三聚氰胺对碳钢在 HCl 介质中的缓蚀作用

目的了解在HCl介质中,三聚氰胺对碳钢的缓蚀作用和缓蚀机理。方法在1 mol/L HCl溶液中添加不同浓度的三聚氰胺,测试碳钢在溶液中的动电位极化曲线和电化学阻抗谱,获得电化学参数和缓蚀效率。再结合量子化学计算结果,分析其缓蚀机理。结果针对碳钢在1 mol/L HCl溶液中的腐蚀,三聚氰胺是一种混合抑制型缓蚀剂,随其浓度的增加,缓蚀效率增大。三聚氰胺通过分子中Mulliken电荷相对较负的氮原子吸附在碳钢表面起到缓蚀作用,吸附过程为自发过程,以物理吸附为主,且符合Langmuir吸附等温方程。结论在HCl介质中,三聚氰胺对碳钢具有一定的缓蚀作用。     

3,5-二溴水杨醛-2-噻吩甲酰肼席夫碱缓蚀剂在油田水中对碳钢的缓蚀性能及分子动力学模拟

合成了一种新的席夫碱缓蚀剂3,5-二溴水杨醛-2-噻吩甲酰肼(L2),通过Tefel极化曲线、电化学阻抗、扫描电镜和分子动力学模拟方法研究了该缓蚀剂在模拟油田水中对碳钢的缓蚀效果,并探讨了其缓蚀机理和吸附行为。结果表明,L2在不同温度、H2S浓度、pH值和Cl-浓度条件下的模拟油田水中对碳钢均具有良好的缓蚀性能。分子动力学模拟结果表明,在水溶液中缓蚀剂L2分子可以稳定地平行吸附在金属表面,有效地将金属表面和水分子隔开,从而起到缓蚀作用,吸附方式为多位点化学吸附;同时L2形成的分子吸附膜可有效地抑制腐蚀离子(Cl-和H3O+)在吸附膜中的扩散,避免了金属表面与腐蚀介质接触而发生腐蚀,从而表现出良好的缓蚀性能。     

环己胺甲基脲气相缓蚀剂的缓蚀作用研究

目的 考察环己胺甲基脲（CAU）气相缓蚀剂的防腐蚀性能和成膜特性。方法 采用密闭空间挥发减量实验考察了CAU气相挥发能力,通过气相缓蚀能力实验和气相防锈甄别实验研究了它对碳钢的气相缓蚀保护作用,采用ACM电极技术考察了CAU预膜对碳钢电极腐蚀电化学行为的影响,通过XPS技术分析了其在碳钢表面的吸附成膜特性。结果 环己胺甲基脲的挥发性较小,72 h、50 ℃条件下密闭空间挥发减量大约为1.0%。经过20 h诱导期,气相缓蚀实验的碳钢试片无锈蚀。气相防锈甄别实验中,CAU可以使碳钢的腐蚀率从311.9 mg/(m2?h)降低至64.76 mg/(m2?h),对碳钢缓蚀效率为79.24%。CAU预膜电极电化学阻抗谱呈现弥散效应,经过30 min的CAU预膜,碳钢电极的电荷传递电阻从1.32 kΩ?cm2 提高到3.81 kΩ?cm2。环己胺甲基脲可以挥发到达碳钢表面,通过分子中的N原子、O原子和Fe原子发生化学配位作用,吸附在碳钢表面形成保护膜。结论 环己胺甲基脲是性能优良的碳钢气相缓蚀剂。     

樟树叶提取液在硫酸介质中对碳钢的缓蚀作用

应用动电位极化法和电化学阻抗(EIS)研究了樟树叶提取液(CCLE)在硫酸介质中对碳钢的缓蚀性能和缓蚀机理. 结果表明, 采用酸浸泡法从樟树叶中提取的缓蚀剂, 对碳钢在10% H₂SO₄溶液中具有良好的缓蚀作用, 随着提取液浓度的增加, 缓蚀效率增大; 随着实验温度升高, 缓蚀效率减小. 樟树叶提取液为混合抑制型缓蚀剂, 提取液中的有效缓蚀成分在碳钢表面的吸附满足Langmuir等温吸附方程; 樟树叶提取液的加入使碳钢在硫酸中反应的表观活化能增加, 起到缓蚀作用.     

