钢铁有机缓蚀剂复合配方及缓蚀效果论文

1、钢铁有机缓蚀剂复合配方及缓蚀效果论文前 言金属（或合金）与周围介质相接触，相互间发生了某种反应而逐渐遭到破坏的过程叫做“金属腐蚀”。金属腐蚀给人类带来了巨大的经济损失，因此，搞好防腐蚀工作是一项重大的社会和经济问题。金属的防腐蚀技术多种多样，本文主要介绍添加缓蚀剂的防腐蚀方法。缓蚀剂是一种用于腐蚀介质中抑制金属腐蚀的添加剂。对于一定的金属腐蚀介质体系，只要在腐蚀介质体系中加少量的缓蚀剂，就能有效地降低金属的腐蚀速率。本文所做的工作：1.钼系缓蚀剂配方效果的评估XX核电厂冷却系统缓蚀剂现采用亚硝酸钠-钼酸钠-磷酸钠钼系复合配方，其控制指标为Mo：6090ppm,NO2-：400800ppm,pH

2、=911。但在实际运行中该配方对系统的缓蚀能力达不到要求，致使冷却水系统中悬浮固体含量偏高，这对电厂的安全运行造成影响，急需改进。本课题以室内挂片试验和失重法评估钼系复合缓蚀剂对碳钢、铸铁（冷却系统中各设备的材质是碳钢与铸铁）的防腐蚀能力；并对核电厂冷却系统中现行钼系复合配方和控制指标是否合适作出评价。2.缓蚀剂配方的优化与筛选密闭循环冷却水系统的pH值较高，且控制范围很窄，所以适用于该系统中的缓蚀剂种类不多。铬酸盐曾在密闭式循环冷却水中广泛应用，但由于环境保护的要求，现在它的使用受到了一定的限制；全有机系复合缓蚀剂在密闭式循环冷却水中也有应用，但其缓蚀能力不能满足要求；硼砂-亚硝酸盐复合缓蚀

3、剂是密闭式循环冷却水中一种最常用的非铬酸盐系缓蚀剂，本文将通过室内挂片试验和失重法讨论和分析它对碳钢、铸铁的缓蚀效果，并确定其使用浓度范围。最后根据核电厂冷却系统的实际状况，筛选出较理想的复合缓蚀剂以替代原配方。 关键词：金属 缓蚀剂 复合缓蚀剂 挂片 失重法 第一章 文献综述1.1目的和意义腐蚀是物质在环境介质的作用下引起变质或破坏的一个自发过程，它存在于国民经济的各个部门。冷却水系统中金属的腐蚀形态主要为：均匀腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、应力腐蚀。腐蚀给国民经济造成巨大的经济损失。所以研究金属防腐蚀技术措施，推广防腐蚀新技术是一项重要的任务1。金属的防腐

4、蚀技术多种多样2。首先应正确选用金属材料和合理设计金属结构，这是防护金属的最积极措施；第二可采用保护性覆盖层；第三添加缓蚀剂；第四电化学保护；第五镀层保护等等。其中添加缓蚀剂防护使用方便、投加量少、见效快、成本低的一种较好方法，目前广泛应用在石油工业、采油、采气贮存、输送、提炼、产品等方面；化学清洗：如机械设备酸洗、钢材酸洗、冷却水处理等方面。本次试验的配方就是应用在核电厂冷却系统中。1.2冷却水缓蚀剂概述缓蚀剂是一种用于腐蚀介质中抑制金属腐蚀的添加剂3,4。对于一定的金属腐蚀介质体系，只要在腐蚀介质体系中加少量的缓蚀剂，就能有效地降低金属的腐蚀速率。缓蚀剂的使用浓度一般很低，故添加缓蚀剂后腐

5、蚀介质的基本性质不发生变化。缓蚀剂的使用不需要特殊的附加设备，也不需要改变金属设备或构件的材质或进行表面处理。缓蚀剂较为适用于密闭系统和半密闭系统。因此，添加缓蚀剂是控制密闭式和敞开式冷却水中金属腐蚀的主要方法之一。冷却水系统中使用的缓蚀剂基本上是一些中性介质缓蚀剂，它们需具备以下条件：a. 在低浓度时，它们就能有效地抑制冷却水中金属的腐蚀。b. 它们能在不同的操作条件（pH、温度、热通量、水质等）下有效地工作。c. 它们在经济上是有利的。d. 它们的飞溅、泄漏、排放或处理后的排放，在环境保护上是容许的。e. 它们与冷却水中存在的各种物质以及加入冷却水中的阻垢剂、分散剂和杀生剂是相容的，甚至有

