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钨酸钠三元复配缓蚀剂对模拟海水中碳钢的缓蚀作用郭强强;董梦悦;侯悦;田会娟【摘要】海水的强腐蚀性会导致设备和管道的严重腐蚀,因此开发适用于海水介质的缓蚀剂非常重要.采用失重法对钨酸盐类缓蚀剂进行筛选.实验结果表明:单一的钨酸钠溶液对模拟海水中A3型碳钢的缓蚀率随其浓度的增加而增加,当钨酸钠浓度为1 000 mg/L时缓蚀率为50%左右.十二烷基苯磺酸钠和三乙醇胺属于表面活性剂,可降低金属的腐蚀速率.通过正交实验进行复配,得到最佳三元复配缓蚀剂:钨酸钠的浓度为200 mg/L,十二烷基苯磺酸钠的浓度为100 mg/L,三乙醇胺的浓度为200 mg/L,此时得到的复配溶液对碳钢的缓蚀率可达到74.24%.%The strong erosion of seawater can lead to serious damage to equipment and piping and so it is imperative to develop an effective corrosion inhibitor for a seawater cooling system.In this research,the weight loss method is applied to select tungstate inhibitors.The experiment results show that the inhibitory effect of mere sodium tungstate solution on carbon steel in simulated seawater increases with the rise of the solution concentration and the average corrosion rate is about 50% when the sodium tungstate solution is 1 000 mg/L.The surfactants of sodium dodecyl benzene sulfonate and triethanolamine can reduce the corrosion rate ofmetal.Through orthogonal experiment,the optimal formula of the ternary compound corrosion inhibitor has been obtained: the concentrations of sodium tungstate,sodium dodecyl benzene sulfonate and triethanolamine are 200 mg/L,100 mg/L and 200 mg/L respectively,and the corrosion inhibition rate of the ternary inhibitor can reach 74.24%.【期刊名称】《唐山学院学报》【年(卷),期】2017(030)003【总页数】4页(P31-34)【关键词】钨酸钠三元复配缓蚀剂;模拟海水;碳钢;缓蚀率;表面活性剂【作者】郭强强;董梦悦;侯悦;田会娟【作者单位】唐山师范学院化学系,河北唐山 063000;唐山师范学院化学系,河北唐山 063000;唐山师范学院化学系,河北唐山 063000;唐山学院环境与化学工程系,河北唐山 063000【正文语种】中文【中图分类】O69;TG174.42海水作为工业循环冷却水使用，是海水直接利用的环保型节水措施，可广泛应用于沿海城市和苦咸水地区的化工、冶金、电力和石化等行业，对于缓解这些区域的缺水情况起到了重要作用[1-2]。
羟丙基壳聚糖在海水中对碳钢的缓蚀作用李言涛;张洁;姜信德;孙海明;侯保荣【摘要】在碱化条件下制备出羟丙基壳聚糖;采用静态失重实验、电化学测试和量子化学计算相结合方法研究了羟丙基壳聚糖对Q235低碳钢在海水中的腐蚀抑制作用,并探讨了缓蚀机理.结果表明,羟丙基壳聚糖在碳钢表面上发生螯合吸附作用形成保护膜,具有较好的缓蚀作用,在50mg/L时缓蚀率达到最高,极化曲线表明羟丙基壳聚糖是以抑制阴极为主的缓蚀剂.【期刊名称】《全面腐蚀控制》【年(卷),期】2010(024)008【总页数】5页(P27-30,45)【关键词】羟丙基壳聚糖;缓蚀剂;量子化学;螯合【作者】李言涛;张洁;姜信德;孙海明;侯保荣【作者单位】中国科学院海洋研究所,山东,青岛,266071;济南大学化学化工学院,山东,济南,250022;青岛科技大学,山东,青岛,266042;胜利油田胜利勘查设计研究院有限公司,山东,东营,257026;中国科学院海洋研究所,山东,青岛,266071【正文语种】中文【中图分类】TG174.42壳聚糖又名甲壳胺，其化学名为(1, 4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖。
