缓蚀剂在PVC热稳定剂生产废水作为冷却水用过程中的应用研究

目的通过在生产废水中加入缓蚀剂,减少废水中氯离子的腐蚀性能,使其成为生产中的冷却水,实现节能环保。方法采用失重法,研究废水温度对Q235钢腐蚀速率的影响,确定废水的腐蚀温度。研究L-抗坏血酸和L-半胱氨酸在废水中的最佳用量,制备成复配缓蚀剂,研究复配缓蚀剂膜形成的最佳时间。用塔菲尔曲线、阳极极化曲线及交流阻抗法,研究存在与不存在复配缓蚀剂膜的Q235钢的自腐蚀电流密度、极化腐蚀电流密度和极化阻抗。用SEM研究复配缓蚀剂膜腐蚀前后的形貌变化。结果在60℃的生产废水中,L-抗坏血酸的最佳用量为165 mg/L,L-半胱氨酸的最佳用量为18 mg/L,复配缓蚀剂膜的形成时间为24h。无缓蚀剂膜时,Q235钢的自腐蚀电流密度为4.918×10-5 A/cm~2;在500 m V过电位下,极化腐蚀电流密度为1.667×10-2 A/cm~2,极化阻抗为529?×cm~2。形成复配缓蚀剂膜的Q235钢片的自腐蚀电流密度为3.433×10-7 A/cm~2,极化腐蚀电流密度为4.132×10-6 A/cm~2,极化阻抗很大。复配缓蚀剂的缓蚀率为80.15%,明显高于单一缓蚀剂。SEM测试表明,在过电位为500 m V时,无缓蚀剂膜的Q235钢腐蚀十分严重,有复配缓蚀剂膜的Q235钢几乎不腐蚀。结论在PVC热稳定剂生产废水中加入适量的缓蚀剂,具有较好的缓蚀性能,基本满足作为冷却水的要求。     

电化学保护技术及其应用：第六讲 港湾和近海工程设施的阴极保护

1概述 港湾设施种类繁多,有固定式结构,如钢板桩和钢管桩建造的码头岸壁、栈桥码头以及船坞、闸门等,也有浮动式结构,如趸船、浮船坞、浮鼓等.这些钢结构设施在长达数十年的设计使用寿命期间遭受水介质和潮湿大气的腐蚀,尤其是在海洋环境下的腐蚀,其平均腐蚀速率高达0.3～0.4mm/a,局部腐蚀速率达到1mm/a,使钢桩穿孔,甚至断裂,严重影响到它们的安全使用.采用阴极保护或者与涂料一起进行联合保护是港湾设施防蚀最常采用的手段.受阴极保护的钢结构的腐蚀速率可降低到0.02mm/a以下,使用寿命延长一倍以上,所需的阴极保护费用仅为这些设施总造价的2%～5%左右,因而非常经济[1].以前在码头保护时大都采用外加电流系统,近二十年来由于铝合金牺牲阳极的成功开发,也有采用牺牲阳极系统的.     

6-DAS/DMIC对Q235钢在甲醇甲酸介质中的缓蚀协同作用

目的 研究6-脱氢枞酰胺基己酸钠和1-十二烷基-3-甲基咪唑氯盐作为复配缓蚀剂对Q235钢在甲醇甲酸腐蚀溶液的协同缓蚀作用。方法 通过静态失重法、电化学极化测试和电化学阻抗法,结合SEM、EDX、AFM等一系列表面表征技术验证了复配缓蚀剂的性能与行为,同时利用软件模拟计算缓蚀剂分子的轨道排布与分子动力学,揭示分子结构与缓蚀性能间的联系。结果 该复配缓蚀剂能够抑制Q235钢在甲醇甲酸介质中的腐蚀过程,降低腐蚀速率。缓蚀效率随复配比的提高而增大。在复配比为6-DAS∶DMIC=1∶8时,失重法测得缓蚀效率最高达到93.98%;通过电化学法获得的缓蚀效率最高达到92.32%,并且通过电位的移动证明其为控制阳极过程的混合型缓蚀剂。表征技术表明,该复配缓蚀剂能有效吸附并在钢表面形成一层缓蚀分子膜层,其可以隔绝腐蚀介质与金属的接触,保护基底金属免受介质的腐蚀。结论 该复配缓蚀剂能够有效降低腐蚀介质对Q235钢的侵蚀作用,实验数据与表征技术相互吻合,证明了该复配缓蚀剂是一种优良的有机缓蚀剂。研究结果为后续开发更高效的绿色缓蚀剂提供了思路和方法。     