6、协同作用的。f. 它们对冷却水系统中同时存在的不同金属的缓蚀效果都是可以接受的。g. 它们不会造成换热金属表面传热系数的降低。1.2.1单一冷却水缓蚀剂冷却水缓蚀剂又可分为单一冷却水缓蚀剂和复合冷却水缓蚀剂。以下简要介绍几种常用的单一冷却水缓蚀剂的作用机理：1).亚硝酸钠(NaNO2)亚硝酸钠(NaNO2)是目前广泛采用的一种水溶性缓蚀剂。外观呈白色粉末状结晶,吸潮后变微黄色,易溶于水,相对密度2.168,熔点271,热分解温度320，久置于空气中易被氧化成硝酸钠。目前工业化制法多采用制硝酸的尾气,以纯碱吸收,经蒸发、结晶、分解而得成品。主要发应式为:Na2CO3 + 2NO2 + N2O3

7、3NaNO2 + NaNO3 + CO2NaNO2水溶液可显著地抑制黑色金属的锈蚀,一般在蒸馏水中添加0.005%既有防锈效果，甚至当周围介质含有0.05%氯化钠存在时,只要将亚硝酸钠的使用浓度增至0.03%,即可抑制钢铁锈蚀。如果Cl-离子浓度增加,亚硝酸钠用量也要相应加多1。NaNO2无机缓蚀剂,它并不进入膜的组成,其作用机理在于：溶解氧使钢氧化,而在钢表面生成一层钝化膜,而这层膜阻止了金属基体继续和腐蚀介质接触,从而达到防腐蚀的目的。但是当亚硝酸钠的浓度过低时,有可能加速腐蚀,被人们称为“危险性缓蚀剂”。另外,当溶液pH值在6以下时,NaNO2就分解；如果此时有Cl-、SO42-离子存在

8、,就会发生点蚀,特别由Cl-离子而引起的危害更大些。通常,使用NaNO2溶液的pH值调节在810的范围7。2).钼酸钠(Na2MoO4)钼和铬都是第七副族元素,但钼酸是低毒的。在冷却水中,钼酸盐常用(Na2MoO42H2O)；它是一种非氧化性缓蚀剂,因此它需和氧化性缓蚀剂复配使用,才能在金属表面产生一层保护膜。本配方中用的是NaNO2氧化剂,形成保护膜(由-Fe2O3和铁盐组成,还含有少量钼)。钼酸盐的优点和功能作用在于：能有效地抑制金属的均匀腐蚀8、小孔腐蚀9、应力腐蚀,加速金属的钝化和再钝化,扩大金属的钝化电位区8。钼酸盐复配体系使用的缓蚀作用加速了钝化膜的形成,扩大了阳极钝化区电位范围,

9、使维钝电流密度减小,诱发小孔的再钝化,提高抗孔腐蚀性。钼酸盐促进活化钝化过渡主要是形成不溶性Fe2(MoO4)3沉淀的结果。现在认为10：钼酸盐在中性介质中或弱碱性介质中,以MoO42-形式存在,与Fe2+作用形成有保护作用的钼酸盐络合膜,在原来阴离子选择性时水合氧化膜外形成一层阳离子选择性膜。这样,即阻止了Fe2+、Fe3+通过膜向溶液迁移,也阻止了侵蚀性Cl-通过膜向溶液迁移。这种由内层为阴离子选择区,外层为阳离子选择区组成的双极膜起着离子迁移的整流作用,从而抑制了金属的腐蚀。钼酸盐与无机或有机缓蚀剂复配籍化学或物理吸附络合或螯合作用补充钼酸盐吸附膜的阳离子选择性或阻隔Cl-的侵入，即形成

