多功能酸洗缓蚀剂缓蚀效果的研究

张晓冬，喻 果，徐 飞

（威海翔宇环保科技股份有限公司，山东 威海 264205）



多功能酸洗缓蚀剂缓蚀效果的研究

张晓冬，喻 果，徐 飞

（威海翔宇环保科技股份有限公司，山东 威海 264205）

摘 要：对威海翔宇环保科技股份有限公司研发的多功能酸洗缓蚀剂进行了盐酸酸洗、H2SO4酸洗、硝酸酸洗缓蚀实验，实验结果表明，多功能酸洗缓蚀剂在盐酸酸洗、H2SO4酸洗、硝酸酸洗过程中对碳钢、16mn钢都有很好的缓蚀效果，加药浓度不同，缓蚀效果不同。多功能酸洗缓蚀剂的加药浓度一般在3‰～5‰，10%的盐酸酸洗的缓蚀率可达到98.8%、10%的H2SO4酸洗的缓蚀率可达到99.8%、10%的硝酸酸洗的缓蚀率可达到77%以上。

关 键 词：缓蚀剂；盐酸酸洗缓蚀实验；H2SO4酸洗缓蚀实验；硝酸酸洗缓蚀实验

化学清洗往往是去除工业管道及设备腐蚀结垢产物的最有效的方法之一，目前，我国化学清洗技术的发展已取得很大进步，成功地解决了生产实践中的很多实际问题，化学清洗剂大多使用不同浓度的盐酸［1，2］、H2SO4及硝酸清洗［3］。因盐酸、H2SO4及硝酸都具有一定程度的腐蚀性，当酸洗清洗剂与金属发生接触时，必然会对金属造成腐蚀，随着清洗时间得延长，工业管道及设备腐蚀加剧，设备本身也会损失一定质量，降低了设备的使用寿命［4］。为了降低各种酸洗过程中碳钢及各种管材的损耗，在酸洗过程中需要加入一定数量的缓蚀剂，减缓酸洗液对碳钢等管材的腐蚀。

本文作者通过失重法测量金属的腐蚀速度，验证我公司研发的新产品多功能酸洗缓蚀剂的在盐酸酸洗、硫酸酸洗及硝酸酸洗过程中的缓蚀效果。

1 实验部分

1.1 实验方法及试剂

方法：失重法测定金属的腐蚀速率，用失重法测定A3碳钢挂片、16mn碳钢挂片在不同浓度盐酸溶液、H2SO4溶液及硝酸溶液中的腐蚀速率，并计算实验条件下多功能酸洗缓蚀剂（MSH9110）在盐酸酸洗、H2SO4酸洗及硝酸酸洗过程中的缓蚀率。

试剂：盐酸（36%～38%）、硫酸（98%）、硝酸（65%～68%）为分析纯试剂，在当地化玻购买；多功能酸洗缓蚀剂（MSH9110）为我公司自主研发产品，主要含水溶性咪唑啉、十八烷基胺、乌洛托品、有机膦酸盐等，Lan-826（蓝星公司）。

1.2 实验过程

（1）挂片处理方法：按照GB/T18175-2000《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》中7.1、7.8方法处理挂片；

（2）准备实验用水：10% HCl；20% HCl；10% H2SO4；20% H2SO4；10% HNO3；

（3）取500 mL 不同浓度的酸溶液溶液于500 mL烧杯中，称取缓蚀药剂，加入烧杯中，记录烧杯编号；

（4）将挂片按编号分组（每组两片），用尼龙丝悬挂在玻璃棒上，分别浸入以上述烧杯中，试样要全部浸入溶液，其上端应在液面下约2 cm处，各挂片浸入深度基本上一致；

（5）试验时间：0.5 、6 h。

1.3 实验结果的计算

对于失重法，可通过下式计算金属的腐蚀速率：

式中：m—试片质量损失，g；

m0—试片酸洗空白试验的质量损失平均值，g；

s—试片的表面积，m2；

t—试验时间，h。

根据下式计算实验条件下多功能酸洗缓蚀剂的缓蚀率：

式中：X0—试片空白试验的腐蚀率，mm/a；

X1—试片的腐蚀率，mm/a。

2 实验结果及讨论

2.1 MSH9110在不同浓度盐酸溶液中的酸洗缓蚀效果

通过现象观察，实验开始时空白溶液中的挂片即产生气泡，挂片腐蚀现象明显，其他实验烧杯直至实验结束，只有少量气泡产生，见图1；通过实验数据可知，在加药浓度为3‰时，我公司多功能酸洗缓蚀剂MSH9110在20%的HCl酸洗液中对A3碳钢的缓蚀率可达到97.93%，而在10%的HCl酸洗液中对A3碳钢的缓蚀率可达到98.81%，具体数据见表1。

图1 实验现象及结果如下Fig.1 Experimental phenomena and results are as follows

右一（上）烧杯内为空白溶液：10%盐酸；右一（下）烧杯内为空白溶液：20%盐酸；左一（上）烧杯内为空白溶液：10%盐酸加入3‰的MSH9110；左一（下）烧杯内为空白溶液：20%盐酸加入3‰的MSH9110；A3碳钢挂片；水浴温度30 ℃。