变电站接地网的焊缝腐蚀分析

为了给接地网焊缝的腐蚀防护提供基础,通过电化学噪声和埋片模拟方法,研究了接地网焊缝与母材腐蚀的差别.结果发现在陕西省孝义变电站土壤中,Q235钢接地网焊缝出现了较多暂态峰,母材的暂态峰较少,焊缝腐蚀对接地网泄流的电压更敏感;腐蚀过程中母材噪声阻值R_n=3.38×104Ω/cm2,焊缝噪声阻值R_n=1.44×104Ω/cm2;母材的腐蚀速率为0.067 mm/a,含有焊缝的焊接接头腐蚀速率为0.077 mm/a,母材为均匀腐蚀,焊缝主要为局部腐蚀.     

乙烯生产压缩工段缓蚀剂性能研究

将咪唑啉型缓蚀剂与其它三种物质进行复配得到一种新型缓蚀剂。利用静态失重法测定了咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中及乙烯压缩单元中的混合液对Q235钢的腐蚀速度和缓蚀效率,同时考察了该缓蚀剂的抗乳化性能。结果表明,该咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中对Q235钢有较强的缓蚀能力。在pH=5盐酸溶液中,腐蚀时间为6h及缓蚀剂用量是100μg/g时,缓蚀率达到了98．2％,腐蚀速率仅为0．0018mm／a,远好于我国石油天然气行业标准规定的指标,并且具有良好的抗乳化性能。     

橙子皮提取物在H3PO4溶液中的缓蚀性能及缓蚀机理研究

目的 推进绿色植物提取物类缓蚀剂的快速发展,选用橙子皮提取物(NOPE)作为磷酸环境中Q235钢的缓蚀剂。方法 通过简单的乙醇、丙酮回流法提取获得NOPE。通过红外光谱(FTIR)和紫外光谱(UV)验证NOPE的主要结构及主要成分在磷酸中的稳定性。采用失重法、动态电位极化法(PDP)、线性极化(LPR)和电化学阻抗谱法(EIS)研究NOPE在0.5 mol/L的H3PO4溶液中对Q235钢的缓蚀性能。通过计算研究温度对热力学参数(Ea、 、 )和吸附性能参数( 、 、 )的影响。结果NOPE明显减缓了0.5 mol/L H3PO4介质中Q235钢的腐蚀速率,属于以抑制阳极金属溶解为主的混合型缓蚀剂。随着NOPE浓度的增大,阳极电流密度减小和活性腐蚀部位被阻断,腐蚀速率降低,缓蚀效率增大。在温度为303 K、NOPE质量浓度为3.0 g/L条件下,对Q235钢缓蚀效率都在90%以上。此外,NOPE的有效成分在Q235钢表面的吸附符合Langmuir等温式,且以物理吸附为主。通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和接触角的测量证明了NOPE在钢表面的缓蚀作用的存在,降低了Q235钢的酸腐蚀速率。量子化学研究证实,NOPE对碳钢较好的缓蚀和吸附性能是由于橙皮苷和黄酮的官能团。结论 在0.5 mol/L的H3PO4溶液体系中,NOPE对Q235钢具有较好的缓蚀性能,是一种在酸洗领域中有着较好应用前景的绿色缓蚀剂,可以为植物提取类的缓蚀剂的发展提供一定的指导。     

阴极保护对Q235钢在兰州土壤中耐腐蚀性的影响

采用失重、SEM及XRD法,研究了阴极保护对Q235钢在兰州土壤中埋片4年后耐腐蚀性的影响.结果表明,施加阴极保护后Q235钢的耐蚀性远高于无阴极保护,有阴极保护时试片表面仅发生了较轻微的腐蚀,无阴极保护时Q235钢表面发生了明显的不均匀全面腐蚀和出现了大量的点蚀坑群;腐蚀产物的锈层主要由CaCO3和SiO2(表层)、Fe2O3和FeOOH(中间层)和Fe3O4(内层)组成,Q235钢的耐蚀性及腐蚀形态与钢表面生成的腐蚀产物膜的完整性和致密性有关;Q235钢在现场埋片过程中的阴极反应为氧的去极化反应;土壤中的含水量、C(1)-和CO32-对Q235钢的腐蚀起主导作用.     

