【文章內(nèi)容簡介】 過江鋼管 參比電極 沉井 陽極深井 防護(hù)技術(shù) 貯罐外底陰極保護(hù) （固體電解質(zhì)涂層的應(yīng)用） 直流電源 參比電 流位置 v 石墨參比電極 瀝青砂層 粗砂墊層 － ＋ 因體電解質(zhì)涂 陽極涂層 防護(hù)技術(shù) 地下輸油鋼管犧牲 陽極保護(hù) 鎂陽極11Kg 發(fā)生電流93mA 鎂陽極 輸油管 鎂陽極 [陽極埋沒 ] 公路面 測試樁 公 路 [陽極分布 ] 輸油鋼管 216。529 7 1＃陽極組 1＃測試樁 嚴(yán)重腐蝕區(qū)（長 120米） 2＃陽極組 2＃測試樁 2. 控制環(huán)境方法 (1)除去環(huán)境中的腐蝕性物質(zhì) 除去環(huán)境中造成金屬腐蝕而與生產(chǎn)工藝過程無關(guān)的物質(zhì)，可以使金屬的腐蝕速度大大降低，設(shè)備得到有效的保護(hù)。 ? 鍋爐用水除氧 熱力法 化學(xué)法 ? 調(diào)節(jié)介質(zhì) pH值 ? 氯氣脫水 ? 降低空氣濕度 (2) 緩蝕劑 ? 緩蝕劑的定義 在腐蝕環(huán)境中以適當(dāng)濃度和形式 (一般是很少的量 )添加某種物質(zhì)，能使金屬的腐蝕速度大大降低，這種物質(zhì)就叫緩蝕劑 (即腐蝕抑制劑 )。 *緩蝕劑可以是單組分物質(zhì)，也可以是多組分的復(fù)合物質(zhì)。緩蝕劑保護(hù)方法使用方便，投資少。投入少量就可取得很好的保護(hù)效果，得到了廣泛的應(yīng)用。 ?緩蝕劑的性能 緩蝕劑的保護(hù)效果用緩蝕 (效 )率表示。緩蝕率 ? 是加入緩蝕劑后金屬腐蝕速度減小的百分?jǐn)?shù) 緩蝕率不僅與緩蝕劑的種類有關(guān)，而且與緩蝕劑 的加入量和使用條件密切相關(guān)。 當(dāng)緩蝕劑停加以后，緩蝕率隨時間逐漸下降，最 后完全喪失。這段時間稱為緩蝕劑的后效時間， 表示緩蝕劑保護(hù)作用的持久性。 %10 01%10 0 ??????? ???????VVVVV?? 緩蝕劑的分類 按化學(xué)組成，可分為無機(jī)緩蝕劑，有機(jī)緩 蝕劑。 按保護(hù)金屬種類，可分為鋼鐵緩蝕劑，鋁 及鋁合金緩蝕劑等。 按溶解性能，可分為油溶性緩蝕劑，水溶 性緩蝕劑等。 按溶液 pH值，可分為中性介質(zhì)緩蝕劑，酸 性介質(zhì)緩蝕劑等 緩蝕劑 E E 不同為型緩蝕劑對實(shí)驗(yàn)極化曲線的影響 lgi 陰極型 lgi 陰極型 E lgi 混合型 lgi 鈍化型 按照電化學(xué)理論 :緩蝕劑分為陽極型 (主要 抑制陽極反應(yīng) ) 、陰極型 (主要抑制陰極反 應(yīng) ) 、混合型 (對陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)都有 抑制作用 )三類。 按照保護(hù)膜的性質(zhì)可將緩蝕劑分為氧化膜 型 (緩蝕劑與金屬反應(yīng)生成氧化物膜 )、沉淀 膜型 (緩蝕劑與溶液中某些物質(zhì)反應(yīng)生成沉 淀膜 )、吸附膜型 (緩蝕劑吸附在金屬表面 形成保護(hù)膜 )。 