）属于有机类抑制剂。它们吸附在金属表面上，并抑制金属的溶解和还原反应。这些过程影响到阳极和阴极。这类的有机胺和羧酸盐是典型的例子，汽相腐蚀抑制剂具有高度的蒸气压，并且能防止VPCI 腐蚀不直接施加到金属表面上 。 VpCIs 的优点是挥发的分子可以达到难以到达的空间。当 VPCI 到达金属连接到的活性基团。蒸气压为 VPCI 有效性的一个关键参数。在室温下，最有利的压力范围是 帕。压力过低 导致建立保护层比较缓慢，如果压力过高， VPCI 的有效3102性将被限制在很短的时间内。 VpCIs 的有效性也取决于其在金属上吸附能力。 VPCI 的胺不同之处是它所形成的保护层不超过三个月，并且，作为一项规则，低分子量的胺是更倾向于解吸较高的分子量的胺。 气相腐蚀抑制剂能够防止腐蚀，不仅当作包装辅助工具使用，或使用在电气和电子产品外壳，还可以使用在被暴露于恶劣大气条件下的金属设备。例如， VPCI 保护可以成功地用于保温。对于这个调查， VPCI 处理覆盖湿硅酸钙保温材料，碳钢管的截面中的金属 /绝缘界面。试验条件为 200F（ 93C）的表面温度和 5 帕斯卡蒸第 2 页 （共 8 页） 汽压，保持连续注水 5ml/h。 6 个月后，发现了以下结果：控制管约 80是覆盖着积聚的腐蚀而管件上面大约 5的是 VPCI 两个水喷射点腐蚀。 ， 20 除尘器和 VPCI 处理，然后用热绝缘材料包裹起来，连同相关的设备，通过河流运输，存放 1 年，现场结果显示没有或很少有腐蚀。 燃料储存罐的腐蚀保护是一项非常重要的任务 ，一旦其保护措施不起效果，损失将是巨大的：亏损的油箱，污染的环境，维修的高成本，而且还有为达到效果所依赖的燃油输送项目。 VPCI 技术已经提供了可靠的地上储罐单双层底的长期腐蚀保护。 从 1986 年开始，在很多情况下，通过添加气相缓蚀剂防止储罐底部腐蚀。单底舱和双层底液舱 - 底之间的空间中 VpCIs 中加入了砂储罐定位， 。用过的不同方法被开发为新的技术，应用于储罐保护。 储罐最脆弱的部分为储罐的底部。 VpCIs 保护用于储罐的底部，是由康菲石油公司油脂有限公司 VPCI 粉与碎石和沙子混合。在 2 年间进行腐蚀监测，被证实VPCI 防腐蚀保护采用后那些储罐底部会超过 15 年。这种类型的保护被纳入现有的罐底腐蚀控制标准，未来的标准里它也将被沿用。 阴极保护（ CP）是一种控制金属表面电的阴极腐蚀技术。由于腐蚀发生在电池的阳极，阴极表面保持被保护。目前阴极保护（ CP）被施加在舱内，以防止腐蚀。 阴极保护有两种方式可以实现：通过牺牲金属阳极（锌，铝，镁）或金属设备的电源 - 外加电流阴极保护阴极电位。在这两种情况下，是通过控制金属的腐蚀，使电化学电势保持在一定的水平时，电子从腐蚀结构转移，并移动到阳极。 在石油 /天然气中， CP 是用来保护储罐外部表面的毛刺和水下管道，油井套管，罐底，离岸结构和处理储罐内的液体和容器的内表面。 阴极保护的标准电化学电势，应该是： -0.85V 铜 /硫酸铜，或 -0.80 V， -0.78V和 -0.25V 氯化钾饱和甘汞电极，银 /氯化银，高纯度的锌。 CP 故障的常见原因是连接不良或牺牲的阳极表面钝化。 本文的目的是：分析使用 VPCI 保护储罐的底部的优势， PR 代替了阴极保护。 2 实验 2.1 户外实验 第 3 页 （共 8 页） 进行该实验， VPCI 的使用，找到最大距离。准备地面上一个装满沙子的箱子。这箱空间的尺寸分别为： 3（长） 3（宽） 2（直径） （ 909060 厘米） 。 一个塑料管，含有 VPCI 缓蚀剂。这条管道是埋在沙里 1 英尺（ 0.3048 米）的深度和预处理，实现超过 30 天的期限。预处理在 30 天之后，放置在砂箱中的测试券沿着从管道的距离范围从 0 到 60 英寸（ 0 - 150 厘米）的长度，深度为 3-5 英寸（ 7.5-10.5 厘米） （图 1） 。腐蚀速率的测定，根据下式： 腐蚀速度（米 /年） =（ KW） /（ AT ） ， 其中 K=常数， 3.45106 W =质量损失，克 ; A =面积的金属券，平方厘米 ; t =时间，小时 ; = 的金属的密度，克每立方厘米。 