10、内层由水合氧化铁阴离子选择区，外层由有机或无机缓蚀剂形成的阳离子选择性组成的双极膜。次外层是钼酸盐阳离子选择区。起着离子迁移的整流作用。该整流作用远较钼酸盐构成的阳离子选择性强,显示了多组分间缓蚀剂的协同作用,有效地抑制了金属腐蚀。3).硼酸盐 美国把硼砂（Na2B4O710H2O）作为主要成分经常使用在对Cu的防护上。而在Cu防护方面，因为巯基苯并噻唑及其钠盐是有效的，所以把这些物质配合起来应用，而且硼砂在硬水软化上还不错。磷酸三乙醇胺盐在硬水中因为使不溶性磷酸盐沉淀，所以以硼砂、磷酸三乙醇胺盐、安息香酸钠、巯基苯并噻唑等配合起来的物质作为主要成分放入油性物质中，例如加在磺化油等油里来使用。

11、在德国，这方面用的是苯基甘氨酸钠盐和苯并噻唑盐的混合物，据说用于汽车冷却器即使在夏天也有充分的作用。4).苯并三氮唑()11苯并三氮唑()是一种有效的铜和铜合金的缓蚀剂。它不但能抑制铜和铜合金中的铜腐蚀,而且还能稳定水中的铜离子,阻止铜在一些活泼金属上的沉积；此外,它还能防止电偶腐蚀和黄铜的脱锌腐蚀等。当与铜和铜合金接触时,一般认为在金属表面上产生化学吸附,且这个吸附过程是不可逆的。分子中原子上的孤对电子以配位键与相连,聚合链由间隔的原子所连接。在铜表面上生成的保护膜是多层膜,该膜是一种化学吸附的二维聚合物,具有线性结构,其组成为 -2 -()。5).磷酸盐12 磷酸盐是一种阳极型缓蚀剂。主要

12、品种有磷酸三钠(Na3PO4)、磷酸氢二钠(Na2HPO4)、六聚偏磷酸钠(NaPO3)6等。这些磷酸盐大都是白色结晶，都能溶水，水解后溶液呈弱碱性。实践表明：磷酸氢二钠对钢、铸铁、铝等防锈有效，但促进铜的腐蚀；六聚偏磷酸钠可用作钢、铸铁、铅的缓蚀剂，但对铜、锌、铝有相反效果。 缓蚀剂的浓度对缓蚀效果影响很大。据实验，磷酸氢二钠水溶液浓度低于10g/L时，会促进铝的腐蚀，浓度高于10g/L时对铝有中等程度的缓蚀性能，浓度在40g/L时，缓蚀率为67%，试验后铝试片表面呈灰白色，稍粗糙。磷酸氢二钠在广泛的浓度范围内对45#钢都有良好的缓蚀性，在低浓度下5g/L，促进硅钢片腐蚀；浓度提高缓蚀效率迅

13、速提高，当达到20g/L时，对钢和铸铁的缓蚀效率分别达到98%和91%，但对硅钢片只有50%；浓度达到40g/L时，上述三种黑色金属的缓蚀效率都超过90%。又据资料介绍，磷酸盐的防锈性当水处于运动状态下效果较好，而在静止不动的水封闭体系中防锈性较差。所以，它常用于工厂水处理及城市自来水管道系统中，以防止水管腐蚀。其有效浓度为25200/L（六聚偏磷酸钠）。当介质中有氯化钙存在时，使用浓度较为上述偏低（16/L）浓度过高过低效果都将下降。此外，磷酸三钠或磷酸氢二钠在防止锅垢的形成上用得较普遍，并能减少蒸汽锅炉的锈蚀。将磷酸盐与铬酸盐混合使用，比单独使用其中任何一种效果都好，溶液的pH值在66.5

14、，效果最佳。6).硅酸钠12 硅酸钠(Na2SiO3)俗称水玻璃，外观呈无色透明粘稠的半流体，是一种廉价的碱性水溶液缓蚀剂。硅酸钠的缓蚀有效浓度在0.11%。如果加入量不足，会引起反效果。硅酸钠的缓蚀力取决于其模数，分子式为mNa2O nSiO2，m/n的比值为其模数。一般模数为2.4时防锈效果最佳。硅酸钠对黑色金属有较好的缓蚀性能，当浓度为10g/L时，硅酸钠对铝、锡、铅等金属也有一定的缓蚀效率。但必须有足够的浓度。例如用铝片做试验，当硅酸钠溶液的浓度为20g/L时，试片表面布满了大块腐蚀斑点；而当浓度上升到40g/L时，试片却无明显腐蚀了。硅酸钠溶液对紫铜有腐蚀，随着浓度的增加，紫铜失重急