吐温-40 与植酸复配对碳钢的缓蚀作用

目的提高0.5 mol/L HCl中植酸对热轧碳钢(HRCS)的缓蚀性能。方法用失重法和电化学阻抗法测试植酸、吐温-40以及复配缓蚀剂的缓蚀效率,从热力学和动力学方面分析复配缓蚀剂的作用机制。结果失重法测试表明,植酸和吐温均对热轧碳钢有一定缓蚀作用。当293 K,植酸质量浓度为0.3g/L时,缓蚀效率达到69.1%,在质量浓度为0.8 g/L时缓蚀效率下降为9.6%;吐温-40的缓蚀效率随着质量浓度的增大而增大,0.8 g/L时达到73.4%。在0.5 mol/L盐酸中加入0.05 g/L吐温-40后,复配缓蚀剂的缓蚀效率随着质量浓度的增加而增大,且优于植酸和吐温-40单独使用,表现出协同效应。电化学测试得到了相同的结论,表明复配缓蚀剂在碳钢表面产生自发的Langmuir吸附,使碳钢腐蚀反应的活化能增大,是熵减少的放热过程。结论吐温-40和植酸在盐酸中对热轧碳钢的腐蚀有缓蚀协同作用。     

向日葵盘提取物在0.5mol/L H2SO4溶液中对碳钢的缓蚀作用

以超声辅助法提取得到的向日葵盘提取物(HALE)为缓蚀剂,采用腐蚀浸泡试验、电化学试验研究HALE在0.5mol/L H2SO4溶液中对碳钢的缓蚀作用。结果表明:HALE对碳钢缓蚀效果良好,缓蚀率随HALE加量增加而增大,但随温度升高而降低;HALE在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附模型,是以物理吸附为主的混合吸附;电化学测试结果表明HALE是偏阳极混合抑制型缓蚀剂。     

孔蚀缓蚀剂的研究现状

缓蚀剂不但能抑制全面腐蚀,而且对局部腐蚀也有很好的缓蚀效果,但以往的研究主要在均匀腐蚀,对局部腐蚀的抑制行为研究相对较少。本文综述了不锈钢、铝合金、碳钢孔蚀缓蚀剂的研究进展,分析了各自的抑制机理,并对油田采出水中的低合金碳钢的孔蚀缓蚀剂进行了展望。     

SO2-4 ,PO3 4- 对曼尼希碱酸化缓蚀剂缓蚀性能的影响

目的：研究废酸液中介质离子对曼尼希碱酸化缓蚀剂缓蚀性能的影响,以解决碳钢在酸液中的腐蚀问题。方法采用静态失重法、极化曲线、扫描电镜及能谱分析法,研究SO2-4,PO3-4对曼尼希碱型酸化缓蚀剂缓蚀性能的影响,并探究其作用机理。结果在10%(质量分数)盐酸、0.1%(质量分数)曼尼希碱的缓蚀介质中,随SO2-4质量分数的增大,腐蚀电流密度由2.81μA/cm2增加至7.32μA/cm2,腐蚀速率显著增大,缓蚀效果变弱;随PO3-4质量分数的增加,腐蚀电流密度由2.81μA/cm2减小至2.41μA/cm2,腐蚀速率减小,缓蚀效果变强。结论 SO2-4会通过钢铁表面已经形成的吸附膜上的细孔和缺陷渗入膜内,使膜发生开裂,从而侵蚀和破坏已经形成的吸附膜,抑制缓蚀剂的缓蚀效果;PO3-4与腐蚀产物Fe3+络合并在钢材表面形成一层致密的保护层,使缓蚀剂形成的吸附膜更加致密,阻止腐蚀性介质与金属表面接触,同时增加对离子或溶解氧的扩散阻力,提高缓蚀剂的缓蚀效果。     