緩蝕劑 I’cor Icor I [陰極型 緩蝕劑 ] 土壤 Ecor E’cor 緩蝕劑對電 極反 應(yīng) 的作用 陰極極率 Pc增大 I’cor Icor I [混合 極型 緩蝕劑 ] 陰極極化率 Pc陽極極化率 Pa都增大 I’cor Icor I [陽 極型 緩蝕劑 ] 陽極極化率 Pa增大 Ecor E’cor Ecor E’cor E E E 三種緩蝕劑保護(hù)膜 緩蝕劑類型 保護(hù)膜示意圖 膜的保護(hù)性能 氧化膜型 薄而至密，與金屬結(jié)合牢固，保護(hù)效果好 沉淀膜型 厚而多釓，與金屬結(jié)合較差，保護(hù)效果不好 ，可能造成結(jié)據(jù)問題 吸附膜型 在酸性介質(zhì)中保護(hù)效果好，要求金屬表面潔凈 ? 幾類常用的緩蝕劑 (1) 鈍化劑 鈍化劑屬于陽極型緩蝕劑，能促使金屬表面轉(zhuǎn)變 為鈍態(tài)，生成保護(hù)性的氧化物膜，使金屬腐蝕速 度大大降低。鈍化劑本身就具有氧化性，如鉻酸 鹽、亞硝酸鹽 ,氧也是一種鈍化劑 。 鈍化劑的緩蝕率很高， 但用量必須足夠。 如果加 入劑量不足，可能導(dǎo)致腐蝕加速或發(fā)生孔蝕，評 價鈍化劑性能的一個重要指標(biāo)是“ 臨界致鈍濃度” ， 即在給定體系中使金屬鈍化所需的鈍化劑最低濃 度。臨界致鈍濃度愈小，鈍化劑性能愈好。 E lg i ? ? E lg i ? ? [抑制陽極反應(yīng) ] [促進(jìn)陰極反應(yīng) ] 鈍化劑的作用機(jī)理 陽極極化曲線向左下方移動 陰極極化曲線向右上方移動 緩蝕劑 1 8. 0 鉬酸銨對碳鋼在碳化液中陽極行為的影響 引自＜催化電化＞ P14 ＋ ＋ ＋ 電流（ MA） 電 ＋ 1200 位 ＋ 800 ＋ 400 0 － 400 － 800 － 1200 2 3 4 (2) 陰極型緩蝕劑 陰極型緩蝕劑的作用在于 增大腐蝕電池的陰極極 化，使陰極反應(yīng)速度降低 ， 從而減小金屬的腐蝕。 有的陰極型緩蝕劑能減小氫離子還原反應(yīng)的交換 電流密度，使析氫反應(yīng)變得困難 。 如硫化物、砷 化物等 。 這類化合物可能導(dǎo)致金屬的氫損傷 (氫鼓 泡、氫脆等 )，而且大都有毒，所以酸溶液中已很 少使用。有些陰極型緩蝕劑能夠在腐蝕電池的陰 極區(qū)形成沉淀膜，使陰極區(qū)面積減小，陰極極化 增強(qiáng)。如 Zn2+(常使用 ZnSO4) 。 （ 3）沉淀型緩蝕劑 指通過金屬表面形成沉淀膜來發(fā)揮作用的 一類緩蝕劑。 在沉淀型緩蝕劑中，聚磷酸鹽是重要的一 類。目前應(yīng)用較多的三聚磷酸鈉 (Na5P3O10) 、 六偏磷酸鈉 (Na6P6O18)。 沉淀型緩蝕劑常稱為“ 安全緩蝕劑 ”，用量 不足不會增加金屬的腐蝕。沉淀型緩蝕劑 的保護(hù)效果一般不如鈍化劑。另外，有可 能造成熱交換器表面結(jié)垢，影響傳熱。 緩蝕劑 80 60 40 20 腐 蝕 速 度 mdd Lg(Q/1Q) 0 50 100 150 200 2 1 0 1 5 4 3 鈣濃度（ ppm) 等溫吸附關(guān)系曲線 體系： 20碳鋼－ INHCE 緩蝕劑 :那可汀 (四氫異喹啉類生物堿 ) lgc 吸附平衡常數(shù) Ka=?10? 吸附自由焓 ?Ga?= 聚磷酸鹽緩蝕效果與水中鈣濃度的關(guān)系 （ 4）有機(jī)緩蝕劑 有機(jī)緩蝕劑的緩蝕作用大多是通過在金屬表面形成吸附膜來實(shí)現(xiàn)。 有機(jī)緩蝕劑大多含氮或硫，或者二者都有 如硫醇、硫醚 、胺類和有機(jī)胺的鹽類 、硫脲及其衍生物等。 疏水基 親水基 移動障礙 能量障礙 吸附型緩蝕劑在金屬表面 形成的吸附膜模型 吸附膜的緩蝕作用機(jī)制： 有機(jī)緩蝕劑都含有極性基團(tuán)和非極性基團(tuán)。