15、剧增加，当浓度为40g/L时，紫铜失重达到1.9/2。由于硅酸盐的缓蚀效率不及亚硝酸钠，所以常与硼酸钠、亚硝酸钠混合使用。1.2.2复合冷却水缓蚀剂由于单一品种的冷却水缓蚀剂的效果往往不够理想，所以人们常常把两种或两种以上的药剂组合成复合缓蚀剂，以便取长补短，提高其缓蚀效果。此外，使用复合冷却水缓蚀剂还有以下优点：a. 可以降低缓蚀剂的总浓度，从而降低冷却水处理成本；b. 可以降低某种缓蚀剂，例如铬酸盐的用量，从而减轻其排放对环境的污染；c. 可以同时控制冷却水系统中多种金属的腐蚀，例如可以同时控制黄铜换热器和碳钢换热器的腐蚀；d. 可以防止在冷却设备的金属换热表面上生成水垢和污垢，有利于缓蚀

16、剂到达金属表面，从而提高其缓蚀效果和防止垢下腐蚀；e. 可以使某些易于沉淀的主缓蚀剂能稳定地保持在冷却水中而不析出。复合冷却水缓蚀剂的分类方法有多种。按其中是否含有重金属化合物可以分为：a.含重金属的复合缓蚀剂 b.不含重金属的复合缓蚀剂；按其中对金属腐蚀反应中阳极过程或阴极过程的抑制情况可以分为：a.阳极型复合缓蚀剂 b.阴极型复合缓蚀剂和c.混合型复合缓蚀剂；按其中的主缓蚀剂分类可以分为：a.铬酸盐系（铬系）复合缓蚀剂 b.磷酸盐系（磷系）复合缓蚀剂 c.锌系复合缓蚀剂 d.钼酸盐系（钼系）复合缓蚀剂 e.硅酸盐系复合缓蚀剂 f.全有机系复合缓蚀剂等等；按各种功能组分的组合方式可以分为：a

17、.主缓蚀剂+协同缓蚀剂 b.一种金属用的缓蚀剂+另一种金属用的缓蚀剂 c.缓蚀剂+阻垢缓蚀剂 d.缓蚀剂+分散阻垢剂 e.缓蚀剂+ 缓蚀剂的稳定剂等。核电厂冷却系统中所使用的缓蚀剂为钼酸盐复合缓蚀剂。钼酸盐是一种非氧化性缓蚀剂，它需要一种合适的氧化剂去帮助它在金属表面产生一层保护膜（氧化膜）。在密闭循环冷却水中，需加如亚硝酸钠这类氧化性盐类。使用钼酸盐的优点是对环境污染小；缺点是缓蚀效果不如铬酸盐和聚磷酸盐，而且成本高。硼砂-亚硝酸盐复合缓蚀剂也是密闭循环冷却水系统中一种常用的非铬酸盐系缓蚀剂。其中硼砂作为缓冲剂以保持冷却水的pH8.5。此外，它还含有亚硝酸钠起缓蚀作用。这种缓蚀剂的使用浓度通

18、常为20003000ppm，使用它的优点是成本低、缓蚀效果好5。第二章 实验部分2.1实验试剂与仪器2.1.1实验试剂 表2-1 实验试剂序号药品名称分子式药品规格生产厂家1无水乙醇CH3CH2OH分析纯沈阳市联邦试剂厂2丙酮CH3COCH3分析纯天津石英钟厂霸州市化工分厂3亚硝酸钠NaNO2分析纯大连无机化工厂4钼酸钠Na2MoO42H2O分析纯沈阳市试剂一厂5硼砂Na2B4O710H2O分析纯北京化工八厂6磷酸钠Na3PO412H2O分析纯上海新华化工厂7无砷锌粒Zn金山县兴塔化工厂用去离子水配溶液，浓度为： 亚硝酸钠 40000 mg/L (ppm) 钼酸钠 2000 mg/L (ppm

