硫脲改性咪唑啉对不同显微组织钢的抗CO_2腐蚀性能

合成了一种硫脲改性咪唑啉缓蚀剂。采用动电位极化技术和化学浸泡试验研究了CO2环境中含有不同浓度硫脲改性咪唑啉的3%NaCl溶液对低碳微合金钢X70和碳钢L245、Q235的缓蚀效果。利用SEM、XRD以及表面轮廓仪对试验结果进行分析。结果表明,该缓蚀剂在钢表面的吸附与材料的显微组织结构有关,缓蚀剂分子优先吸附在Fe3C上。当缓蚀剂质量浓度较低(2mg/L)时,对Q235的缓蚀效率最高达到90%,对X70和L245的缓蚀效率分别为35%和56%;浸泡试验结果表明,Q235样品腐蚀轻微,而X70和L245发生严重的局部腐蚀;当缓蚀剂质量浓度较高(50mg/L)时,对三种钢都有良好的缓蚀效果。     

模拟酸性海洋大气环境中锌缓蚀剂的研究

目的 针对锌在海洋大气环境中的腐蚀状况,筛选有效的缓蚀复配体系,进一步研究多聚磷酸钠和硫脲的缓蚀剂复配体系在模拟酸性海洋大气环境中对锌的腐蚀影响,探讨复配体系对锌的缓蚀机理。方法 利用失重法评价复配体系在不同温度、不同浓度下的缓蚀性能,并利用强极化曲线法、电化学阻抗法和X射线光电子能谱法(XPS)探讨其缓蚀机理。结果 在40 ℃时,pH=4、0.3 mol/L的NaCl 溶液中,质量比1∶4的多聚磷酸钠和硫脲复配缓蚀剂能够有效抑制锌和热镀锌的腐蚀,缓蚀率分别达到92.19%和91.39%。该复配缓蚀剂对锌在气相环境中的腐蚀同样具有良好的抑制作用。电化学测试结果表明,在25、40、60 ℃时,缓蚀率随浓度的升高而增加;在80 ℃时,缓蚀率随浓度的增大而减弱。通过表面成分分析发现,添加复配缓蚀剂后,在锌表面出现了N、S、P三种新元素。结论 多聚磷酸钠和硫脲的复配体系是混合抑制型缓蚀剂。复配缓蚀剂中的多聚磷酸钠能够在锌表面形成保护性薄膜。硫脲属于小分子有机物,容易吸附在锌的表面,所以它能填充膜的间隙,并与锌紧密地结合在一起。多聚磷酸钠和硫脲共同作用可以使锌表面形成更致密、更稳定的膜,从而增强对锌的保护作用。     

一种曼尼希碱缓蚀剂的复配研究

目的利用常用复配剂对缓蚀剂进行复配,以获得更好的缓蚀效果。方法利用静态失重法测量缓蚀剂与KI、硫脲、花椒籽油、六次甲基四胺复配前后腐蚀速率的变化,通过电化学方法测量缓蚀剂复配前后交流阻抗谱和极化曲线的变化,借助等温吸附模型对缓蚀剂机理进行探讨。结果缓蚀剂单独使用且质量浓度为50 mg/L时,腐蚀速率为6.94 g/(m~2?h),随着复配剂KI、硫脲、花椒籽油、六次甲基四胺浓度的升高,金属的腐蚀速率逐渐下降,在复配剂质量浓度为100 mg/L时,腐蚀速率分别下降为4.22、3.69、5.97、3.28 g/(m~2?h)。极化曲线表明,缓蚀剂复配前后都为阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。添加复配剂前后缓蚀剂在金属表面的吸附模型均未发生变化,都为Langmuir等温吸附,分别添加复配剂KI、硫脲、花椒籽油、六次甲基四胺后,缓蚀剂在金属表面吸附的ΔG~θ分别为–26.1、–25.3、–26.8、–27.4 k J/mol,说明缓蚀剂在金属表面物理吸附与化学吸附同时存在。结论 KI、硫脲、六次甲基四胺与缓蚀剂的协同作用良好。     