壳聚糖由于分子结构中存在大量的游离氨基，溶解性大大改观。
壳聚糖上存在较活泼的一级氨基和羟基，能生成许多衍生物，大大提高了在实际中应用价值和范围，己被广泛应用于生物工程、医药、环保、食品、日用化工、国防、农业等诸多高科技领域[1-4]。
在壳聚糖分子链上，与化学性质有关的功能基团是氨基葡萄糖单元上的6位伯羟基、3位仲羟基和2位氨基或乙酰氨基以及糖酐键。
其中，糖酐键比较稳定，不易断裂，也不与其他羟基形成氢键，乙酰氨基化学性质稳定，但参与氢键形成。
所以，通常壳聚糖的化学反应只涉及到两个羟基和氨基。
羟丙基壳聚糖是通过壳聚糖与环氧丙烷的反应在大分子链上导入亲水性的羟丙基，壳聚糖羟丙基化后分子链上留有大量的羟基和氨基，既是强吸水性基团，又可以与交联剂进行交联形成网络结构，溶解性大大改善。
碳钢在海洋环境下的腐蚀研究摘要随着陆地石油储量减少和开采难度增加，海洋石油将成为未来能源最重要的来源。
海洋石油开发设施的材料主要是碳钢，碳钢常年在腐蚀性极强的海水中工作，腐蚀不可避免。
若能掌握碳钢在海洋环境下的腐蚀规律，找到合适的防腐措施，腐蚀造成的损失就能大幅度降低。
本文根据塔菲尔直线外推法，用LK2010型电化学工作站测量碳钢在不同盐度海水中的腐蚀极化曲线，研究海水的盐度对碳钢腐蚀速度、塔菲尔曲线特征的影响。
关键词：碳钢腐蚀；塔菲尔直线外推法；电化学；极化曲线；腐蚀速度The research on corrosion of carbon steel in marineenvironmentAbstractAs difficult exploitation of oil reserves to reduce and increase the land，ocean oil will become the most important source of energy future. Offshore oil development facilities materials are mainly carbon steel，carbon steel work in the strong causticity water all the year round，the corrosion of carbon steel is inevitable. If we can master the corrosion behavior of carbon steel in Marine environment，find a suitable anticorrosive measures，can greatly reduce the loss caused by corrosion. Based on the principles of Tafel linear extrapolation method，measured with electrochemical workstation LK2010 type corrosion polarization curve of carbon steel in sea water，the water of the influence of different factors on the corrosion of carbon steel.Keywords：Corrosion of carbon steel；Tafel linear extrapolation method；Electrochemistry；Polarization curve ；The corrosion rate目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 碳钢腐蚀研究现状 (2)1.3 海洋腐蚀环境 (3)1.4海洋环境中碳钢的腐蚀 (4)1.5研究目的及内容 (7)第2章金属腐蚀检测方法 (8)2.1 极化现象与极化曲线 (8)2.2 恒电位法测定金属的腐蚀速度 (8)2.3 塔菲尔直线外推法 (10)第3章碳钢腐蚀实验设计 (12)3.1 实验仪器介绍 (12)3.1.1 LK2010型电化学工作站 (12)3.1.2实验软件ECA Wiser (14)3.2 塔菲尔直线外推法实验过程 (17)3.2.1 实验仪器及用品 (17)3.2.2实验步骤 (17)3.3 实验数据记录 (21)第4章结果分析与讨论 (23)4.1 盐度计算 (23)4.2 腐蚀速度计算 (23)4.3 结果分析 (26)第5章结论与展望 (28)5.1 结论 (28)5.2 未来展望 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 引言随着现代社会的不断发展和科学水平的飞速进步，能源变得越来越重要，人类开采陆地石油已经经历了相当长的时间，陆地石油储量越来越少，所以未来人类开采石油资源将向海洋进军，海洋石油已经成为未来人类能源的重要来源。