19、) 磷酸钠 10000 mg/L (ppm) 硼砂 10000 mg/L (ppm)2.1.2实验所用的所用材料及清洗剂1).所用的挂片及其尺寸 45#钢 （A-101，A-102，A-103）50*25*6*4 （A-104，A-106）38*19*5*4 （A-105）38*19*5*4 20#钢 （B-201B207）50*25*5.5*4 铸铁 （含C 2.33%，S 0.030%，Mn 0.5%）51*20*4*4注：每块挂片上都打有4小孔，以便于悬挂。2).试验所用的清洗剂挂片试验前试片的清洗液用丙酮溶液和无水乙醇溶液。 挂片试验后腐蚀挂片的清洗液为20%NaOH + 10%Zn的

20、溶液，将挂片在这该溶液里煮沸五分钟。注：清洗腐蚀产物要最大限度的除掉挂片上的腐蚀物，而且尽可能的不损伤试件的基体，以减少误差。用上述这个配方能达到这个要求。3).所用仪器表2-2 实验仪器序号仪器名称生产厂家1PHS-2ST数显酸度计上海天达仪器有限公司2TG 328B分析天平上海天平仪器厂3HC.TP12A1托盘天平北京医用天平厂4HHS21-4恒温水浴锅龙口市先科仪器有限公司5水银温度计（满刻度100）6日用电炉（220V）丹阳市华容电器厂7镀铬游标卡尺天津量具厂8干燥器2.2实验步骤2.2.1磨片 把每一种挂片分别用200#，400#，600#和800#的金相砂纸（氧化硅砂纸）进行打磨，

21、注意磨片时试样只能按同一方向磨，以防失去棱角。一张砂纸按一个方向磨完后，换用下一张砂纸磨时要按于上次方向相垂直的方向打磨，直至上次划痕完全磨掉。最后一张砂纸要按两个方向打磨，但最后挂片上的磨纹应于挂片最长边相平行。再者一种金属要用专用砂纸，不能混用，以防构成电偶腐蚀，加快腐蚀而不能正确反映缓蚀效果。挂片上的小孔也同样要打磨。2.2.2试验前的清洗 1.丙酮清洗：用脱脂棉把挂片表面及孔中的赃物清洗干净（在通风橱里进行）。 2.无水乙醇清洗：用滤纸吸干挂片上的丙酮后，马上用无水乙醇洗，方法与丙酮清洗的方法一样。 3.把清洗好的挂片放入干燥器中干燥。 注：清洗时，不同金属要更换清洗液。检查清洗是否干

22、净，可以用下述方法：静置试片于滴定台上，不得振动。使滴管尖口从距试片表面300处滴下一滴蒸馏水（0.05ml）于试片表面上。水滴应在试片表面上扩散成圆圈面，其直径应为2123。在试片不同处应得到同样的结果，否则需再清洗。经试验过的试片要重新处理后再使用。刚刚打磨、清洗过的试片表面活性大，在空气中放置之后逐渐钝化，所以清新的试片要存放在干燥器里，而且放置时间不可过久，有的限定2小时，有的限定12小时，最长为24小时，超过规定时间应重新打磨。2.2.3称重 经干燥1小时后的挂片可以称重，用分析天平称，称完后继续放入干燥器里干燥，数小时后再称。直到连续两次称重值之差小于0.1。2.2.4挂片 根据实

23、验需要配置好缓蚀液（400ml），并把挂片串起来，每两块挂片间用短塑料管隔开，以免因接触而引起电偶腐蚀。把串好的挂片放入广口瓶中（悬空），再把广口瓶放入水浴锅内。为避免广口瓶因内外冷热不均匀而炸裂，广口瓶与水浴锅最好同时加热。水温控制在80左右。以后每天都要向广口瓶和水浴锅内添加去离子水，以补充因蒸发而损失的水。2.2.5试验后的清洗挂片在缓蚀液中挂一段时间后取出，先用热的去离子水冲洗，观察各块挂片表面的腐蚀现象；再用准备好的清洗液进行清洗；然后到流水中用橡皮擦轻轻擦除，用力不能太猛，以免损伤金属基体而使结果偏大；最后把水迹吸干，用无水乙醇清洗。清洗完后放入干燥器内。称重也要遵循连续两次称重值