盐酸体系不锈钢缓蚀剂的开发

采用失重法和扫描电镜法,测定了五种缓蚀剂对浸没于8%盐酸介质中不锈钢的缓蚀作用,确定了在盐酸体系中对不锈钢具有较好缓蚀性的单组分、二元和三元缓蚀剂配方.实验结果表明:咪唑啉,十六烷基三甲基溴化铵具有较好的缓蚀效果;十六烷基三甲基溴化胺在使用浓度为700 mg/L时,缓蚀率为90.0%;十六烷基三甲基溴化铵与三乙醇胺、咪唑啉及硫脲复配后,缓蚀剂各组分浓度为单组分最佳浓度一半的情况下,缓蚀率分别达到为91.8%、90.8%和89.7%,缓蚀剂的成本得以下降;三元复配缓蚀剂中,咪唑啉-硫脲-乌洛托品和咪唑啉-硫脲-三乙醇胺两种缓蚀剂的缓蚀率均高于90%,且使用成本低,是理想的盐酸体系不锈钢缓蚀剂.扫描电镜图像表明,添加了缓蚀剂的金属表面腐蚀轻微,表面光滑,且不存在明显的点蚀倾向,缓蚀剂对金属表面起到很好的保护作用.     

硫脲在0.5mol/L硫酸溶液中对A3钢缓蚀作用的电化学研究

为研究硫脲在硫酸溶液中对A3钢的缓蚀作用,并为实际生产中选用硫脲作为缓蚀剂的可行性评价提供参考,采用稳态极化曲线和电化学阻抗谱图(EIS)方法分别研究了A3钢在0.5mol/L硫酸溶液和0.5mol/L硫酸溶液+0.3g/L硫脲混合介质中的腐蚀行为.对硫脲在0.5mol/L硫酸溶液中对A3钢的缓蚀作用给出了评价,证明了硫脲在防止腐蚀的过程中对阴阳两极极化过程均有显著作用,并得出其为一种混合抑制型缓蚀剂的结论.     

曼尼希碱与硫脲在气井采出水腐蚀体系中的缓蚀协同作用

目的寻找新型缓蚀剂,以解决碳钢在气井采出水中的腐蚀问题。方法以N80钢在80℃气井采出水中的腐蚀为研究对象,通过极化曲线和电化学阻抗谱,研究曼尼希碱与硫脲进行复配的缓蚀效果,并探讨缓蚀协同作用机理。结果硫脲是一种混合型缓蚀剂,对N80钢的阴极过程和阳极过程都有强烈的抑制作用;曼尼希碱是一种以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。二者复配后,对N80钢在气井采出水中的腐蚀表现出优异的缓蚀协同效应,当曼尼希碱添加量为0.75%,硫脲的质量浓度为2.5 mg/L时,缓蚀效果最好。结论曼尼希碱与硫脲二者复配使用时,在N80钢表面可能形成一种双层结构的吸附膜,内层以硫脲为主,外层以曼妮希碱为主。     

低合金钢在添加缓蚀剂的NaCl溶液中的腐蚀行为

研究分别添加少量(1%)缓蚀剂乌洛托品、磷酸钠、硫脲时在3.5%NaCl溶液中对低合金钢的缓蚀作用。运用线性极化技术测定比较上述三种缓蚀剂的缓蚀效果,且用交流阻抗法测得的结果与线性极化的一致。通过Tafel曲线对缓蚀剂的缓蚀机理进行了初步探讨。研究结果表明缓蚀效果:磷酸钠>硫脲>乌洛托品。缓蚀剂的作用是在金属表面成膜,改变了金属表面状态,从而抑制金属的腐蚀。     

月桂酸和硫脲在饱和CO_2和SRB共存污水中缓蚀行为的研究

通过电化学方法、腐蚀失重法、超景深三维立体显微镜和菌量测定等方法,研究了常用缓蚀剂(月桂酸、硫脲)在含有硫酸盐还原菌(SRB)的饱和CO2产出水中的缓蚀行为。结果表明:在无菌饱和CO2介质中,月桂酸、硫脲对碳钢的最大缓蚀率分别为:98.6%和94.6%,且二者均是主要控制阴极抑制型缓蚀剂。在含SRB饱和CO2介质中,月桂酸和硫脲的缓蚀性能下降,缓蚀率分别只有62.9%和53.5%,且碳钢试片表面出现大量腐蚀坑。菌量测定结果表明,月桂酸和硫脲能够促进SRB生长,且SRB代谢产物阻碍月桂酸和硫脲在碳钢金属表面吸附,因此,这两种缓蚀剂均不适用于含有SRB的工况环境中。     

