解腐蚀缓蚀剂

1、控制环境方法 (1)除去环境中的腐蚀性物质 除去环境中造成金属腐蚀而与生产工艺过程无关的物质，可以使金属的腐蚀速度大大降低，设备得到有效的保护。 调节介质pH值降低空气湿度锅炉用水除氧 热力法 化学法 氯气脱水 (2) 缓蚀剂 在腐蚀环境中以适当浓度和形式(一般是很少的量)添加某种物质，能使金属的腐蚀速度大大降低，这种物质就叫缓蚀剂(即腐蚀抑制剂)。缓蚀剂可以是单组分物质，也可以是多组分的复合物质。缓蚀剂保护方法使用方便，投资少。投入少量就可取得很好的保护效果，得到了广泛的应用。 缓蚀剂的性能 缓蚀剂的保护效果用缓蚀(效)率表示。缓蚀率是加入缓蚀剂后金属腐蚀速度减小的百分数 缓蚀率不仅与缓蚀剂

2、的种类有关，而且与缓蚀剂的加入量和使用条件密切相关。当缓蚀剂停加以后，缓蚀率随时间逐渐下降，最后完全丧失。这段时间称为缓蚀剂的后效时间，表示缓蚀剂保护作用的持久性。 %1001%100VVVVV缓蚀剂的分类 按化学组成，可分为无机缓蚀剂，有机缓蚀剂。 按保护金属种类，可分为钢铁缓蚀剂，铝及铝合金缓蚀剂等。 按溶解性能，可分为油溶性缓蚀剂，水溶性缓蚀剂等。 按溶液pH值，可分为中性介质缓蚀剂，酸性介质缓蚀剂等 按照电化学理论:缓蚀剂分为阳极型(主要抑制阳极反应) 、阴极型(主要抑制阴极反应) 、混合型(对阳极反应和阴极反应都有抑制作用)三类。 按照保护膜的性质可将缓蚀剂分为氧化膜型(缓蚀剂与金属

3、反应生成氧化物膜)、沉淀膜型(缓蚀剂与溶液中某些物质反应生成沉淀膜)、吸附膜型(缓蚀剂吸附在金属表面形成保护膜)。 缓蚀剂 缓蚀剂对电极反应的作用 Icor Icor I阴极型缓蚀剂EcorEcor阴极极率Pc增大E Icor Icor I阳极型缓蚀剂阳极极化率 Pa增大EcorEcorEEcorEcor Icor Icor I混合极型缓蚀剂阴极极化率 Pc阳极极化率Pa都增大E缓蚀剂 三种缓蚀剂保护膜缓蚀剂类型保护膜示意图膜的保护性能氧化膜型薄而至密，与金属结合牢固，保护效果好沉淀膜型厚而多孔，与金属结合较差，保护效果不好，可能造成结垢问题吸附膜型在酸性介质中保护效果好，要求金属表面洁净几类

4、常用的缓蚀剂 (1) 钝化剂 钝化剂属于阳极型缓蚀剂，能促使金属表面转变为钝态，生成保护性的氧化物膜，使金属腐蚀速度大大降低。钝化剂本身就具有氧化性，如铬酸盐、亚硝酸盐 ,氧也是一种钝化剂 。钝化剂的缓蚀率很高，但用量必须足够。如果加入剂量不足，可能导致腐蚀加速或发生孔蚀，评价钝化剂性能的一个重要指标是“临界致钝浓度”，即在给定体系中使金属钝化所需的钝化剂最低浓度。临界致钝浓度愈小，钝化剂性能愈好。 Elg i Elg i 抑制阳极反应 促进阴极反应钝化剂的作用机理钝化剂的作用机理阳极极化曲线向左下方移动阴极极化曲线向右上方移动缓蚀剂1 2.0 4.0 6.0 8. 0 1.0钼酸铵对碳钢在碳

5、化液中阳极行为的影响 引自催化电化 1973.NO1 P141.浓氨水2.浓氨水0.5克钼酸铵3.浓氨水1.0克钼酸铵4.浓氨水1.5克钼酸铵电流（MA）电1200位80040004008001200234阴极型缓蚀剂 阴极型缓蚀剂的作用在于增大腐蚀电池的阴极极化，使阴极反应速度降低，从而减小金属的腐蚀。 有的阴极型缓蚀剂能减小氢离子还原反应的交换电流密度，使析氢反应变得困难 。如硫化物、砷化物等。这类化合物可能导致金属的氢损伤(氢鼓泡、氢脆等)，而且大都有毒，所以酸溶液中已很少使用。有些阴极型缓蚀剂能够在腐蚀电池的阴极区形成沉淀膜，使阴极区面积减小，阴极极化增强。如Zn2+(常使用ZnSO4