24、之差在小于0.1。2.3腐蚀速率的计算方法 本次试验采用的是失重法，即通过称量金属试样在浸入缓蚀介质一定时间后的失重量来确定金属试样在该条件下的腐蚀速率。这是最直接的腐蚀速率测定方法，但得到的是金属试样在一定时间内得平均失重量，且只对均匀腐蚀有效，而对于存在严重点腐蚀的金属则不能反映腐蚀的真实情况。本次试验所有的腐蚀均可视为均匀腐蚀，用m表示挂片的失重量，计算腐蚀速率的公式如下： K深度 = 8.76(m1-m2) / std= 8760m/std K深度- 腐蚀率（/a） m-腐蚀失去的重量（） t-腐蚀时间（h） d-金属的密度（g/3） m1-试验前挂片的重量（g） m2-试验后挂片的重

25、量（g）S-被腐蚀金属的表面积（2）注：铸铁与碳钢的密度均按7.86g/3计。第三章 结果与讨论3.1钢材挂片试验3.1.1钼系复合缓蚀剂第一组 为了能判断钼酸钠对钢材挂片的缓蚀能力，本配方参照XX核电厂的现行配方，在相同NO2-含量的情况下，改变钼酸钠含量进行的。1.组分 表3-1 配方组分 单位：ppm配方编号Na2MoO42H2O #NaNO2Na3PO412H2O18060062.5210060062.5 # 注：以其中的钼（Mo）含量计，此后均同。2.腐蚀速率数据记录与计算表3-2 试片在各配方的腐蚀速率配方编号挂片时间挂片编号m1(g) m2(g) m() s(2) K深度(/a)

26、1160hA-10159.3060 59.3038 2.2 3435 0.004A-10424.5139 24.5119 2.0 1975 0.007B-20254.6714 54.6704 1.0 3447 0.002B-20354.6996 54.6981 1.5 3446 0.0032160hA-10255.7188 55.7185 0.3 3340 0.0006A-10624.9958 24.9955 0.3 2053 0.001B-20154.7358 54.7357 0.1 3447 0.0002B-20454.6424 54.6421 0.3 3446 0.00063.试片观察

27、开始挂入不久观察到：两个配方瓶内的各挂片表面均有气泡吸附，经过一段时间后消失。取出挂片后观察到：45#钢挂片（A-101挂片棱边上有黄色锈迹；A-102，A-106两块挂片基本没有腐蚀，光亮；A-104挂片表面发暗）。20#钢挂片（B-201，B-204两块挂片表面发暗，但没有明显腐蚀迹象）。两个配方的瓶底均有少量絮状沉淀，1号配方瓶内稍多。4.小结 在NO2-含量相等的情况下，缓蚀能力随钼酸钠含量增加而增强。 本配方对20#钢的缓蚀能力优于对45#钢的缓蚀能力。第二组 在确定钼酸钠含量对钢材挂片的缓蚀能力后，研究NO2-含量是否也有类似情况。1.组分表3-3 配方组分 单位：ppm配方编号N

28、a2MoO42H2ONaNO2Na3PO412H2O390120062.5490200062.52.腐蚀速率数据记录与计算表3-4 试片在各配方的腐蚀速率配方编号挂片时间挂片编号m1(g) m2(g) m() s(2) K深度(/a)3160hA-10158.9529 58.9519 1.0 3435 0.002A-10424.4636 24.4628 0.8 1975 0.002B-20254.6656 54.6648 0.8 3447 0.001B-20354.6931 54.6922 0.9 3446 0.0014160hA-10255.7676 55.7674 0.2 3340 0.0

29、0032A-10624.8966 24.8965 0.1 2053 0.00026B-20154.7327 54.7325 0.2 3447 0.0003B-20454.6404 54.6403 0.1 3446 0.000153.试片观察 取出试片后观察到：45#钢挂片（A-101，A-102两块挂片都有轻微腐蚀，挂孔处腐蚀相对严重；A-104挂片无明显腐蚀，但发暗；A-106挂片光亮）。20#钢挂片（B-202，B-203两块挂片表面有锈迹；B-201，B-204两块挂片基本没有腐蚀，均光亮）。3号配方瓶底有少量絮状沉淀。4.小结 在钼酸钠含量相等的情况下，溶液的缓蚀能力随着NO2-含量的