2.2 室内试验 2.2.1 型砂试验： VPCI 腐蚀抑制剂和常规的阳极抑制剂，测试中进行了阴极保护。来控制数据的阴极保护，在不腐蚀抑制剂的作用下，对其中的测量结果进行了比较。 制备混合物： 型砂 - 70.0 ; 自来水 - 29.4 氯化钠 - 0.3 ; VPCI - 0.3 ; 塑料容器都充满了这种混合物。前面板由 5 厘米 9 厘米大小的碳钢（ SAE1010） ， 1 厘米 5 厘米大小的锌（ 99.9） ，插在沙中相距 10 厘米的距离。每个容器中的钢和锌板通电连接。斯佩里有限公司制造的 AW 万用表 DM-860 经过 12 天测量钢和锌板之间的电流，板从沙土中取出，并确定他们的增减（表 1） 。 2.2.2 评价 VPCI 和 CP 电化学的作用 ： 当 CP 提供外加的电流，使用以下的方法进行了研究： 第 4 页 （共 8 页） 由 EG G 公司制造恒电位仪 Versastat与软件 352 SoftCorr111， “三电极电化学电池，饱和甘汞电极（ SCE）作为参考 ;高密度石墨作为对电极，和被利用的碳钢材 SAE1018 的工作电极研究。 根据通常的做法，阴极电位为 -900 毫伏（ SCE） ，适用于碳钢电极，和对应到该电位电流进行了测量。 为了评估在不同的抑制剂与 CP 组合，动电位极化曲线和腐蚀电位测定锌与碳钢。电化学腐蚀测试在 3氯化钠电解液中进行 ;中加入浓度为 0.5（重量）的抑制剂。用扫描速率为 0.5 毫伏 /秒电位进行研究。 2.3 现场应用 VPCI 技术减少腐蚀速率实现应用程序的防腐蚀现有罐底的底部的双层底和用高密度聚乙烯（ HDPE）保护一个单底箱二级容器衬垫。 用电阻腐蚀速率探针测量的结果分析：在这个实验中， VPCI 制备浆料通过混合的 600 磅 VPCI 粉与 900 加仑的水。歧管组件的建立是为了让泥浆流入指示管。在使用过程中浆料分布完全被控制。 VPCI 应用程序腐蚀速率测定数据，然后每 2 周应用，直到实现稳定率。结果发现，应用 VPCI 的腐蚀速率逐渐减小，最后，在 56 天之后，减少到 67-76的初始腐蚀速率。 3 结果 3.1 室外测试 VPCI 的使用出现较低的腐蚀速率。人们可以看到比位于上面的距离大 60 英寸（ 150 厘米） ，到气相缓蚀剂源的距离为 48 英寸（ 125 厘米） ，腐蚀速率较低。 可能在所描述的条件下，在气相缓蚀剂迁移通过型砂距离（ L）为： 45 英寸（ 125 厘米） L 60 英寸（ 150 厘米） 。 3.2 室内测试 3.2.1 “型砂”测试结果列于表 1: 这个试验表明，腐蚀抑制剂的存在影响这两种金属的腐蚀速率。几乎是传统的第 5 页 （共 8 页） 腐蚀抑制剂锌牺牲阳极腐蚀速率的两倍，钢材的腐蚀速度的三倍以上。在同一时间， VPCI 降低电连接的锌和钢的腐蚀速率。 表 1 电气连接的碳素钢和锌的腐蚀速率 材料 变化量 /千克 变化量 /千克 锌钢电路电流 /纳安 锌 钢 VpCI 0.5 0.01 131.7 传统的阳极抑制剂 1.3 0.1 137.5 控制 * 0.7 0.03 135.0 不添加抑制剂砂 3.2.2 电化学评定 ：结果列于表 2 中得到的 3 NaCl 溶液与无抑制剂的添加。由碳钢 SAE1018 的工作电极的电化学电势为 -900 mV 对饱和甘汞参比电极。 表 2 恒电位测试 这些结果表明，在溶液中的抑制剂电流的不同，取决于在溶液中的缓蚀剂类型。 VPCI 加入到溶液中时，抑制阴极反应和降低其后阴极电平给定电位的电流。此外，传统的阳极抑制剂会导致相反的结果 - 它指出了这个相对应的潜在电流。 表 3 碳钢 SAE1018 和锌的腐蚀电位在 3 NaCl 溶液中含有腐蚀抑制剂 材料 碳钢 腐蚀电流 /毫伏 锌 腐蚀电流 /毫伏 碳素结构钢和锌在电化学电位 /毫伏 0.5%VpCI -515 -995 480 0.5%传统的腐蚀抑剂 -360 -795 435 控制（ 3%的 NaCl） -535 -995 460 从极化曲线得到的 表 3 数据可以看出，在 VPCI 含有 3 NaCl 电解液和控制碳素钢和锌的腐蚀电位接近。