电化学方法筛选海水介质中的碳钢缓蚀剂罗帆;朱承飞;贾景龙【摘要】采用电化学交流阻抗谱法(EIS)以及动电位极化曲线法研究了6种缓蚀剂在海水中对碳钢的缓蚀效果.通过等效电路拟合得到电极的腐蚀速率,使用外推法求出腐蚀电流密度.结果表明:缓蚀效率由大到小为Na2MoO4、苯并三氮唑、Ce(NO3)2、葡萄糖酸钙、硫脲、ZnSO4.Na2MoO4能较好地抑制碳钢腐蚀,由于MoO42-在金属基底上产生一层缓蚀剂膜,有效地抑制了碳钢孔蚀的加剧,减缓了金属的腐蚀,缓蚀效率高达80.67％.【期刊名称】《南京工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(037)005【总页数】5页(P113-117)【关键词】缓蚀剂;海水;极化曲线;电化学阻抗谱【作者】罗帆;朱承飞;贾景龙【作者单位】南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009;南京工业大学材料科学与工程学院,江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】TG174.42作为地球生态系统中重要的组成部分,海洋蕴藏了巨大的资源,随着人类对能源需求的增大以及陆地资源的日益减少,开发海洋资源已成为解决能源问题、促进经济发展的重要途径。
由于海水中含有多种强电解质,以3.5% NaCl为主,并溶解有一定量的O2,绝大部分金属材料在海水中都存在着严重的氧去极化腐蚀[1]。
碳钢由于具有优良的力学性能和工艺性能使其成为海水中应用最广泛的材料之一,它在各海域的腐蚀数据和海水腐蚀性已成为世界各国的基本腐蚀数据资料[2]。
在众多防腐蚀方法中缓蚀剂由于其方便经济的特点备受关注。
不同于大部分缓蚀剂的快速发展,针对海水介质的缓蚀剂研究相对缓慢。
关于缓蚀剂的应用研究多集中于密闭体系中,然而作为一个敞开的复杂体系,环境的不稳定性使得海水中的碳钢缓蚀剂研究较少。
近年来对缓蚀剂的研究发现,在敞开体系中单独使用缓蚀剂所需浓度偏高,成本昂贵,但与其他保护技术联合防腐被越来越多地应用,可见,有必要进行缓蚀剂的筛选工作,为联合保护工作做指导。
碳钢在海水中的腐蚀和防护摘要对碳钢在海水中的腐蚀与防护进行了现场实地考察,分析了它作为海水中常用材料的腐蚀特点,同时在实验室进行了挂片实验和电化学测试,评价了它的耐蚀性能,对其防蚀提出了一点经验。
关键词:碳钢海水腐蚀防护1 前言碳钢是应用最广泛的工程材料之一。
海洋腐蚀环境苛刻,尽管在应用这些材料时,需进行必要的防护,但开展这些材料在海水中腐蚀性能的研究仍非常必要,二十世纪三十年代以来,美国积累了各腐蚀区域527 种金属材料长达3 a～16 a 的海水腐蚀数据。
我国则仅限于碳钢在海水全浸条件下的五年数据,而在潮差区、飞溅区的腐蚀数据几乎没有。
这给海洋工程设计、选材、开展防护工作造成了很大困难,金属材料在海水中的腐蚀受其环境影响是非常复杂的过程,在不同海域所表现出的耐蚀性有很大差别,既使在同一海域不同区带,其腐蚀性能各异,因此对常用金属材料在我国海域进行系统的腐蚀试验及研究,获得可靠的材料腐蚀数据,为海洋工程、沿海建筑物的设计、选材、开展防护,开发新的耐蚀材料提供依据。
碳钢、低合金钢是应用最广泛的工程材料。
海洋腐蚀环境苛刻,尽管在应用这些材料时,需进行必要的防护,但开展这些材料在海水中腐蚀性能的研究仍非常必要,二十世纪三十年代以来,美国积累了各腐蚀区域527 种金属材料长达3 a～16 a 的海水腐蚀数据。
我国则仅限于碳钢、低合金钢在海水全浸条件下的五年数据,而在潮差区、飞溅区的腐蚀数据几乎没有。
这给海洋工程设计、选材、开展防护工作造成了很大困难,金属材料在海水中的腐蚀受其环境影响是非常复杂的过程,在不同海域所表现出的耐蚀性有很大差别,既使在同一海域不同区带,其腐蚀性能各异,因此对常用金属材料在我国海域进行系统的腐蚀试验及研究,获得可靠的材料腐蚀数据,为海洋工程、沿海建筑物的设计、选材、开展防护,开发新的耐蚀材料提供依据。
本文用实验室挂片和电化学方法对碳钢在海水中的腐蚀行为进行研究,分析了它作为海水中常用材料的腐蚀特点,评价了它的耐蚀性能,对它的防蚀提出了一点经验。
绿色缓蚀剂在海水中对X80碳钢的缓蚀性能研究∗朱永艳;林嘉欣;谈燕【摘要】研究了3种市售绿色缓蚀剂：水溶性咪唑啉、2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸( PBTCA)和聚环氧琥珀酸( PESA)对X80碳钢在3．5% NaCl溶液中的缓蚀作用。
通过分析电化学阻抗谱和Tafel曲线得出：在3种缓蚀剂中,水溶性咪唑啉的缓蚀效果最佳；咪唑啉的最佳用量为0．6%(质量分数), PBTCA的最佳用量为7．5 mg/L, PESA的最佳用量为5．0 mg/L。
因此,三种绿色缓蚀剂均可替代传统的无机缓蚀剂减缓X80碳钢在海水介质中的腐蚀。