前者是親水性的，后者是疏水性的 (或親油性的 )。 極性基團(tuán) 通過物理吸附或化學(xué)吸附作用吸附在金屬表面上，改變了金屬表面的電荷狀態(tài)和界面性質(zhì)，使能量狀態(tài)穩(wěn)定化，從而降低了腐蝕反應(yīng)傾向 (能量障礙 )。同時，非極性基團(tuán) 形成一層疏水性的保護(hù)膜，阻礙腐蝕性物質(zhì)向金屬表面移動 (移動障礙 )。 ●● 物理吸附以靜電引力為主與金屬表面帶電狀態(tài)密切相關(guān) 。 零電荷電位 (用 Eq=0表示 )：指金屬表面無剩余電荷時的電位。當(dāng) EcorEq=0則金屬表面帶過剩正電荷； 當(dāng) EcorEq=0則帶過剩負(fù)電荷。為了促進(jìn)物理吸附，可采取改變金屬表面帶電狀態(tài)的辦法。如添加 Cl。 ●● 化學(xué)吸附是指緩蝕劑分子中極性基團(tuán)中心原子的未共用電子對和金屬形成配價鍵而引起吸附。 緩蝕劑 電極系統(tǒng)的零電荷電位 （伏， SHE,室溫） 電極 材料 電解質(zhì)溶液 零電荷 電位 電極 材料 電解質(zhì)溶液 零電荷電位 Ag C(石墨 ) C(活性 ) Cd Co Cr Cu Fe Ga ? Na?SO? NaCl INH?SO?+INNa?SO? N KCL ?O?+?SO? NaOH N Na?SO? H?SC?+?SO? +INKCl Hg Ni Pb Pbo? Pt(光亮 ) Pt(鉑墨 ) Te Tl Tl(Hg) zn NaF HCl KCl HClO? ?SO?+INNa?SO? ?SO?+INNa?SO? INH?SO? KCl INNa?SO INNa?SO 緩蝕機(jī)理主要有兩種類型： ●● 幾何復(fù)蓋效應(yīng) ：指吸附膜將金屬表面與酸溶液隔離開，在覆蓋了緩蝕劑吸附膜的金屬表面部分，電極反應(yīng)不能進(jìn)行；而未覆蓋表面部分電極反應(yīng)按原來的歷程進(jìn)行。 ●● 負(fù)催化效應(yīng)：指緩蝕劑覆蓋了金屬表面的活性位置，使電極反應(yīng)的活化能位壘升高，電極反應(yīng)速度降低。 緩蝕劑 % Fe絲在 6N HCl (30?c)中的極化曲線 根據(jù) Hackermall等 ,轉(zhuǎn)引自 ?Corrosion luhibitors?P15 10 ?? 10 ?? 10 ?? 10?179。 10 ?178。 10 ?185。 電 － 200 位 － 300 － 400 － 500 － 600 － 700 － 800 電流密度 (A/cm178。) 未加緩蝕劑 加 1％壬撐亞胺 （ 5） 氣相緩蝕劑 (VPI) 氣相緩蝕劑主要用于減輕金屬設(shè)備和部件的大氣腐蝕。其作用機(jī)理是汽化以后，和空氣中的濕氣一起凝結(jié)在金屬表面，形成液膜。 為了使氣相緩蝕劑能有效發(fā)揮作用，使用空間應(yīng)當(dāng)是 封閉的 ，如包裝箱、倉庫。氣相緩蝕劑應(yīng)當(dāng)有 比較大的蒸汽壓 ，容易揮發(fā)充滿金屬設(shè)備所在空間。 ? 緩蝕劑的協(xié)同效應(yīng) 幾種物質(zhì)分別單獨(dú)加入介質(zhì)中時效果不大，甚至沒有緩蝕作用，而將它們按某種配方復(fù)合加入，則可能產(chǎn)生很高的緩蝕效率。這種現(xiàn)象稱為緩蝕劑的協(xié)同效應(yīng) (