缓蚀剂的选用原则

8.3缓蚀剂的选用原则,主讲人,8.3.1腐蚀介质,不同的腐蚀介质应选用不同的缓蚀剂，以达到期望的腐蚀效。中性水介质的腐蚀大多数都是由溶解氧引起的，采用的缓蚀剂多为无机物，以氧化模型和沉淀模型为主。酸性水介质中，腐蚀电池的阴极过程主要是氢去极化过程，使用的缓蚀剂则多为有机物，以吸附膜型为主；碱性介质中，大多数金属会生成氢氧化物沉淀膜或钝化膜，因而腐蚀不严重。但是铝和锌在碱性介质中却腐蚀严重。在碱性不太强的水溶液中对铝较为有效的缓蚀剂是整合剂、琼胶、硅酸盐等沉淀膜型缓蚀剂，而吸附膜型缓蚀剂则不太有效。石油与水共存的介质，应该从水与油两方面来选用缓蚀剂。水中与上述情况相同，而油中应采用油溶性的吸附膜缓蚀剂（有机物），或采用性质介于油溶性和水溶性之间的乳化型缓蚀剂。大气中则应采用在常温下具有一定蒸汽压的挥发型缓蚀剂。,当在腐蚀介质中使用缓蚀剂时，必须考虑蚀剂在介质中的溶解度问题。石油工业中用的缓蚀剂应在油相中有一定的溶解度；对于气相缓蚀剂，则是要求其有一定的挥发度。溶解度太低将影响缓蚀剂在介质中的运输，使缓蚀剂不能有效到达金属的表面，即使缓蚀剂的吸附性很好，也不能充分发挥缓蚀作用。,介质的温度、流动速度等因素都会影响缓蚀剂功效。随着介质温度升高，大多数有机及无机缓蚀剂的吸附作用减弱，导致缓蚀剂效率显著降低，金属腐蚀加剧。也有一些用于中性水溶液中的缓蚀剂，其缓蚀效率几乎不随温度变化。然而，对于有些缓蚀剂来说，温度升高会促使其化学吸附于金属表面，或者形成类似氧化物膜的钝化层，从而提高缓蚀效率。当介质温度升高时，这种缓蚀剂最具有实用价值。在大多数情况下，提高介质的流速会造成缓蚀效率降低，甚至加速腐蚀，使缓蚀剂变成腐蚀的激发剂。但是，当缓蚀剂由于扩散不良影响效果时，增加介质流速反而会促进缓蚀剂比较容易到达金属表面，从而起到较好的缓蚀作用。,8.3.2被保护金属种类,适宜采用缓蚀剂保护的金属是铁、铜、铝、锌、镁、钛、锡等金属及其合金和镀层。不同金属的排布、化学性质等可能差异较大，他们在不同介质中的腐蚀性质也不同。因此，当选择缓蚀剂时，要考虑金属的腐蚀性质，例如，对于难钝化的金属，采用氧化型缓蚀剂起不到缓蚀效果。同时如果被保护系统是由多种金属构成的，那么单一的缓蚀剂可能无法满足使用要求，此时需要考虑多种缓蚀剂配合使用的问题。,8.3.3缓蚀剂的用量,对于大多数有机及无机缓蚀剂来说，在酸性及浓度不大的中性介质中，金属的腐蚀速率随缓蚀剂用量的增加而降低，只要能产生有效的缓蚀作用，缓蚀剂的用量越少越好。一般来说，在某一浓度下，缓蚀剂的缓蚀效果最好，浓度过高或过低都会使缓蚀效率降低。但是，缓蚀剂用量不足也可能会加速加速腐蚀，需要特别注意。,8.3.4缓蚀剂的复配,由于金属腐蚀情况的复杂性，采用单一的缓蚀物资效果不够好，因此缓蚀剂很少是采用单种缓蚀物质的。当选用协同作用效果好的多种缓蚀剂复配使用时，总的缓蚀效率比各缓蚀剂单独使用时缓蚀效果的加和还要好许多。产生协同效应的机理随所选用物质的性质而异，目前许多内容还不太清楚，这也是当前为提高缓蚀效率需要研究的重点课题,缓蚀剂在使用时，除了考虑抑制腐蚀的目标外，还应该考虑工业体系运转的总体效果。例如，油田注水井环形空间水除了能引起注水井油套管金属腐蚀外，还存在结垢、硫酸盐还原菌繁殖加深腐蚀等问题。因此，对注水井环形空间水的处理，除了加入缓蚀剂外，还应加入阻垢剂和杀菌剂，如中原油田的HK-1环空保护液。,8.3.5药剂的配伍,在油田油井和油气集输系统中，缓蚀剂与破乳剂等药剂同时使用，而在整个水处理系统中，缓蚀剂与阻垢剂、杀菌剂和净水剂等多种药剂也几乎同时加投使用，因此，应当特别注意各种药剂之间的配伍问题。例如，水处理系统使用的药剂能与水互溶；药剂不会出现沉淀或者发生“盐析”现象；各类药剂之间能够互溶，不产生沉淀和降效等不利影响。此外为了充分发挥各类药剂的效果，应定期清洗系统，清洗设备表面的沉积物和污垢，使缓蚀剂与腐蚀点充分接触，以达到好的缓蚀效果。,8.3.6缓蚀剂对环境的影响,应当尽可能采用环保的、低毒的缓蚀剂，而且废水排放时应考虑毒性消除处理问题，许多高效地缓蚀剂都带有毒性，导致其使用范围受到限制。例如，铬酸盐在中性水溶液中是高效的氧化膜型缓蚀剂，较少的用量即可达到很好的缓蚀效果，能对钢铁以及大多数其他金属进行有效的保护。但是，由于6价的铬会在人体及动物体内积累，对人体健康