%The inhibition effects of water soluble imidazoline, 2-phosphonic acid butane 1,2,4-tricarboxylic acid ( PBTCA) and poly epoxy succinic acid ( PESA) on the corrosion behavior of X80 carbon steel in 3. 5% NaCl solution were studied. Comparing the electrochemical impedance spectra and the Tafel plots, it was concluded that imidazoline had the best inhibition effects among the three inhibitors, the optimum dosage of imidazoline was 0. 6%, and the values for PBTCA and PESA were 7. 5 mg/L and 5. 0 mg/L, respectively. So the three green inhibitors could substitute the traditional inorganic inhibitors for reducing the corrosion of X80 carbon steel in seawater.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(044)017【总页数】4页(P69-71,143)【关键词】X80碳钢;绿色缓蚀剂;氯离子腐蚀【作者】朱永艳;林嘉欣;谈燕【作者单位】江苏师范大学化学化工学院，江苏徐州 221116;江苏师范大学化学化工学院，江苏徐州 221116;江苏师范大学化学化工学院，江苏徐州 221116【正文语种】中文【中图分类】TG174.42碳钢的用途十分广泛，可以用于制造船舶、建筑构件和机器零件等。
钼酸盐复合缓蚀剂对海冰融水中碳钢的缓蚀作用程方;况宇飞;罗大兵;何怡;苏雅丽【摘要】By orthogonal experiment screening,the molybdate-based multiple corrosion inhibitor has been composited. The corrosion inhibiting effect of molybdate composite corrosion inhibitor in sea ice melt water on Q235 carbon steel is studied by weight loss method, and polarization curve method. And the corrosion inhibiting effect of it in sea ice melt water with high concentration multiple(2-5 times) is verified. The results show that this molybdate-based inhibitor in sea ice melt water presents good effects of corrosion inhibition. The optimum inhibition rate of molybdate composite corrosion inhibitor is up to 99.35%, which functions as an anodic inhibitor.%通过正交试验筛选、复配以钼酸盐为主剂的多元复合缓蚀剂,以失重法和极化曲线法研究了该钼酸盐复合缓蚀剂在海冰融水中对Q235碳钢的缓蚀效果,并对其在高浓缩倍数(2～5倍)海冰融水中的缓蚀作用进行了验证.结果表明:该钼酸盐复合缓蚀剂在海冰融水中对碳钢的缓蚀效果良好,缓蚀率最高达到99.35％;该钼酸盐复合缓蚀剂为阳极抑制型缓蚀剂.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2012(032)003【总页数】4页(P31-34)【关键词】海冰融水;碳钢;钼酸盐;缓蚀剂;循环冷却水【作者】程方;况宇飞;罗大兵;何怡;苏雅丽【作者单位】天津城市建设学院环境与市政工程系,天津300384;天津市水质科学与技术重点实验室,天津300384;天津城市建设学院环境与市政工程系,天津300384;天津市水质科学与技术重点实验室,天津300384;中海油天津化工研究设计院,天津300131;天津城市建设学院环境与市政工程系,天津300384;天津市水质科学与技术重点实验室,天津300384;中海油天津化工研究设计院,天津300131【正文语种】中文【中图分类】TG174.42环渤海地区是我国北方重要的工业集聚地，有着为数众多的大型冶金、电力、石化等高耗水型企业，资源型缺水问题已成为制约其可持续发展的重要因素。