30、增加而增强。 将表3-2与表3-4相比较可得出：对于45#钢，Mo含量在90ppm，NO2-含量在2000ppm时腐蚀速率最小；对于20#钢，Mo含量在100ppm，NO2-含量在600ppm或者Mo含量在90ppm，NO2-含量在2000ppm时腐蚀速率都较小。3.1.2硼砂-亚硝酸盐复合缓蚀剂 新配方（硼砂-亚硝酸盐复合缓蚀剂）对20#钢和45#钢的缓蚀能力。第一组1.组分表3-5 配方组分 单位：ppm配方编号NaNO2Na2B4O710H2O1200010002200015003200020002.腐蚀速率数据记录与计算表3-6 试片在各配方的腐蚀速率配方编号挂片时间挂片编号m1(g)

31、 m2(g) m() s(2) K深度(/a) 1240hA-10255.7634 55.7619 1.5 3340 0.003A-10624.8932 24.8923 0.9 2053 0.003B-20254.6617 54.6613 0.4 3447 0.0005B-20354.6883 54.6877 0.6 3446 0.00082240hA-10358.7784 58.7778 0.6 3419 0.0008A-10526.0698 26.0695 0.3 2053 0.00068B-20554.7274 54.7273 0.1 3447 0.00013B-20654.6747 5

32、4.6745 0.2 3449 0.000273240hA-10158.9504 59.9500 0.4 3435 0.00056A-10424.4588 24.4587 0.1 1975 0.00024B-20154.7304 54.7303 0.1 3447 0.00013B-20454.6371 54.6370 0.1 3446 0.000133.试片观察 取出试片后观察到：45#钢挂片（A-102，A-106两块挂片的挂孔四周腐蚀较严重；其余挂片无明显腐蚀）。20#钢挂片（B-202，B-203两块挂片的棱边有腐蚀锈迹；其余挂片光亮）。4.小结 NO2-含量相等下，溶液的缓蚀能力随硼砂

33、含量的增加而增强。 硼砂含量在1500ppm2000ppm之间时对20#钢和45#钢的缓蚀能力都已很好。第二组1.组分表3-7 配方组分 单位：ppm配方编号NaNO2Na2B4O710H2O4100020005150020006200020002.腐蚀速率数据记录与计算表3-8 试片在各配方的腐蚀速率配方编号挂片时间挂片编号m1(g) m2(g) m() s(2) K深度(/a) 4240hA-10358.7743 58.7737 0.6 3419 0.0004A-10526.0647 26.0642 0.5 2053 0.00068B-20554.7257 54.7253 0.4 3447

34、 0.0006B-20654.6704 54.6701 0.3 3447 0.00045240hA-10158.9467 58.9462 0.5 3435 0.00067 A-10424.4535 24.4532 0.3 1975 0.001 B-20154.7283 54.7281 0.2 3447 0.00027 B-20457.6339 54.6337 0.2 3446 0.00027 6240hA-10258.9504 58.9500 0.4 3435 0.00056A-10624.4588 24.4587 0.1 1975 0.00024B-20254.7304 54.7303 0.

35、1 3447 0.00013B-20354.6371 54.6370 0.1 3446 0.000133.试片观察取出挂片后观察到：45#钢挂片（A-105，A-104两块挂片的挂孔四周有轻微腐蚀；其余挂片均光亮）。20#钢挂片（均无明显腐蚀，光亮）。4.小结硼砂量一定的情况下，缓蚀能力随NO2-量增加而增强。NO-2含量在10001500ppm时，对碳钢的缓蚀能力都已经很好。3.1.3各配方的pH值变化情况表3-9 钼系与硼系的pH值变化情况序号pH值钼系复合缓蚀剂硼砂-亚硝酸盐复合缓蚀剂第一组第二组第一组第二组1234123456pH起10.2010.4510.6010.569.309.3