6、) 。 （3）沉淀型缓蚀剂 指通过金属表面形成沉淀膜来发挥作用的一类缓蚀剂。在沉淀型缓蚀剂中，聚磷酸盐是重要的一类。目前应用较多的三聚磷酸钠(Na5P3O10)、六偏磷酸钠(Na6P6O18)。沉淀型缓蚀剂常称为“安全缓蚀剂”，用量不足不会增加金属的腐蚀。沉淀型缓蚀剂的保护效果一般不如钝化剂。另外，有可能造成热交换器表面结垢，影响传热。 （4）有机缓蚀剂 有机缓蚀剂的缓蚀作用大多是通过在金属表面形成吸附膜来实现。有机缓蚀剂大多含氮或硫，或者二者都有 如硫醇、硫醚 、胺类和有机胺的盐类 、硫脲及其衍生物等。 疏水基亲水基移动障碍能量障碍吸附型缓蚀剂在金属表面吸附型缓蚀剂在金属表面 形成的吸附膜模

7、型形成的吸附膜模型吸附膜的缓蚀作用机制 有机缓蚀剂都含有极性基团和非极性基团。前者是亲水性的，后者是疏水性的(或亲油性的)。极性基团通过物理吸附或化学吸附作用吸附在金属表面上，改变了金属表面的电荷状态和界面性质，使能量状态稳定化，从而降低了腐蚀反应倾向(能量障碍)。同时，非极性基团形成一层疏水性的保护膜，阻碍腐蚀性物质向金属表面移动(移动障碍)。 （5）气相缓蚀剂(VPI) 气相缓蚀剂主要用于减轻金属设备和部件的大气腐蚀。作用机理是汽化以后，和空气中的湿气一起凝结在金属表面，形成液膜。 为了使气相缓蚀剂能有效发挥作用，使用空间应当是封闭的，如包装箱、仓库。气相缓蚀剂应当有比较大的蒸汽压，容易挥

8、发充满金属设备所在空间。 不必直接涂在要保护的金属表面上，只要气体到达之处就会有保护效果。适合于结构复杂，有细小孔隙的零件或组合件，这是气相缓蚀剂的最大特点。 气相缓蚀剂可以其原状直接使用，也可以使之附于载体上制成气相防锈材料，如气相防锈纸、气相防锈油、气相防锈塑料薄膜等。 亚硝酸二环己胺和碳酸环己胺缓蚀剂的协同效应 几种物质分别单独加入介质中时效果不大，甚至没有缓蚀作用，而将它们按某种配方复合加入，则可能产生很高的缓蚀效率。这种现象称为缓蚀剂的协同效应(或协同作用)。相反，复合加入时缓蚀效果反而降低，称为负协同效应。协同效应不是简单的加和，而是相互促进。 利用缓蚀剂的协同效应已经开发出许多高

9、效的复合缓蚀剂，今后仍然是缓蚀剂发展的方向之一。 缓蚀剂100 50 0重铬酸钠和锌盐的比例对复合缓蚀剂缓蚀效果的影响试验条件：钢，氧饱和循环冷却水(ph=6.5,35c) 5天，未加缓蚀剂时腐蚀速度189 mdd根据Hatch ,引自Corrosion Inhibitors P138锌盐%0 50 100失重150腐蚀速100度 mdd 50 0重铬酸钠缓蚀剂应用的几个问题 (1) 要根据腐蚀体系的具体情况选择有效的缓蚀剂，因为缓蚀剂的保护效果具有选择性。(2) 要通过试验确定缓蚀剂的最佳投效剂量和最佳使用条件。 (3) 缓蚀剂对生产过程可能不利影响： 如：起泡，形成乳状液； 使锈皮疏松脱落

10、而导致管线阻塞； 造成新的腐蚀问题 ； 结垢而影响传热（沉淀型缓蚀剂 ）。 缓蚀剂NaNO 浓度克/100亳升亚硝酸钠浓度对碳钢在氯化钠溶液中腐蚀速度的影响重 200量损失 150Mg 100 50 00.05 0.15 0.25 0.35溶液7.5 g/l Nacl 试样面积50cm时间21昼夜 根据Patterson等，引用金属的缓蚀剂 P11315c30C缓蚀剂腐 4蚀速 3度g/m.h 2 1缓蚀剂浓度对碳钢腐蚀速度的影响碳钢5mol/L HCl硫化二乙二醇浓度（mmol/L）0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 若丁浓度（g/L)1101001000腐 20蚀速 15度