它确定了成膜的机理，汽相腐蚀抑制剂的腐蚀保护。根据这一机制 VPCI 吸附材料 电流 -900 mV, k/cm 0.5% VpCI 22.9 0.5%传统的腐蚀抑制剂 38.80 控制（ 3%的 NaCl） 27.2 第 6 页 （共 8 页） 在金属的腐蚀不会导致电位的移位，因为它会影响阳极和阴极反应。它还表明，使用锌作为系统的有效的阴极在碳钢、锌的电化学中保持足够的电位差。同时存在在系统方式中金属锌的电连接时，传统的阳极腐蚀抑制剂的影响，将不会足以保护其8， 9， 10的阴极极化碳钢的腐蚀电位。 3.3 现场测试 表 4 VPCI 的双槽间隙中的应用 日期 探测仪 计算单位 /年腐蚀率 降低的腐蚀率 13 天之后，原来的腐蚀率（控制） 12/16/04 P1 21.2 P2 16.5 P3 28.5 P4 17.3 安装后 21 天抑制腐蚀率 1/6/05 P1 12.4 42% P2 9.5 42% P3 10.7 62% P4 5.9 66% 安装后 56 天抑制腐蚀率 2/10/05 P1 7.0 67% P2 3.9 76% P3 9.4 67% P4 4.8 72% 4 讨论 户外测试结果与实践结果一致。它们表明，当所保护源是超过金属表面 4 英尺（ 1.2 米） ， VPCI 可以保护金属免受腐蚀。 VPCI 比碳钢的保护腐蚀速率低 2-3 倍。在与阴极保护相结合，不同的腐蚀抑制剂的作用不同。根据室内的腐蚀试验数据（表 1） ， VPCI 改进了两种金属（碳素钢和锌）电偶腐蚀条件，再进行研究。同时在第 7 页 （共 8 页） 传统的阳极抑制剂作用下，钢阴极保护是不太有效的，并导致牺牲阳极的腐蚀速率更高。 在饱和甘汞参比电极的电位 -900 mV 时， VPCI 存在 “控制 ”阴极电流比传统的腐蚀抑制剂（表 2）的存在下高。根据抑制剂其化学性质，可以影响阴极保护的有效性。所获得的数据分析表明 VPCI 和阴极保护该组合比阴极保护本身提供了更好的防腐蚀保护。然而，并不是所有的抑制剂都可以被成功地用于与阴极保护相组合，一起使用。下面是与某些抑制剂的阴极保护的非相容性的几个原因： CP 是通过牺牲阳极提供保护，但抑制金属阳极比它更有效的保护钢；在这种情况下， CP 是不太有效。 CP 提供外加电流， ，电位的电流是导致抑制剂存在下的腐蚀的一个因素。在严格阳极氧化抑制剂的情况下，可采取强制的电流，保持所需的潜在 CP 水平高于无抑制剂水平。对于这两种类型的 CP，使用抑制剂，要使偏振稳定很重要的条件是不发生水解 /电解造成起反作用的阴阳离子。 5 结论 1.VPCI 为单双层底储罐提供极为有效的防锈保护。 VPCI 使用形式是在罐的安装时与砂混合的粉末或作为浆料。 2.据证实， VPCI 提供保护的金属到 VPCI 源的距离至少为 1m。 3.根据测试数据， VPCI 与阴极保护结合使用时，降低了钢和锌的腐蚀速率。VPCI 还可以降低所需的阴极保护的电量使用。 4.并非所有类型的抑制剂，可与阴极保护组合使用。成膜和阳离子活性抑制剂能更好的与阴极保护组合。 参考 1、 CC 技术和 NACE 国际研究，联邦公路管理局研究 2、 B.A. Miksic. 83 腐蚀用于金属制品的防腐蚀保护的气相缓蚀剂的使用，第83 页，美国，休斯敦，德克萨斯州， 1983 年 3、 B.A. Miksic.通过气相缓蚀剂金属保护的某些方面，杂志，抗腐蚀，方法和材料， sawell 出版物， 1975 三月，第 5 页 第 8 页 （共 8 页） 4、 B.A. Miksic.迁徙的 VCI 抑制剂保温，在湿腐蚀保温下的腐蚀研讨会第 89，页，新奥尔良 5、 B.A. Miksic 和 R.H. 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