Q235钢在污染土壤中的氧浓差宏电池腐蚀

利用失重法、电化学阻抗测试等方法,研究了Q235钢在污染土壤中的氧浓差宏电池腐蚀行为。实验结果表明,砂土中Q235钢为宏电池的阴极,粘土中Q235钢为阳极。随着实验时间的增加,粘土中Q235钢自然腐蚀速率逐渐减小,而粘土中作为宏电池阳极的Q235一直保持着较高的腐蚀速率。粘土中宏电池阳极的腐蚀速率为自然腐蚀速率的2.15倍。在粘土宏电池中阴阳极面积比15:1情况下,阳极的腐蚀速率较阴阳极面积比1:1时增加了近1倍。     

渤海某油田混合注水系统CO2/H2S腐蚀缓蚀剂的开发

目的 缓解渤海某油田混合注水出现严重的CO2/H2S腐蚀、现场检测挂片的点腐蚀非常明显等问题。方法 首先合成一种适合该油田工况的咪唑啉季铵盐（LH-31）,再通过复配得到最优的缓蚀剂配方。结果 利用动态高温高压釜,在95 ℃、0.15 MPa CO2（含100 μg/g H2S）、总压0.5 MPa N2、流速1.5 m/s、试验时间72 h条件下,测得空白平均腐蚀率为2.01 01 mm/a,点腐蚀速率1.1106 mm/a。添加40 mg/L的LH-31后,平均腐蚀率降至0.1000 mm/a,点腐蚀速率降至0.5789 mm/a。LH-31的红外谱图中,在879.31 cm-1出现一个吸收峰,可能是季氮原子与相邻碳之间的伸缩振动,说明形成了环状季铵盐类化合物。LH-31与硫脲和苯甲酸钠之间具有协同效应,添加4%硫脲和3%苯甲酸钠组成的高效复合缓蚀剂2E,可将平均腐蚀速率降至0.0200 mm/a,点腐蚀速率降至0.0751 mm/a。极化曲线测试表明缓蚀剂2E为阳极抑制型缓蚀剂。缓蚀剂2E在现场进行了试验,通过旁路腐蚀试验测试1 d后,前后加注40 mg/L的缓蚀剂2E,试片的平均坑深由0.139 μm降低至0.0258 μm。结论 缓蚀剂2E能有效抑制该渤海油田混合注水的均匀腐蚀和点腐蚀。     

氨基酸复配酸洗缓蚀剂的研究

目的氨基酸对环境无毒无害,生产成本低,可生物降解且水溶性较高,是一种极具发展潜力的新型绿色酸洗缓蚀剂。探究在盐酸介质中,氨基酸及复配缓蚀剂对Q235钢的缓蚀作用。方法采用失重法,利用电子分析天平精确称量浸入腐蚀介质前后金属试样的质量来确定金属的腐蚀速率。研究了L-半胱氨酸及其复配缓蚀剂在1 mol/L盐酸介质中对Q235钢的缓蚀性能,借助等温吸附模型对其缓蚀机理进行了探讨。结果单独使用L-半胱氨酸缓蚀效率较低。当质量浓度为800 mg/L时,L-半胱氨酸的缓蚀效率达到最大值,为65.57%。复配合成缓蚀剂能降低经济成本,并提高缓蚀效率。通过三元复配实验得出L-半光氨酸、KI和抗坏血酸的最佳复配比,当L-半胱氨酸、KI、抗坏血酸的质量浓度分别为20、30、250 mg/L时,其缓蚀效率可达96.37%,且成本较低,是较理想的复配缓蚀剂。复配缓蚀剂在Q235钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温模型。结论在盐酸介质中,L-半胱氨酸三元复配缓蚀剂整体用量适中,价格合理,证明复配缓蚀剂是一种能够得到良好应用的绿色缓蚀剂。     