IAA 在硫酸溶液中对碳钢的缓蚀性能研究

目的研究吲哚-3-乙酸(IAA)在H2SO4(0.1 mol/L)溶液中对碳钢(Q235)的缓蚀性能,降低碳钢生产过程对环境的影响。方法采用动电位极化曲线测试、交流阻抗实验、失重实验和扫描电镜实验分析缓蚀剂的缓蚀性能及作用机理。结果 IAA的缓蚀效率随着缓蚀剂浓度的增加而逐渐增大,当IAA浓度增加到4×10-3mol/L时,缓蚀效率最高达到88.85%。温度升高,缓蚀效率降低,说明IAA不宜于高温下使用。IAA是一种混合型缓蚀剂,对阴极反应和阳极反应均有抑制作用,且在缓蚀剂分子吸附过程中,吸附在碳钢表面的水分子和缓蚀剂分子发生竞争吸附作用,能有效阻止H+的穿越,从而抑制腐蚀H+的放电。IAA在碳钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温模型,该吸附自发进行且是物理吸附和化学吸附共同作用。缓蚀剂通过抑制腐蚀反应的活性点,提高活化能垒,防止碳钢溶解腐蚀。IAA在碳钢表面形成保护膜,减轻了腐蚀。结论 IAA是一种以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,在0.1 mol/L H2SO4溶液中能够对Q235碳钢起到优异的保护作用。     

天然海水中高效缓蚀剂对碳钢缓蚀作用的研究

以锌盐、葡萄糖酸盐为主要缓蚀成分复配的适用于天然海水中碳钢的高效缓蚀剂，用失重法测定其缓蚀效率，并用电化学方法分析其缓蚀作用机理．结果表明：未预膜时缓蚀剂的临界浓度是280mg／L．此时对碳钢的缓蚀率为93．8％，试样表面光亮如初，没有局部腐蚀；预膜后缓蚀剂的临界浓度降为210mg／L，此时对碳钢的缓蚀率为93．1％．通过极化曲线分析可知该缓蚀剂是一种抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂．据交流阻抗谱图分析得到该缓蚀剂成膜反应分3个阶段：反应初期，缓蚀剂在电极表面初步吸附；反应中期，至浸泡48h时第一层缓蚀膜形成；反应后期，缓蚀膜向多层发展．     

A STUDY OF THE STRESS CORROSION CRACKING OF SENSITIZED 1Cr18Ni9Ti STAINLESS STEEL IN HIGH TEMPERATURE HIGH PRESSURE WATER

从环境角度研究了敏化1Cr18Ni9Ti不锈钢在高温水中的腐蚀行为.研究指出,在一定浓度Cl~-和(或)O_2存在情况下,在酸性和中性高温高压水中都会出现应力腐蚀破裂.断口电子金相表明,在氯离子为主的环境中,破裂系晶间型;在氧为主的环境中,破裂系以解理为主的混合型.给出了1Cr18Ni9Ti在高温水中腐蚀的表观和真实动力学曲线,表明腐蚀包含溶解和湿氧化两部分,而以湿氧化为主.借Mossbauer内转换电子谱研究了氧化膜结构与腐蚀的关系,指出在一般腐蚀条件下,膜的主要组分为Fe_3O_4,而在应力腐蚀条件下,膜的主要组分为Fe_2O_3,并且系Fe_2O_3和Fe_3O_4多层重叠结构.当水中添加了一定量的硼,在氧化膜中会局部出现FeBO_3相,既不会引起也不会抑制应力腐蚀.硼的这种“惰性”作用和膜结构中Fe_3O_4相的非化学计量比,膜具有阴离子选择性有关.根据腐蚀电化学,认为应力腐蚀系发生在钝化/过钝化区域,增高Cl~-或O_2含量,从不同角度都会使合金的电位接近过钝化区.Cl~-的作用在于改变阳极极化曲线,O_2的作用在于改变阴极极化曲线.在含Cl~-水中,晶界TiC的迅速溶解是应力腐蚀的主要原因,而在含氧水中,晶粒Fe-Cr-Ni中Cr的选择性溶解是应力腐蚀的主要原因.在分析应力腐蚀的特征后,指出应力既是某些严重腐蚀点形     

