8.缓蚀剂电化学研究方法.ppt

2．阴极抑制型作用：抑制阴极过程，安全缓蚀剂，使用浓度高，缓蚀效率低； （１）?? 沉淀膜阴极抑制作用 缓蚀剂与阴极反应产物（OH）-形成难溶氢氧化物和碳酸盐保护沉淀膜，阻止氧扩散，降低阴极反应面积，提高了阴极极化； 硫酸锌： 碳酸氢钙： 聚磷酸盐：循环冷却水与锅炉水缓蚀剂，与水中Ca2+离子络合为（Na5CaP6O18）nn+，大胶体阳离子在金属表面放电，生成厚沉积膜；适用于硬水； （2）?? 增加氢过电位阴极抑制作用 AsCl3，Bi（SO4）3的阳离子在金属表面放电还原为As和Bi覆盖层，显著提高析氢过电位，抑制阴极反应；适用于氢去极化酸性溶液；0.045%As在20%硫酸中使钢的腐蚀速度从120mm/a下降到7mm/a； （3）?? 氧吸收阴极抑制作用 除氧剂，亚硫酸钠，联胺；用于封闭的中碱性介质； 3．混合抑制型：同时抑制阴极和阳极过程的能生成沉淀络合物膜的有机化合物； 8-羟基喹啉在碱性介质中抑制铝的腐蚀，在表面形成络合物沉淀膜—— 也能够吸附后表面聚合为沉淀保护膜，如丙炔醇在酸性溶液中形成表面聚合物膜。 3.2.4 金属铬酸盐钝化 金属Zn，Cd，Sn在铬酸酐溶液中处理，生成铬酸盐膜的铬酸盐钝化过程；提高金属耐大气腐蚀能力2~4倍；具有装饰能力； 方法：金属溶解和铬酸盐膜生成： 第一步：铬酸酐溶水 3CrO3+2H2O→H2Cr2O7+H2CrO4 Cr2O72-+H2O→2CrO42-+2H+ M+ Cr2O72 +14H+→3M2++2Cr3++7H2O 第二步：pH值达到一定时产生一系列成膜反应，凝胶状钝化膜在金属表面形成以碱式铬酸铬，碱式铬酸盐和CrO3*3H2O等组成的钝化膜； Cr3++OH-+ CrO42-→Cr（OH）CrO4 碱式铬酸铬 2M2++4OH-+ CrO42-→MCrO4?M（OH）2 碱式铬酸盐 2Cr3++6OH-→Cr2O3?3H2O 钝化膜结构：Cr2O3?Cr(OH)CrO4?Cr2(CrO4)2?MCrO4?M2(OH)2CrO4?M(CrO2)2?xH2O； 厚度0.01~0.15um；彩色钝化与厚度有关； Cr3+呈绿色，Cr6+呈红色，构成色彩； Cr3+难溶，强度高，骨架作用；Cr6+易溶，软，依附于Cr3+成膜； 铬酸盐钝化膜自修复功能： Cr6+在潮湿大气中能慢慢从膜中渗出，溶于表面水中，离解为铬酸使表面再次钝化；铬酸盐膜防蚀期取决于膜中Cr6+的溶出速度。 3.3.1 特点：油气系统中含有腐蚀性物质CO2（甜性）和H2S(酸性）及溶解氧；腐蚀形式——点蚀和电偶腐蚀造成穿孔； 3.3.2 油气缓蚀剂：长链脂防族二胺和长链咪唑啉；氨基化合物/咪唑啉；含氮羧酸盐；含氮季铵盐；聚氧烷基化胺、酰胺、；含氮杂环化合物。 3.3.3 缓蚀作用： 三明治缓蚀结构：底部——极性端与金属表面键合（保护作用力）；中部——非极性端（覆盖表面程度）；顶部——长链尾部油性疏水端（屏蔽扩散的外保护膜） 3.3.4 甜性腐蚀（脱硫） CO2腐蚀三温度区间：腐蚀 产物非保护，高腐蚀?60?C； 保护性碳酸铁（氯化物和高流速加速）150?C?保护性磁铁矿（高盐度加速）； 缓蚀剂选择：油水流通性和分散性；咪唑啉，含氮-磷，含硫有效。 3.3.5 酸性腐蚀（含硫） H2S腐蚀：形成原子氢——引起氢致开裂； 缓蚀剂选择：醛类、硫脲、有机胺。 3.3 石油天然气系统缓蚀剂 3.3.6 酸化处理引起腐蚀加速 酸化处理增加通道而增产，但加速井具腐蚀，需要使用浓盐酸中高分子含氮化合物和炔醇缓蚀剂（毒性，时效性）； 3.3.7 氧腐蚀 生产液体到达地表后氧进入体系，发生氧腐蚀，原有的缓蚀剂失效，氧化物产生固体沉淀。 含水时可使用脂肪或咪唑啉季铵盐（也是杀菌剂和分散剂）。循环水中使用氨基–亚甲基磷酸盐–锌盐及有机磺酸盐缓蚀剂。 钻井泥浆中氧腐蚀可采用六偏磷酸钠、有机醇磷酸酯和有机膦酸脂缓蚀剂。 3.38 应用方法 缓蚀剂投放方法：连续注入保持浓度（50~1000ppm）可得到最好效果。也可采用批量添加、氮气驱赶方法 。 3.4.1 特点：低蒸汽压易挥发，溶于水膜吸附于金属表面的缓蚀剂；适用于结构复杂，其他方法难于防护，使用简便，防护性能高；用于武器封存，开包即用；封存期达10年；用量少，包装美观；能用于多种金属的少，有气味，受汗抑制差； 要求：能够到达金属表面；分子运动速度快，防止初始浸蚀；与蒸汽压、距离和金属可接近性有关。合适的蒸汽压在10-5～10-1mmHg（10-3～10Pa）、能分离出缓蚀性基团。 机理：适当的挥发性，电解液层化学吸附阳极性缓蚀剂（改变腐蚀反应动力学，电位正移）。 种类：弱碱、挥发性酸 （１）?无机酸和有机酸胺盐：亚硝