海水缓蚀剂的研究进展程俊;蔡晓霞【摘要】本文综述了无机类缓蚀剂、有机类缓蚀剂以及复配型缓蚀剂的特点:无机类缓蚀剂缓蚀性能较好,但需要投加量较大;有机类缓蚀剂可低浓度使用但稳定性差;而复配型缓蚀剂能够解决单一缓蚀剂的不足,具有投加量少、缓蚀性能好、对环境无污染等优点,是缓蚀剂发展的新方向.【期刊名称】《河北能源职业技术学院学报》【年(卷),期】2018(000)001【总页数】3页(P64-66)【关键词】无机类;有机类;复配型;海水;缓蚀性能【作者】程俊;蔡晓霞【作者单位】河北环境工程学院,河北秦皇岛 066102;国环宏博(北京)节能环保科技有限责任公司大连分公司,辽宁大连 116019【正文语种】中文【中图分类】TG174.42引言随着社会的快速发展，我国水资源短缺问题日益突出，如何有效利用海水资源成为解决该问题的关键所在。
海水处理后用于工业生产，可以节约大量的淡水资源，并有效降低工业生产成本。
海水作为工业冷却水循环使用，可广泛应用于沿海地区的各个工业领域，对于解决这些地区的水资源短缺问题起到了关键作用。
在海水用于工业循环冷却水使用过程中，海水对设备和管道具有强烈的腐蚀作用，从而带来巨大的经济损失和安全隐患，在海水中添加缓蚀剂是一种简单而又有效的方法。
海水缓蚀性能研究，缓蚀剂的选择是关键。
人类着手于缓蚀剂的研究已有悠久的历史，常用的铬酸盐、磷酸盐、亚硝酸盐等缓蚀剂缓蚀效果好，但对环境有害；基于此在20世纪80年代有机类缓蚀剂的研究逐步开展起来，但其价格较高且缓蚀效果有效。
随着国际形势的变化，人们对环境越来越重视，开发环保型高效缓蚀剂成为缓蚀剂领域研究的重要课题。
随着科学技术的飞速进步，海水缓蚀技术发展很快，既有以铬酸盐、锌盐、钼酸盐等为主的无机类缓蚀剂，又有以有机羧酸、有机醛类、有机胺等为主的有机类缓蚀剂，并进一步研发了如壳聚糖类、纤维素类、淀粉基类等天然高分子基缓蚀剂。
这些缓蚀剂的单一及复配使用，对海水的碳钢起到了不同程度的缓蚀效果。
定稿日期:2004-12-21基金项目:山东省教育厅科技计划项目(J02C52)作者简介:穆振军,男,1976年生,硕士,助工,从事腐蚀与防护的研究天然海水中高效缓蚀剂对碳钢缓蚀作用的研究穆振军 杜 敏(中国海洋大学化学化工学院青岛266003)摘要: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9318%,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9311%.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.关键词:缓蚀剂 天然海水 极化曲线 交流阻抗 缓蚀机理中图分类号:P714,P75513 文献标识码:A 文章编号:100524537(2005)04202052041前言合理使用缓蚀剂是防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀的有效方法.缓蚀剂技术由于具有良好的效果和较高的经济效益,已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一,尤其在石油产品生产加工、化学清洗、大气环境、工业用水、仪器仪表制造及石油化工生产过程中,缓蚀技术已成为最主要的防腐蚀手段[1].但随着环境保护和安全意识的加强,一些有毒有害的缓蚀剂将被限制或禁止使用[2].据此,本实验室研发了以锌盐、葡萄糖酸盐和烷基多糖苷(AP G )为主要缓蚀成分复配的适用于天然海水中碳钢的低毒、高效缓蚀剂.通过失重实验测定了预膜前、后不同浓度下该缓蚀剂在天然海水中对碳钢的缓蚀效率,并通过极化曲线和交流阻抗两种电化学方法研究了该种缓蚀剂的缓蚀机理和成膜过程.2实验方法实验材料为907碳钢.用于电化学实验的试样尺寸为:110cm ×110cm ×017cm ,试样保留一个1cm 2的表面,其余面均用环氧树脂封嵌制成工作电极,电解池采用经典的三电极体系.工作电极在实验前经各级砂纸逐级(500目,800目,1#,4#金相砂纸)打磨,直到露出光亮均匀的金属面,用去离子水冲洗,滤纸吸干,丙酮擦拭除油后待用;用于失重法实验的试样尺寸为310cm ×119cm ×016cm.试样在实验前经240目和500目水砂纸逐级打磨,且各试样钻有孔径约013cm 的小孔以备挂片之用.将硫酸锌(150mg/L ～200mg/L ,化学纯)、葡萄糖酸钙(50mg/L ～100mg/L ,工业品)、AP G (30mg/L ～50mg/L ,工业品)、硅酸钠(20mg/L ～30mg/L ,分析纯)和钨酸钠(10mg/L ～30mg/L ,分析纯)按一定比例置于容器中,搅拌均匀即得所需缓蚀剂.失重法采用静态全浸悬挂法,每组实验选用3个试样作平行测试,实验周期为28d ,腐蚀介质为取自青岛鲁迅公园的天然海水,盐度是32‰.