Na2MoO4-有机膦A复合缓蚀剂对55%LiBr溶液中碳钢的缓蚀行为

采用失重法、电化学测试技术、原子力显微镜和电子探针显微分析等方法考察了Na₂MoO₄-有机膦A复合缓蚀剂对55%LiBr+0.07 mol/L LiOH溶液中碳钢的缓蚀性能。结果表明,240 ℃下碳钢在添加800 mg/L Na₂MoO₄-有机膦A复合缓蚀剂的55%LiBr+0.07 mol/L LiOH溶液中的腐蚀速率为43.2 μma^-1。在沸腾的55%LiBr+0.07 mol/L LiOH溶液中添加该缓蚀剂后,碳钢的钝化电位区间拓宽,钝化电流密度降低,反应电阻R_t值显著增加,缓蚀效率可达94.4%。该缓蚀剂能使碳钢表面形成显微结构为孤岛状的膜层,主要成分为Fe和Mo的氧化物。     

酸性土壤中接地网牺牲阳极阴极保护法研究

目的提高牺牲阳极的阴极保护法在酸性土壤中对接地网的防腐能力,分析牺牲阳极阴极保护法在酸性土壤中应用的技术要点,总结保护效果优化措施。方法设计牺牲阳极模拟系统,模拟地网面积为3.52 m2,保护电流设计为35.2 m A,对Q235碳钢和镀锌钢两种常用接地材料的接地电阻、保护电位及保护电流进行研究。结果该方法对镀锌钢保护较好,保护电位均低于-0.95 V;对Q235碳钢保护较差,保护电位部分高于-750 m V,且波动较大,最大波幅可达201 m V。系统运行中,计算得出保护电流在降雨量较大时最高可达30.75 m A,降雨量较小时最低为11.89 m A,均低于设计值。结论由于阳极处砂石较多、土壤电阻率高,阳极不能完全释放电流。其次,土壤保水性差,电阻率波动大,系统运行不稳定也抑制了保护效果。酸性土壤盐基性离子大量淋失,土壤电阻率普遍较高,且受降雨扰动较大,牺牲阳极工作效率较低且稳定性差。需采用适当提高保护电流、降低阳极区土壤电阻率、优化阳极设计工艺参数等措施以达到良好的保护效果。     

含硫酸盐还原菌土壤中阴极保护对Q235钢腐蚀的影响

利用交流阻抗测试技术、扫描电镜及表面能谱、微生物分析等方法，研究了阴极保护对土壤中Q235钢硫酸盐还原菌腐蚀的影响.30天的实验结果表明，在相同的阴极极化电位下，有菌土壤中Q235钢所需要的阴极极化电流密度均大于灭菌土壤，有菌土壤中Q235钢的平均腐蚀速率均大于灭菌土壤.随着阴极极化电位负移的增大，有菌及灭菌土壤中Q235钢试件周围土壤逐渐呈碱性，有菌土壤中Q235钢试件周围土壤中硫酸盐还原菌数量逐渐减少，当阴极极化电位为-1050 mV时，Q235钢试件周围土壤中硫酸盐还原菌仍能够存活.     

苯胺四聚体聚乙二醇嵌段共聚物在盐酸介质中对Q235钢的缓蚀性能

目的研究苯胺四聚体PEG两亲性嵌段共聚物(PEG-TA)对Q235钢在1 mol/L HCl介质中的缓蚀性能。方法采用静态失重测试、电化学测试、腐蚀表面形貌分析研究了自制的PEG-TA在1 mol/L HCl介质中对Q235钢的缓蚀性能,并探讨了其在Q235钢表面的吸附行为。结果红外和紫外表征表明,氨基封端苯胺四聚体和聚乙二醇为原料成功合成了两亲性嵌段共聚物PEG-TA。极化曲线研究表明,PEG-TA的加入明显可以抑制Q235钢在1 mol/L HCl介质中的腐蚀,且随着PEG-TA浓度的增加,缓蚀效果越好,在25℃的实验温度范围内,质量浓度为30 mg/L时,PEG-TA的缓蚀效率可以达到93.97%,属于阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。电化学阻抗图谱研究表明,随着PEG-TA浓度的增加,Q235钢表面腐蚀反应的电荷转移电阻和膜电阻逐渐增大,钢表面缓蚀剂的含量和覆盖率增加,腐蚀抑制性增强。PEG-TA缓蚀剂分子在Q235钢表面的吸附遵循Langmuir等温模型,并且属于物理和化学混合吸附。SEM研究证明,在1 mol/L HCl中,PEG-TA可有效地抑制碳钢的腐蚀。结论 PEG-TA在1 mol/L HCl中有效提高了Q235钢的耐蚀性,是一种高效环保的缓蚀剂。     