36、19.549.259.209.30pH终9.608.309.599.439.279.269.549.229.189.27从表中可以得出钼系复合缓蚀剂的pH值变动幅度较大，是因为该配方使用磷酸钠作为缓冲剂，其缓冲容量较小，致使pH值下降，对腐蚀速率的增大存在潜在的影响。而硼砂-亚硝酸盐复合缓蚀剂的pH值很稳定，容易控制。3.2铸铁挂片试验3.2.1钼系复合缓蚀剂1.组分本配方参照XX核电厂的现行配方，在Mo相同含量的情况下，改变亚硝酸钠含量来观察NO2-对铸铁的缓蚀效果。表3-10 配方组分 单位：ppm配方编号Na2MoO42H2ONaNO2Na3PO412H2O19090062.529012

37、0062.5390150062.5490200062.52.腐蚀速率数据记录与计算表3-11 试片在各配方的腐蚀速率配方编号挂片时间m1(g) m2(g) m() s(2) K深度(/a)140h29.3583 29.3008 57.5 2633 0.608240h29.1409 29.1199 21.0 2633 0.222340h28.8140 28.7958 18.2 2628 0.192440h28.9689 28.9816 7.3 2628 0.0773.试片观察 试片挂入不久观察到：各配方中的试片表面均有气泡吸附。配方中1的铸铁片在挂入不到半小时就有铁锈生成；数小时后整块挂片表面全

38、是黄色铁锈，瓶底也有少量粒状铁锈。配方2和配方3中的铸铁片也出现类似现象，但时间稍往后推。配方4中的铸铁片只有轻微腐蚀,但瓶底沉淀比前三个配方中的少。4.小结从表3-11中的各腐蚀速率可知：钼系复合缓蚀剂对铸铁片的缓蚀能力很差。随着NO2-的增加，溶液的缓蚀能力有所增强（即NaNO2对铸铁有一定的缓蚀能力），但腐蚀速率仍很大，需探索更好的缓蚀配方。3.2.2硼砂-亚硝酸盐复合缓蚀剂第一组1.组分表3-12 配方组分 单位：ppm配方编号NaNO2Na2B4O710H2O1200010002200015003200020002.腐蚀速率数据记录与计算表3-13 试片在各配方的腐蚀速率配方编号挂片

39、时间m1(g) m2(g) m() s(2) K深度(/a)1120h28.7978 28.7972 0.6 2628 0.0022120h28.8089 28.8086 0.3 2628 0.0013120h28.8168 28.8167 0.1 2628 0.000363.试片观察 取出试片后观察到：配方中1的铸铁片发暗，并有轻微腐蚀，瓶底有少量沉淀。配方2中的铸铁片各棱边有腐蚀，瓶底也有沉淀。配方3中的铸铁片无明显腐蚀，光亮。4.小结硼砂-亚硝酸盐复合缓蚀剂对铸铁片的缓蚀能力很好，并且随着硼砂量的增加而增强。一般地硼砂的含量控制在15002000ppm。第二组 上述配方只表明硼砂量多少对

40、铸铁的缓蚀能力，现在来讨论亚硝酸钠对铸铁的缓蚀能力。1.组分表3-14 配方组分 单位：ppm配方编号NaNO2Na2B4O710H2O490020005100020006150020007200020002.腐蚀速率数据记录与计算表3-15 试片在各配方的腐蚀速率配方编号挂片时间m1(g) m2(g) m() s(2) K深度(/a)4120h28.7921 28.7912 0.9 2620 0.0025120h28.8134 28.8131 0.3 2628 0.0016120h28.7686 28.7684 0.2 2628 0.00077120h28.8168 28.8167 0.1 2628 0.000363.试片观察 取出试片后观察到：配方4和配方5的铸铁片挂孔出有轻微腐蚀，其余地方光亮。配方6和配方7中的铸铁片基本上没有腐蚀，均光亮。4.小结NaNO2的含量也影响溶液的缓蚀能力，一般地NaNO2的量控制在10001500ppm时溶液缓蚀能力已很好。3.2.3 各配方缓蚀能力的比较作“铸铁腐蚀速率与NaNO2量的关系”图（纵坐标为腐蚀速率，横坐标为NaNO2变化量