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缓蚀剂的选用原则

发布时间：2010/10/13 阅读次数：1335 字体大小: 【小】【中】【大】

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1．腐蚀介质

不同的腐蚀介质应选用不同类型的缓蚀剂，以达到有效的金属防护。一般来说，中性水介质使用的缓蚀剂大多数为无机物，以钝化型和沉淀型为主；酸性水介质使用的绥蚀剂大多为有机物，以吸附型为主。但现代的复配型缓蚀剂，也将根据需要在用于中性水介质的缓蚀剂中添加有机物质；在用于酸性水介质的缓蚀剂中添加无机盐类。

不同腐蚀介质中采用的绥浊物质，必须考虑它们在这些介质中的溶解度问题。石油工业用的缓蚀剂应在油相中有一定的溶解度6对于气相缓蚀剂来说，则就是要求一定的挥发度。溶解度太低将影响缓蚀物质在介质中的传递，使它们不能有效地到达金属表面；即使它们的吸附性很好，也不能发挥应有的缓蚀作用。在这种情况下，可考虑加入适当的表面活性物质，以增加缓蚀物质的分散性，如切

削油中所加的乳化刑或助溶剂便是这类物质。有时也可通过化学处理的方法在缓蚀物质的分子上加接极性强的基团，以增加它们在水中的溶解度。例如煤焦油中的毗暖类及喳琳类物质在钢铁表面有很强的吸附性，但在水中溶解度很小，通过节基化既可以增加它们在水中的溶解度，又能消除杂氯物质的特殊臭味，使之转化为适用于高温浓酸介质的高效缓蚀剂。

不同介质中缓蚀剂的用量以及介质的温度、运动速度等因素都能影响缓蚀剂的功效。

(1)缓蚀剂用量的影响。缓蚀剂用量对金属腐蚀的影响大致有三种情况：

a.金属的腐蚀速率随缓蚀剂用量增加而降低。大多有机及无机缓蚀剂在酸性及浓度不大的中性介质中，都属于这种情况。实际使用中应结合保护效果，考虑综合效益，合理确定缓蚀剂用量。

b.缓蚀剂的浓度和金属腐蚀速率的关系有极限值。即在某一浓度时缓蚀效果最好，浓度过低或过高都会使缓蚀效率降低。因此在使用这类缓蚀剂时，必须注意缓蚀剂不要过量。

c. 缓蚀剂用量不足会加速金属腐蚀。大部分氧化剂如铬酸盐、重铬酸盐、过氧化氢以及硅酸钠等居于这类缓蚀剂。对于这类缓蚀剂加量太少是危险的，必须十分注意。一般情况下，对于长期需要采用缓蚀剂保护的设施，为了能形成良好的基础保护膜．首次缓蚀剂用量往往比正常操作时高4—5倍。

对于陈旧设备采用缓蚀剂保护时，因金属表面存在的垢层和氧化铁等要额外消耗一定量的缓蚀剂，剂量应适当增加。

(2)温度的影响。

a．温度升高，缓蚀效率显著下降。这是由于温度升高时，缓蚀剂的吸附作用明显降低居腐蚀加剧，大多数有机及无机缓蚀剂都居于这一情况。

b．在一定范围内，缓蚀剂不随温度升高面改变。用于中性水溶液和水中的一些无机缓蚀剂，其缓蚀效率几乎是不随温度升高而改变的。对于沉淀膜型缓蚀剂，一般也应在介质的沸点以下使用才会有较好肋效果。

c．随着温度的升高，缓蚀效率也增高。这可能是由于温度升高时，缓蚀剂可依靠化学吸附与金属表面结合，生成一种反应产物薄膜。或者是温度较高时，缓蚀剂易在金属表面形成一层类似钝化膜层，从面降低腐蚀速率。因此，当介质温度较高时，这类缓蚀剂最有实用价值。

(3)介质流动速度对缓蚀作用的影响。

a流速加快，缓蚀速率降低。大多数情况下，提高介质的流速会造成缓蚀效率降低。有时，由于流速的增大，甚至还会加速腐蚀，使缓蚀剂变成腐蚀的激发剂。

b．流速增加时，缓蚀效率提高。当缓蚀剂由于扩散不良面影响保护效果时缓蚀剂能够比较容易、均匀地扩散至金属表面，而有助于缓蚀效率的提高。

c介质流速对缓蚀效率的影响，在不同使用浓度时，还会出现相反的变化。

因此，缓蚀剂的选用，应根据实际生产情况，在大旦实验的基础上才能确定。

2．金属

不同金属的电子排布、电位序列、化学性质等可能很不相同，它们在不同介质中的吸附和成膜特性也不同。钢铁无疑是使用量广泛的金属，钢铁用缓蚀剂也是研究和使用得最多肋。但许多高效肋钢铁用缓蚀剂对其他金属往往效果不好。因此，如果需要防护的系统是由多种金属构成，单一的缓蚀物质一般难以满足防护要求，此时应考虑多种缓蚀物质的复配使用问题。

3．缓蚀剂肋复配

由于金属腐蚀情况肋复杂性，现代缓蚀剂很少是采用单种缓蚀物质的。多种缓蚀物质复配使用时的总缓蚀效率比单独使用时的缓蚀效率加和要高，这就是协同效应。产生协同效应的机理随所用缓蚀物质的性质而异，目前有许多内容还不太清楚。这也是当前为提高缓蚀剂效率而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，还应考虑到工业系统运行肋总体效果。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的伤蚀外，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肋处理，除了加入缓蚀剂外，还应加入阻垢剂和杀菌剂。如中原油田肋HK—l环空保护液。这样复配肋水处理剂一般称为水质稳定剂。

4．缓蚀剂的毒性

许多高效缓蚀物质往往带有毒性，致使它们的使用范围受到限制。例如镕酸盐在中性水介质中是高效的氧化性缓蚀物质，它的pH值适用范围较宽(6—11)，在钢铁表面能形成稳定肋钝化被膜，对大多数非铁金属也能产生有效肋保护。但由于6价铬可在人体和动物体内的积苗，对入体健康产生长远的危害，因此环境保护条例对镕肋诽放指标要求非常严格，在许多场合必须改用其他缓蚀物质来代替镕酸盐。所以，现代缓蚀剂的研制和应用都必须特别注意环境保护问题。

5．药剂的配伍

由于在油田油井和油气集输系统中，缓蚀剂与破乳剂等药剂一起使用，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是同时投加使用，因此应当十分注意药剂相互之间的配伍问题。在水处理系统，首先应做到投加的各类化学药剂水溶性好，使所用化学药剂能与水互溶；对高矿化度采出水，应当尽可能避免出现药剂沉淀或发生“盐析”现象；各类药剂之间能够互湾，不产生沉淀和降效等不利影响。在油系统，由于是石油与水共存肋介质，选用缓蚀剂应从水与油两方面来考虑，油中应采用油溶性的吸附型缓蚀剂，或采用性质介于油活性和水溶性之间肋乳化型缓蚀剂。

此外，为充分发挥各类药剂效果，应定期对系统进行清洗，清洗设备表面肋沉积物和污垢，使缓蚀剂与腐蚀点充分接触，保证缓蚀效果。

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