4-苯基氨基硫脲在盐酸介质中对Q235钢的缓蚀性能

目的研究4-苯基氨基硫脲(4-PTC)对Q235钢在1mol/L HCl中的缓蚀作用。方法采用异硫氰酸苯酯和水合肼为原料,合成4-PTC。采用熔点分析、核磁共振氢谱和红外光谱等方法确定合成物质为目标产物4-苯基氨基硫脲。采用静态失重法、电化学极化曲线法、电化学阻抗谱法和扫描电子显微镜法,分析研究4-PTC的缓蚀性能。结果静态失重实验表明,当4-PTC浓度增加到1.0 mmol/L时,缓蚀效率达到85.9%,在Q235钢表面吸附符合Langmuir吸附等温式,形成单分子吸附层。计算得到吉布斯自由能为?35.60 k J/mol,说明缓蚀剂分子在Q235钢表面吸附同时存在物理吸附和化学吸附过程。动电位极化曲线表明,该缓蚀剂是以阴极型为主的混合型缓蚀剂,当4-PTC浓度增加到1.0 mmol/L时,缓蚀效率达到83.6%。电化学阻抗谱表明,随4-PTC浓度的增加,电荷转移电阻值增大,双电层电容值减小,金属腐蚀速率降低,缓蚀作用增强。当4-PTC浓度增加到1.0 mmol/L时,缓蚀效率达到84.7%。扫描电子显微镜表明,缓蚀剂分子能有效保护金属表面,抑制腐蚀。结论在盐酸介质中,4-PTC对Q235钢具有优良的缓蚀性能。     

Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中的腐蚀行为

采用旋转挂片和SEM, EDS及IR分析研究Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中(RO)的腐蚀速度和腐蚀产物变化规律,并利用动电位扫描、电化学阻抗法研究腐蚀过程及腐蚀反应控制步骤。结果表明,Q235钢在海水淡化一级反渗透产水中腐蚀速度在48 h内迅速增大至1.4 mm/a,其后保持稳定。锈层初期为γ-FeOOH薄层,随时间延长逐渐转为由Fe₃O₄构成的内锈层及由γ-FeOOH和α-FeOOH构成的外锈层。腐蚀过程受阴极控制,初期腐蚀阻力达到最大,其后由于大量γ-FeOOH在酸性条件下极易转化为对腐蚀反应没有阻滞作用的Fe₃O₄,腐蚀阻力迅速减小,腐蚀速度迅速增大,当Q235钢表面γ-FeOOH生成和转化达到平衡后,腐蚀阻力保持稳定,腐蚀速度也不再发生变化。     

过氧乙酸中硅酸钠对 Q235 钢的缓蚀影响

目的研究HEDP、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和硅酸钠的复配物在过氧乙酸溶液中对Q235钢缓蚀效率的影响。方法采用静态失重法和动电位极化曲线法,研究常温下在过氧乙酸质量浓度为2000 mg/L的体系中,硅酸钠与HEDP、SDBS复配时对碳钢的缓蚀协同效应,确定最佳配比,分析缓蚀机理。结果 HEDP、SDBS和硅酸钠的复配物,在过氧乙酸溶液中对Q235钢均有一定的缓蚀效果,缓蚀效率依次为:硅酸钠与HEDP硅酸钠与SDBS硅酸钠。当硅酸钠质量浓度为200 mg/L,HEDP质量浓度为100 mg/L复配时,缓蚀效率最高达到90.42%。当硅酸钠质量浓度为200 mg/L,SDBS质量浓度为200mg/L复配时,缓蚀效率最高达到57.76%。单一硅酸钠缓蚀剂的缓蚀效率最高达40.53%。结论硅酸钠能同时抑制阳极和阴极的反应,与HEDP有很好的缓蚀协同效应,硅酸钠与HEDP复配优于与SDBS复配的缓蚀效果。较优复配缓蚀剂为:硅酸钠200 mg/L,HEDP 100 mg/L。     

钢质石油储罐罐底外壁牺牲阳极阴极保护

本文对钢质石油储罐的腐蚀机理、因素进行了分析,介绍了牺牲阳极阴极保护的原理,对1座10000m3的钢质石油储罐罐底外壁进行了牺牲阳极阴极保护设计,并对其保护效果进行了检验。结果显示该储罐实施牺牲阳极保护后,牺牲阳极保持较低的工作电位,使罐底外壁得到相应保护,达到了设计技术要求,有效减缓罐底外壁的腐蚀速率。