实验过程中,海水定期更新.电化学法采用经典三电极体系,辅助电极为铂电极,饱和甘汞电极作参比电极,工作电极是907碳钢,实验仪器为德国IM6e 电化学工作站,用其SIM 程序进行数据处理.试样腐蚀一个周期后,对空白天然海水和添加缓蚀剂(280mg/L )中的碳钢试样分别用扫描电镜(J SM -840Scanning microscope )观察,并记录表面状态,放大倍数为500倍.3结果与讨论311失重实验分析图1示出预膜(1000mg/L 缓蚀剂溶液中预膜48h )和无预膜两种情况下不同浓度的缓蚀剂对碳钢缓蚀率的变化曲线.同时对空白海水(图2)和添加280mg/L 缓蚀剂(无预膜,图3)介质中腐蚀28d 后的试样表面用扫描电镜进行了观察.从图1显示:(1)预膜和无预膜时缓蚀效果与添第25卷第4期2005年8月 中国腐蚀与防护学报Journal of Chinese Society for Corrosion and Protection Vol 125No 14Aug 1200Fig.1The relation between IE and inhibitor concentration Fig.2SEM image of mild steel sample after 28d in seawaterwithoutadditionFig.3SEM image of mild steel sample after 28d in seawaterwith 280mg/L inhibitorsFig.4The polarization curves with different concentration加浓度的变化趋势基本一致,预膜后缓蚀率要比无预膜时高,在低浓度时(70mg/L 时,预膜后缓蚀率提高15%)更为明显.(2)缓蚀剂的缓蚀率与用量关系并不是线性的.无预膜情况下,当缓蚀剂浓度低于70mg/L 时,其缓蚀作用比较微弱,缓蚀剂浓度在70mg/L ～280mg/L 时,随其浓度的增大缓蚀率迅速变大且趋缓;缓蚀剂浓度大于280mg/L 时,其缓蚀率提高不明显,据此确定该缓蚀剂的临界浓度是280mg/L ,此时缓蚀剂对碳钢的缓蚀率为9318%;当使用1000mg/L 该缓蚀剂预膜48h 后,其临界浓度降为210mg/L ,此时的缓蚀率达到9311%.可见,该缓蚀剂是成膜型缓蚀剂[3],较高的预膜浓度可以快速生成完整的缓蚀膜,提高缓蚀率,降低缓蚀剂用量.图2和图3比较可得:空白海水中,试样腐蚀28d 后,其表面原有砂纸打磨留下的划痕已经被腐蚀掉了,而且表面出现了点蚀和深浅不等、周边不规则的溃疡状腐蚀[4];添加280mg/L 缓蚀剂,试样腐蚀28d 后,表面除了砂纸打磨留下的划痕外,没有局部腐蚀发生,说明该缓蚀剂在临界浓度时能有效抑制天然海水对碳钢的局部腐蚀.这是因为缓蚀剂在碳钢表面成膜,覆盖了表面的活性点,以及复配组分中钨酸盐离解出的WO 2-4离子在碳钢表面吸附,并和海水中Cl -离子在该表面发生竞争吸附,使碳钢表面Cl -离子浓度降低[5,6],从而降低了局部腐蚀发生的可能.312电化学测试分析31211极化曲线分析 图4示出添加不同浓度缓蚀剂的极化曲线图谱.解析该曲线所得参数列入表1.通过图4和表1分析得到:相对海水空白,添加缓蚀剂后腐蚀电流密度减小,表明缓蚀剂对碳钢腐蚀产生抑制作用,这是因为随着缓蚀剂浓度的增加,在电极表面形成的缓蚀膜越来越完整致密,阻止了腐蚀介质与电极的接触,从而起到良好的缓蚀作用.从添加缓蚀剂后的极化曲线看,腐蚀电位正移,表明该缓蚀剂主要为控制电化学反应阳极过程的缓蚀剂,602中国腐蚀与防护学报第25卷T able 1The parameters obtained from polarization curvesC inhibitor /mg ・L -10(blank )70210350E corr /V -01817-01694-01653-01677b a /mV ・d -1245203156135b c /mV ・d-1-144-138-117-109i corr /μA ・cm-29105413921161185IE/%511576117916这是因为缓蚀剂中的硅酸钠和葡萄糖酸根在阳极区与阳极溶解产物(Fe 2+和Fe 3+)形成难溶盐和螯合物的沉积膜,抑制了阳极的溶解[7];当缓蚀剂浓度超过210mg/L 时,腐蚀电位又负移,表明缓蚀剂高浓度形成的吸附膜对氧扩散过程控制的阴极过程也有较强的抑制作用,这主要是缓蚀剂中的Zn 2+离子与阴极反应的产物(OH -)作用生成难溶的氢氧化锌,它们在阴极区域沉积使得氧难以到达阴极,从而降低了阴极过程的反应速度[3].从表1中也可看出:b a 和b c 的绝对值随缓蚀剂浓度的增大呈减小趋势变化且b a 的变化趋势更大,说明该缓蚀剂对阳极过程和阴极过程均有很好的缓蚀作用,尤其大大控制了阳极过程的反应,可见该缓蚀剂是抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂.31212交流阻抗谱图分析 图5为添加280mg/L 缓蚀剂后电极浸泡不同时间的Nyquist 图和Bode 相图.