硫脲浸金电化学行为研究

采用循环伏安法(CV)、Tafel曲线和差分脉冲伏安法(DPV)等电化学方法对模拟硫脲浸金体系进行了研究.结果表明,硫脲浓度范围为0.005～0.04 mol/L,浓度增大有利于金的浸出;在Fe3+浓度为0.01～0.08 mol/L范围内,随着Fe3+浓度的增大,金腐蚀电位负移,腐蚀电流变大;适度升温可以提高金的腐蚀...     

硫脲对非调质钢在HCl酸洗溶液中的缓蚀作用

目的 研究硫脲(TU)对非调质钢在HCl溶液中的缓蚀作用.方法 通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱研究硫脲对非调质钢在HCl溶液中的缓蚀效应,采用KH-7700型三维视频显微镜观察非调质钢的腐蚀形貌.结果 非调质钢在不合缓蚀剂的HCl溶液中的自腐蚀电位(Ecorr)为-0.566V,自腐蚀电流密度(Jcorr)为12.57 mA/cm2.随着HCl溶液中硫脲浓度的增加,非调质钢的自腐蚀电流密度(Jcorr)逐渐减小,反应电阻(Rct)逐渐增大,界面双电层电容Cdl降低,缓蚀效率逐渐增加,阴极极化曲线几乎重合,而阳极极化曲线逐渐正移.当HCl溶液中加入5g/L硫脲时,缓蚀效率达91.17％,效果好于市售酸洗缓蚀剂AS-30,能够有效消除非调质钢在HCl酸洗液中的腐蚀麻点.结论 硫脲对非调质钢在HCl溶液中具有明显的缓蚀效应,能够有效消除非调质钢酸洗过程中的腐蚀麻点.     

Hemmung der sauren Korrosion unterschiedlicher Kohlenstoffstähle unter Verwendung von Thioharnstoff

Inhibition of the acid corrosion of various carbon steels In the present paper the influence of carbon content in steel (0.002–1.05%C) on the corrosion rate in deacerated 2.0 M sulphuric acid containing thiourea in a concentration of 0.003-0.4% has been studied. The measuring effects of spontaneous dissolution and the potentiostatic measuring results for two different stirring rates of the disk electrode have been shown. It was found that the thiourea represses the corrosion of steel to a certain optimal concentration above which a corrosion stimulation takes place. The optimal concentration of the thiourea depends on the carbon content in steel and in a smaller degree on the stirring rate. In the absence of thiourea the anodic and cathodic polarisation curves have a run considerably depending on the carbon content in steel. The polarisation curves at the thiourea concentration of 0.010 and 0.100% show a Tafel run with an elevation practically independent on the carbon content in steel. The run of the polarisation curves as well as the metallographic observations allow to admit that the cementit and also the ferrite undergo an anodic dissolution at the presence of thiourea.     

Peculiarities in the Behaviour of Thiourea as corrosion-inhibitor

The dissolution of Fe, cu, Zn and Al in nitric, hydrochlorid and sulfuric acids is retarded by low concentrations of thiourea, while higher thiourea concentrations may bring about a stimulation of corrosion. In nitric acid thiourea is probably oxidised (heat evolution); the dithioformamidine formed at first is then hydrolysed to give diaminocarbonyl disulfide which again is reduced to thiocarbamic acid at the cathodic sites of the surface. The depolarisation thus produced gives rise to accelerated dissolution. In non-oxidising acids a monomolecular layer of thiourea is adsorbed at the metal at first; its subsequent reduction to sulfide and hydrogen sulfide again gives rise to an enhancement of corrosion. The critical concentration of the transition from inhibition to stimulation depends ont he type of the acid and its concentration.     