11、g/m.h 10 5碳钢20% H SO室温(4) 缓蚀剂对设备材质是否会造成损害。(5) 缓蚀剂的毒性和环境污染是一个重要问题。 (6)在实际生产系统中缓蚀剂的流失是造成失效的常见原因。(7) 为了保证缓蚀剂使用有效而经济，应对保护效果进行监测，避免缓蚀剂浓度不足达不到保护效果，或者缓蚀剂加入过多造成浪费。 缓蚀剂应用实例 (1)酸洗 酸洗除锈和除垢是一种常用的金属表面清净处理，其原理是利用酸溶液对金属表面锈层和垢层的溶解能力，以及析氢所产生的机械剥离作用。良好的酸洗液应满足以下要求： 除锈(或除垢)速度快；对基体金属腐蚀小。酸洗液需加入高效缓蚀剂 ；抑制酸雾能力强；不会对金属材料机械性能造

12、成不利影响。 部分国产酸洗缓蚀剂三种气相缓蚀剂的蒸汽压名称主要成分缓蚀剂温度 蒸汽压(Pa)天津若丁(新）沈1D二邻甲苯硫脲，食盐，淀粉，平平加苯胺，甲醛缩合物工读3lan4A苯胺，乌格托品缩合物没酸，苯胺，乌格托品缩合物亚硝酸二环已胺10320.003990.0532lan57701苯胺，乌格托品，硫氰化钾，苄基吡啶釜残，季铵盐亚硝酸二环丙胺15.6250.4820.8267801BH2苯胺，乌格托品，苯已酮咪唑啉类碳酸环已胺252853.2266IMC4川天128601CT季铵盐类苯胺环已酮，甲醛，炔醇烷基吡啶苄基委铵盐，平平加缓蚀剂(2) 石油工业为了提高油、气产量，需要采用酸化工艺。在

13、高温井中用1520%盐酸进行酸化压裂施工，缓蚀剂的保护性能是关键。 (3) 循环冷却水 (4) 汽车冷却系统(5) 机器、设备、部件防锈 (6)化学工业中的应用 合成氨装置脱碳系统。 尿素合成塔。 循环冷却水常用的缓蚀剂 铬酸盐 属钝化剂，效果极好，但毒性大。 聚磷酸盐 属沉淀型缓蚀剂，常用三聚磷酸钠和六偏磷钠，需要有一定浓度的溶解氧和钙离子。 锌盐常用硫酸锌，属阴极型缓蚀剂。一般与铬酸盐或聚磷酸盐联合使用。 硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐 它们无毒或低毒，不造成环境污染问题。但效果不够好，成本较高。 有机膦酸盐。既是缓蚀剂，又是阻垢剂 。 巯基苯并噻唑(MTB)和苯并三氮唑(BTA)。是铜和铜合金的

14、有效缓蚀剂。 缓蚀剂 三种缓蚀剂保护膜缓蚀剂类型保护膜示意图膜的保护性能氧化膜型薄而至密，与金属结合牢固，保护效果好沉淀膜型厚而多孔，与金属结合较差，保护效果不好，可能造成结垢问题吸附膜型在酸性介质中保护效果好，要求金属表面洁净Elg i Elg i 抑制阳极反应 促进阴极反应钝化剂的作用机理钝化剂的作用机理阳极极化曲线向左下方移动阴极极化曲线向右上方移动缓蚀剂1 2.0 4.0 6.0 8. 0 1.0钼酸铵对碳钢在碳化液中阳极行为的影响 引自催化电化 1973.NO1 P141.浓氨水2.浓氨水0.5克钼酸铵3.浓氨水1.0克钼酸铵4.浓氨水1.5克钼酸铵电流（MA）电1200位80040

15、004008001200234（3）沉淀型缓蚀剂 指通过金属表面形成沉淀膜来发挥作用的一类缓蚀剂。在沉淀型缓蚀剂中，聚磷酸盐是重要的一类。目前应用较多的三聚磷酸钠(Na5P3O10)、六偏磷酸钠(Na6P6O18)。沉淀型缓蚀剂常称为“安全缓蚀剂”，用量不足不会增加金属的腐蚀。沉淀型缓蚀剂的保护效果一般不如钝化剂。另外，有可能造成热交换器表面结垢，影响传热。 (4) 缓蚀剂对设备材质是否会造成损害。(5) 缓蚀剂的毒性和环境污染是一个重要问题。 (6)在实际生产系统中缓蚀剂的流失是造成失效的常见原因。(7) 为了保证缓蚀剂使用有效而经济，应对保护效果进行监测，避免缓蚀剂浓度不足达不到保护效果，或者缓蚀剂加入过多造成浪费。 部分国产酸洗缓蚀剂三种气相缓蚀剂的蒸汽压名称主要成分