气相缓蚀剂研究进展

气相缓蚀剂研究进展

张秋禹!

张军平!

颜红侠!

张玉芳"

路民旭"

（!西北工业大学化工系，西安，#!$$#"；"中国石油天然气集团公司管材研究所，西安，#!$$%&）摘

要

阐述了气相缓蚀剂的作用原理，概要介绍了常用缓蚀剂的类型、特点、缓蚀性能、应用领域和使用前景，并对这些缓蚀剂的使用形式及评价方法进行了归纳总结，对气相缓蚀剂今后的发展趋势进行了综述。关键词气相缓蚀剂，吸附，挥发

中图分类号

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文献标识码

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各种金属制品在制造、储存、使用及运输过程中普遍存在腐蚀问题。为了减少或防止腐蚀问题，人们开发了各种缓蚀剂。有关缓蚀剂的研究早期主要集中在金属在水相环境中的腐蚀。随着研究的深入及工业技术的发展，金属的气相腐蚀问题越来越

引起人们的重视。以天然气工业为例［!0.］

，由于

在天然气中有大量12"和3"4伴生气，且采用注入12"的526原油增产技术，也使12"带入原油的采集系统。如川东地区一些气田的石炭系气藏中，12"分压高达$*)0$*%789，南海崖!.-!气田天然气中12"含量约为!$:，胜利油田的气田中12"含量达!":，华北油田潜山构造中伴生气的12"含量高达)":。这些腐蚀气体可引起石油天然气输气和采气管道及设备早期腐蚀失效，造成严重的后果。如北海油田挪威一侧的5;<=>?@油田,A B @9平台的高温立管，使用仅"个月就发生爆炸；美国C>DDAE 1FEE;油田实施12"驱矿场试验期间，没有采用任何抑制12"腐蚀的措施，不到&个月的时间，采油井油管壁就被蚀穿，腐蚀速率高达!"*#GG H 9；四川威成管线越溪段在红村脱硫厂的下方，!%7I 钢输气管不止一次地发生爆炸、燃烧等事故；!/#$0!//!年期间，四川气田南干线就发生事故/$余起，每次事故平均中断输气)&@，损失天然气)$多万立方米，直接经济损失达!$余万元。

鉴于这种情况，世界各国都十分重视气相缓蚀剂的开发研究工作。但迄今，对于气相腐蚀问题的研究远没有液相腐蚀的深入。本文拟对气相缓蚀剂的研究发展情况作一综述。

!气相缓蚀剂的理论基础

目前常用的液相缓蚀剂的缓蚀机理是：缓蚀剂

在金属表面以物理吸附或化学吸附作用形成一层致

密的吸附膜，这层膜会明显减少腐蚀介质和钢铁的接触机会，并以某种方式提高腐蚀介质中阳极反应或阴极反应的活化能，形成腐蚀反应的能量阻碍，抑制阳极腐蚀或阴极腐蚀。

气相缓蚀剂要具有良好的缓蚀作用也必须在金属表面以物理吸附或化学吸附作用形成保护膜层。由于其使用环境的特殊性，比液相缓蚀剂更为复杂。一般认为具有较佳缓蚀效果的气相缓蚀剂应有合适的饱和蒸气压、水膜的相容性、金属表面的亲和力及适宜的酸碱性等。目前有关这方面的研究报

道较少。J J ,IKFEEL 9IK MN O PNQIED?

等在这方面作了较为深入的研究，认为一种气相缓蚀剂的

作用效果主要由以下几个因素决定。

（!）挥发性挥发性可以用其饱和蒸气压（!）来衡量，由于可气化缓蚀剂（R1O ）的吸收过程同水汽和腐蚀性气体的吸收是相互竞争的，因此R1O 应具有较高的挥发性。但挥发性并非越高越好，太高的挥发性意味着缓蚀剂的耗量大。例如高挥发性的胺或醛就不是好的气相缓蚀剂。一般来讲，R1O 的!应在（!$-)0!）S !..*.."89。

（"）溶解性R1O 应在水中有一定的溶解性，这样才能快速饱和已经吸湿的金属表面。但是这个性质也需要优化，因为如果水溶性过好，在金属表面形成的保护膜容易被水破坏。

（.）R1O 的碱性

胺类可以作为B 3值调节剂，

但并非说调到适当的B 3值就可以提高缓蚀效率。例如单乙醇胺在B 3值为#*!时可以有很好的缓蚀效果，但用J923调至B 3值为#*!时并没有这种作用。因此他们认为B 3值对气相的缓蚀作用不是一个非常重要的指标。

收稿日期

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第一作者简介

张秋禹（!/%&—），女，教授，主要从事精细化学品

及功能有机材料方面的研究。电话

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!#?"$$"年第"!卷第/期化

工进展

1357O1,C OJUV4’6M ,JU 5J(OJ556OJ(862(6544

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