硫酸溶液中硫脲对铁缓蚀作用的电化学和SERS研究

用表面增强拉曼散射（ＳＥＲＳ）光谱技术和电化学手段研究硫脲在硫酸体系中对铁的缓蚀作用,结果表明,硫脲对铁的缓蚀作用具有浓度极值现象。低２的硫脲通过活性点吸 抑制铁的阳极溶解,高２的硫脲参与铁伯最极溶解反应,奠定Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温式,动力学参数为ＶＴＵ＝１,ｂａ＝１１８ｍＶ,低浓度硫脲主要以平行吸附为主,高２硫脲则倾向于垂直吸附。     

二乙基二硫代氨基甲酸钠和硫脲对AZ91D镁合金在3.5%NaCl溶液中的缓蚀作用

采用失重法、电化学阻抗法和极化曲线研究了二乙基二硫代氨基甲酸钠(SDEDTC)和硫脲(TU)对AZ91D镁合金在NaCl溶液中的缓蚀作用.结果表明,在3.5%NaCl溶液中,二乙基二硫代氨基甲酸钠的缓蚀效率存在浓度极值现象,在质量分数为0.1%时缓蚀性能最佳;硫脲对镁合金的缓蚀也存在浓度极值现象,缓蚀效率随着浓度增加先升高后降低,当质量分数为0.3%时,缓蚀性能最佳.二者的缓蚀机制都是抑制阴极反应,有较好的缓蚀协同效应,当复配比例为0.3%硫脲+0.1%二乙基二硫代氨基甲酸钠时,缓蚀效果最好,达到88%.     

碳钢在含硫化氢及高压二氧化碳饱和的NaCl溶液中的腐蚀行为

利用自制的高温、高压腐蚀试验及电化学测试装置,通过失重法、电化学极化曲线法及电子探针微观分析等方法,研究了温度、硫化氢浓度对碳钢在高压二氧化碳饱和的39％NaCl溶液中腐蚀的影响．结果表明较低温度(80℃)下,升高温度及增大硫化氢浓度均加速腐蚀反应的阴、阳极过程,失重腐蚀速率增大;高浓度的硫化氢抑制了腐蚀反应的阴极过程;120℃时碳钢CO2腐蚀产物膜对金属基体起很好的保护作用,失重腐蚀速率减小了3～4倍,随硫化氢浓度的增大,失重腐蚀速率缓慢增长,腐蚀产物FeCO3膜逐渐转变为以硫铁化合物为主的腐蚀产物膜．     

温度、Cl-浓度、Cr元素对N80钢CO2腐蚀电极过程的影响

利用电化学阻抗技术研究了温度、Cl^-浓度、Cr元素对N80钢CO2腐蚀电极过程的影响，结果表明，随着温度的升高，CO2腐蚀的阴极、阳极电极反应速率会明显增大，与此同时，温度的升高又容易使腐蚀产物膜在试样表面形成，对基体金属起到一定的保护作用，增加介质中的Cl^-浓度，会使阳极溶解速率先增加，后减小；阴极还原速率则缓慢减小；同时，Cl^-还会破坏腐蚀产物膜在试样表面的覆盖，N80钢加入Cr元素以后，CO2腐蚀阴极、阳极反应速率降低，材料具有一定的抗CO2腐蚀能力。     

流体力学因素对电极反应作用的定量分析

定义了流体力学因素对电极反应的作用系数(Ψa和Ψc),并进行了计算与分析.结果表明:在35% NaCl流动溶液中,随着流速的增大，仅碳钢腐蚀的阴极反应作用系数(Ψc)急剧增大,其腐蚀率也随之增大,流体力学因素主要加速了碳钢腐蚀的阴极反应过程.对介质充氮除氧后,相同流速条件下,只阴极反应作用系数(Ψc)才显著降低; 加入缓蚀剂后,阴、阳极反应作用系数(Ψa,c)的变化都不大.此时,流体力学因素对阴、阳极反应均无显著影响,碳钢腐蚀率基本不随流速而变化.可见,应用流体力学因素对电极反应的作用系数(Ψa,c),可以定量判定流体力学因素对电极反应的作用大小.