新型缓蚀剂(既缓蚀阻垢剂)在工业清洗中的应用开发.docVIP

一种多金属缓蚀剂的研制与应用 商海智1乔旗1田民格2李爱兵2 李小双2 （1. 山东省特种设备检验研究院济宁分院，山东济宁　272000；2.欣格瑞（山东）环境科技有限公司，山东济宁　272415）ining scientific green water treatment Co., Ltd. , Jining,Shandong 272415 ,China) 一、概述 近年来，随着工业清洗的迅速发展，缓蚀剂作为一门防腐蚀技术越来越得到广泛应用。设备清洗在清除污垢的同时，也会对设备本体产生腐蚀。为保证清洗设备不遭受清洗液破坏，通常是向清洗液中加入缓蚀剂来控制设备腐蚀。对一种有实用价值的清洗缓蚀剂，实际使用剂量应该很小，一般加入剂量为0.2%-0.5%，而对金属腐蚀的减缓程度必须大于90%。 即便如此，缓蚀剂作为一种必不可少的清洗助剂，其应用量也是越来越大，一般的清洗公司，年用量也要在几十到上百吨。 目前市场上的缓蚀剂，不但种类繁多，造成工程应用的诸多麻烦，而且价格昂贵，致使缓蚀剂的投入占了清洗成本的很大比例。因此，开发一种适合多金属防腐蚀需要的、价格便宜的缓蚀剂，成为目前清洗行业的当务之急。 二、缓蚀机理 缓蚀剂的缓蚀机理，亦即缓蚀剂在电解质溶液中对腐蚀电池的电极过程的抑制，是由于缓蚀剂或缓蚀剂与电解质作用于金属表面，使金属表面发生变化的结果。金属表面的变化可以表现为氧化膜或沉淀膜的吸附，或者是离子、分子在金属表面的吸附。因此，从物理化学角度出发，缓蚀剂的作用可以分为氧化膜型缓蚀剂、沉淀膜型缓蚀剂和吸附膜型缓蚀剂三大类。 本文介绍的SGR－HSJ－01缓蚀剂的主要缓蚀机理是：缓蚀剂在金属表面形成了一层致密的吸附膜，极大地减少了酸与金属接触的机会；主剂的中心N原子与金属的空d轨道形成稳定配位价键，牢固地吸附在了金属表面，改变了金属表面的双电层，提高了氢原子放电的活性能，使腐蚀速度降低。 三、配方筛选 SGR－HSJ－01为吸附膜型有机缓蚀剂，此类缓蚀剂在腐蚀介质中对金属表面有良好的吸附性，这种吸附改变了金属的性质，抑制了金属的腐蚀。它们具有极性基团，可被金属的表面电荷吸附，在整个阳极和阴极区域形成一层单分子膜，从而阻止或减缓相应电化学的反应。具有表面活性的有机化合物，有两种性质相反的基团；亲水基和亲油基，这些化合物 收稿日期：2011-10 作者简介：商海智（1973-）男，工程师，山东邹城人，主要从事特种设备监督检验、安全运行防护工作。 的分子以亲水基吸附于金属表面上，形成一层致密的憎水膜，保护金属表面不受水腐蚀。胺类就是水处理中常见的吸附膜型缓蚀剂。唑类是有色金属（尤其是铜）的理想缓蚀剂。它们虽然与铜金属本身作用成膜，但与上述典型的氧化膜型缓蚀剂不同，不是通过氧化，而是通过与金属表面的铜离子形成络合物，以化学吸附成膜的。当金属表面为清洁或活性状态时，此类缓蚀剂能形成缓蚀效果令人满意的吸附膜。但如果金属表面有腐蚀产物或有垢沉积的情况下，就很难形成效果良好的缓蚀膜，此时可适当加入少量表面活性剂，以帮助此类缓蚀剂成膜。 四、性能实验 1、缓蚀性能与缓蚀剂浓度的静态/动态实验 为了验证SGR－HSJ－01缓蚀剂的最佳使用量，取标准碳钢腐蚀试片，在不同酸洗液条件和不同缓蚀剂浓度下，检测其不同的腐蚀速率（如下表），从而分析出该缓蚀剂的缓蚀性能与缓蚀剂浓度的关系 g/m2h 缓蚀剂浓度 5% HCL 50℃ 7%柠檬酸 90℃ 10% 氨基磺酸 60℃ 静态 动态 静态 动态 静态 动态 0.05% 66 115 28 65 43 92 0.1% 24 65 11 25 17 56 0.15% 6 12 2 8 3.8 9.4 0.2% 1.2 3 0.75 4 0.9 2.2 0.25% 0.65 2.3 0.6 1.3 0.6 1.4 0.3% 0.63 1.8 0.51 1.2 0.59 1.23 0.35% 0.63 1.7 0.51 1.2 0.58 1.18 0.4% 0.63 1.7 0.50 1.2 0.58 1.17 0.5% 0.63 1.7 0.50 1.2 0.58 1.17 通过以上实验可以看出：该缓蚀剂浓度在0-0.15%区间变化时，金属腐蚀速率显著下降，缓蚀效果明显，当缓蚀剂浓度达到2%以上时，缓蚀效果完全达到国家标准要求并变化稳定，考虑到实际应用中的诸多不确定因素，故推荐SGR－HSJ－01缓蚀剂的最佳使用量为0.3%。 2、缓蚀性能与酸液浓度的静态/动态实验 为了验证SGR－HSJ－01缓蚀剂对清洗液中酸浓度的适用范围，取标准不锈钢腐蚀试片，在不同酸