由图5a 看出:反应初期(t >1615h )电极受电化学步骤控制,等效电路见图6a ;电极反应中后期(t <1615)电化学步骤和扩散步骤同时存在,其等效电路见图6b [8].其中R l 是溶液电阻,R p 是极化电阻,C d 是金属/溶液膜层的界面电容,W 是扩散阻抗.将浸泡不同时间测得的交流阻抗谱图根据等效电路拟合、解析,可以得到成膜系统的各电化学参数见表2.从图5和表2看出,成膜反应的机理可能如下:反应初期(t <1615h ),电极过程仅受电化学反应控制,R p 值呈迅速增大趋势,缓蚀组分在电极表面反应并沉积,初步形成了缓蚀膜;反应中期Fig.5Nyquist chart (a )and Bode phase chart (b )of mild steel at different time in seawater with inhibitorsFig.6Equivalent circuit diagram :(a )initial stages of reaction ,(b )metaphase and anaphase stages of reactionT able 2Electrochemical parameter obtained from different ex 2perimental timesolution and time/h R 1/Ω・cm 2C d /μF ・cm -2R p /Ω・cm 2W /kdwnatural seawater —01543116-12413752178—inhibitors —11568184-3510214815—inhibitors —1615172-1614753571706inhibitors —4841616-9171255614165inhibitors —11371516-5195376723172inhibitors —21693916-51481433229119inhibitors —3361033-5128944793113inhibitors —5451045-419535205331287024期穆振军等:天然海水中高效缓蚀剂对碳钢缓蚀作用的研究 (1615h<t<48h),电化学步骤和扩散步骤同时存在,此时缓蚀组分在电极表面进一步沉积,R p和W 值急剧增大.至浸泡48h时,缓蚀剂的第一层膜已经比较连续完整,此时的缓蚀率为9719%(由R p值计算所得).由C d值的变化看出,缓蚀膜不但变的致密而且膜层厚度逐渐变厚;反应后期(t>48h), R p和W值平行增长,C d的绝对值减小,但趋势渐缓,说明缓蚀效果进一步增强,此时不但阳极的溶解速度受到控制而且溶液中的氧向电极表面扩散变得更加困难,阴极的氧去极化反应也被大大抑制,故该缓蚀剂是混合型缓蚀剂,这与极化曲线所得结论相一致.从图5b中还可知,反应后期的Bode相图在低频部出现第二个相角峰,表明缓蚀膜向多层发展,这是因为以AP G和海水中钙镁为主的吸附沉积层逐渐稳定和完整.此多层膜稳定性好,545h以内均保持良好的缓蚀效果.4结论(1)该缓蚀剂是成膜型缓蚀剂,临界浓度为280 mg/L,高浓度下缓蚀剂可以快速成膜,1000mg/L 溶液中预膜48h后临界浓度降为210mg/L.(2)该缓蚀剂是抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂.(3)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.参考文献:[1]Zhang T S.Corrosion Inhibitors[M].Beijing:Chemical 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mainly inhibits anodic reaction.The results of EIS re2 vealed the reaction of this inhibitor was composed of three stages:corrosion inhibitors were adsorbed on electrode surface primarily during initial stage of reaction,and the first inhibitor film was formed until48h,while the film developed to multilayers during anaphase stage of reaction.K ey w ords:corrosion inhibitor,natural seawater,polarization curve,EIS,inhibitory mechanism 802中国腐蚀与防护学报第25卷。