不同电位-pH条件下钼的表面膜的XPS和AES研究

采用 X 射线光电子能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)方法分析了钼在不同溶液及不同电位-pH 条件下所生成的表面膜。结果表明:(1)在低电位区生成的钝化膜是一种低价(很可能是4价)的氧化物或水合氧化物,在无氧溶液中稳定,膜极薄但保护性很好;(2)在较高电位的过钝化区所生成的表面膜的最终稳态物质是无水 MoO_3;(3)在 FeCl_2溶液中较高电位的第二钝化区中所生成的表面膜,其外层为 Fe_2O_3,内层则可能是由 FeMoO_4组成。AES 和XPS 分析结果证实了本文作者之一(杨武,与 A.Pourbaix 先生合作)早先绘制的 Mo-H_2O系电位-pH 平衡图以及所提出的在钢的局部腐蚀发展过程中钼的阻蚀作用机理的有效性。     

AN XPS STUDY OF ANODIC OXIDE FILM ON 1Cr18Ni9 STAINLESS STEEL

用XPS研究了1Cr18Ni9不锈钢表面氧化膜的组分与结构。实验表明膜中的Cr/Fe约为体内的3倍,并在组分和价态上具有不均匀的三层结构;表面层的主要成分为Cr,Fe的含氧氢氧化物;中间层的主要成分为Cr,Fe的氧化物;而过渡层则主要由金属状的Fe和少量Fe,Cr的氧化物组成。当阳极氧化膜用Na_2MoO_4溶液处理后,发现在整个氧化膜中都有Mo存在,其含置约为2％。表面层与中间层统称为阻挡层,它是不锈钢抗腐蚀的主要壁垒。过渡层介于阻挡层和基体之间,在这区域中有透过阻挡层进来的少量的氧存在。根据氧化膜中间层中Cr,Fe的氧化程度和过渡层中氧的含量与透入深度,讨论了阳极氧化膜与其它钝化膜(硝酸钝化膜和自然钝化膜)在抗腐蚀性能上差异的原因。     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层在800℃下的氧化行为

采用高速电弧喷涂技术 (HVAS)在 2 0G钢基体上制备了Fe Al/WC金属间化合物复合涂层 ,测试了涂层在 80 0℃下的氧化性能。结果表明 ,Fe Al/WC复合涂层的氧化动力学曲线呈现出近似对数规律 ,5h后的氧化速率低于 2 0G钢 ;涂层的氧化物以Al2 O3、Fe2 O3、Fe3O4 和FeO为主 ,且分布不均匀 ;涂层表面优先形成具有保护性的Al2 O3膜 ,阻止了涂层的进一步氧化。     

CEMS、AES和XPS研究361钢中Mo在抗高温高压水应力腐蚀中的作用

用内转换电子穆斯堡尔谱(CEMS)、俄歇电子能谱(AES)和X-光电子能谱(XPS)研究比较了316和321两种奥氏体不锈钢在含Cl~-2000ppm,含O_28～9ppm高温水中应力腐蚀开裂前后的氧化膜结构及其元素分布,发现合金氧化膜层组成和结构与其抗应力腐蚀性间有一定的对应关系。合金元素Mo在一定条件下与介质作用形成Fe_2(MoO_4)_3相。Mo能控制铁的氧化物相,降低Cr的过钝化溶解速率以及抑制Cl-向膜穿透,起着延长应力腐蚀孕育期的作用。所得结果为阐明含Mo的316钢较不含Mo的321钢有较高的抗应力腐蚀性、以及两者有不同的SCC断口形貌提洪论据。文中还根据合金热力学的作用进一步作了讨论。     

304不锈钢在高温水中的应力腐蚀破裂SCIEI

采用U型弯曲法应力腐蚀破裂试验、电化学测量以及Auger电子能谱(AES)分析方法研究了温度、氯离子浓度和溶解氧含量在高温水中对304不锈钢的应力腐蚀破坏(SC)敏感性的影响及其与表面膜之间的关系。在空气饱和的高温水中(溶解氧为8ppm),随着温度的升高(200—300℃)或氯离子浓度的降低(500—20ppm)304钢SCC敏感性降低。文中还讨论了氧化膜在SCC萌生和扩展中的作用。     

碱性溶液中F~-对铁孔蚀的抑制作用

用电化学测试技术研究了碱性溶液中卤素离子对铁阳极过程的影响。结果表明,相同条件下卤素离子对铁阳极钝化膜的破坏作用顺序为:Cl~->Br~->I~-。F~-对Cl~-引起的铁孔蚀有明显的抑制作用,可能是由于F~-能与Fe~(3+)形成稳定而难溶解的FeF_3配合物。     

椭圆偏振法研究双相不锈钢的钝化膜

作者用椭圆偏振法结合交流阻抗法研究了耐海水腐蚀的双相不锈钢05Cr20Ni9Mc4Cu2Si3N在3.5％NaCl溶液中的钝化膜。结果表明:在自腐蚀及恒电位阳极极化(+0.2和+0.6V,vs.Ag/AgCl)条件下所生成的钝化膜都是双层的,但两者的生长机制不同。在自腐蚀状态下,内层吸收膜的折射率为2.5,主要由Fe_2O_3和Cr_2O_3组成;在恒电位下,内层膜是折射率约为1.2左右的吸附膜。两种条件下生成的外层膜,折射率都在1.7左右,主要由FeOOH,CrOOH或Cr(OH)_3组成,且可能具有非晶态结构。在恒电位下内、外层钝化膜的生长都服从对数规律。在自腐蚀状态下,内层膜的生长近似服从对数规律,外层膜的生长则不服从对数规律。     

X80管线钢在东南酸性土壤环境中的电化学腐蚀特征研究

采用电化学测试、扫描电镜观察、表而能谱分析及X射线衍射等方法,研究了原始态与退火处理态的X80管线钢在东南酸性土壤模拟溶液中的电化学腐蚀特征与机理,分析了热处理工艺和腐蚀时间等因素对X80钢极化曲线的影响.结果表明,退火态X80钢耐蚀性低于原始态,这主要与X80钢组织因热处理发生改变有关;随着浸泡时间的延长,原始态与退火态的X80钢在东南酸性土壤模拟溶液中腐蚀趋势均减小,而腐蚀速率先增大后减小;其阴极过程受析氢腐蚀和吸氧腐蚀联合控制;腐蚀产生的锈层主要由FeOOH(表层)和Fe_3O_4(内层)组成,而腐蚀产物膜的完整性和致密性影响了X80钢表面的腐蚀过程,使管线钢表面的腐蚀破坏程度增加.研究还发现,氯离子含量是影响腐蚀的主导因素.     

乳化燃烧减少钢材氧化烧损的研究

本文提出采用乳化燃烧降低氧化烧损,并从理论和实践两个方面证实其可行性。燃用SMH重油乳化添加剂及配套乳化装置制成的油包水型乳化重油可使钢材的氧化烧损率降低。很据本试验在上海高压容器厂和上钢三厂中板分厂测定的结果,氧化烧损分别相对下降为20％以上和15％左右。Mossbauer谱仪分析结果表明:燃用该乳化重油氧化皮中Fe_3O_4。含量明显增加,特别是内层氧化皮中Fe_3O_4含量更高。氧化烧损率降低的主要原因是生成了Fe_3O_4氧化保护膜及降低了过剩氧量。