表1 10%、20% HCl酸洗液的实验结果Table 1 10%， 20% HCl acid liquid of experimental results

2.2 MSH9110在不同浓度H2SO4溶液中的酸洗缓蚀效果

通过现象观察，实验开始时空白溶液中的挂片即产生气泡，挂片腐蚀现象明显，其他实验烧杯直至实验结束，只有少量气泡产生，见图2；通过实验数据可知，在加药浓度为3‰时，我公司多功能酸洗缓蚀剂MSH9110在20%的H2SO4酸洗液中对A3碳钢的缓蚀率可达到99.55%，而在10%的H2SO4酸洗液中对A3碳钢的缓蚀率可达到99.83%，具体数据见表2。

表2 10%、20%H2SO4酸洗液的实验结果Table 2 10%， 20% H2SO4acid liquid of experimental results

图2 实验现象及结果如下Fig.2 Experimental phenomena and results are as follows

右一烧杯内为空白溶液：10% H2SO4；右二烧杯内为10% H2SO4加入3‰的MSH9110；左二烧杯内为空白溶液：20% H2SO4； 左一烧杯内为20% H2SO4加入3‰的MSH9110；A3碳钢挂片；水浴温度30℃。

2.3 MSH9110在不同浓度HNO3溶液中的酸洗缓蚀效果

通过现象观察，实验开始时空白挂片即产生大量红色物质，见图3上；说明10%的HNO3腐蚀性非常强，加了缓蚀剂MSH9110的挂片观察可以看到，在实验时间为10 min时，溶液颜色变得带有一点浅红色，随着时间延长到20 min、30 min溶液颜色一点点加深，说明MSH9110能缓解HNO3对碳钢挂片的腐蚀，见图3下； 但是随着时间延长，缓蚀率呈下降趋势，由表3的结果可知MSH9110在10% 的HNO3溶液中的缓蚀效果为：30 min时MSH9110的缓蚀率为77.35%、20 min时MSH9110的缓蚀率为78.56%、10 min时MSH9110的缓蚀率为79.14%。

图3 实验现象及结果如下Fig.3 Experimental phenomena and results are as follows

表3 10%的HNO3腐蚀实验10、20、30 min结果Table 3 10% HNO3corrosion experiment results of 10， 20，30 minutes

空白〈1＞烧杯内为10%的HNO3溶液，〈2＞号烧杯内为3‰的MSH9110和10%的HNO3溶液，A3碳钢挂片；水浴温度30℃，每隔10 min在两个烧杯内分别取出两片挂片处理。

2.4 MSH9110与Lan-826对碳钢的酸洗缓蚀效果对比

为了验证MSH9110的酸洗缓蚀效果，笔者在实验室对MSH9110和蓝星公司的专利产品Lan-826进行了缓蚀性能对比实验，实验选用16mn钢挂片，水域温度30 ℃，实验结果详见表4。

表4 MSH9110与Lan-826的缓蚀效果对比Table 4 MSH9110 compared with corrosion effect of Lan - 826

3 结 论

（1）实验条件下，多功能酸洗MSH9110在不同浓度的盐酸、硝酸、硫酸酸洗液中对碳钢挂片都有较好的缓蚀效果。

（2）同等实验条件，多功能酸洗MSH9110在相同浓度的盐酸、硝酸、硫酸酸洗液对碳钢挂片的缓蚀效果为在硫酸及盐酸酸洗液中最好，在硝酸酸洗液中较差。

（3）同等实验条件，多功能酸洗MSH9110与Lan-826在相同浓度的盐酸、硝酸、硫酸酸洗液对碳钢挂片的缓蚀效果不同，在10%的硫酸及硝酸中，Lan-826的缓蚀效果要好于MSH9110，在10%的HCl中，MSH9110的缓蚀效果要好于Lan-826。

4 展 望

工矿企业大量使用各种类型的水冷换热器及其它换热设备，由于污垢在设备管壁上沉积，使得换热效率严重降低，给生产的正常工艺调节带来很大困难，设备利用率也无法提高，缓蚀剂的出现很好的解决了上述问题，但是目前国内的缓蚀剂种类比较单一，各种缓蚀成分复配后的缓蚀效果还有待研究，有色金属的酸洗缓蚀剂也有待质的开发［5，6］。

参考文献：

［1］王延. 盐酸介质中脱氢松香基咪唑啉缓蚀剂对Q235钢缓蚀性研究［J］. 腐蚀与防护，1998（06）：8-10.

［2］张玉福.国内酸洗缓蚀剂研制及应用［J］. 湖南电力， 2000（01）：3-4.

［3］林海潮. 缓蚀剂研究的进展［J］. 腐蚀科学与防护技术，1997（04）：52-57.

［4］张大全. 各类缓蚀剂开发和应用过程中环境影响的探讨［J］. 腐蚀与防护，1999（03）：4-7.

［5］赵丽萍. 新型多用固体酸洗缓蚀剂［J］. 腐蚀与防护， 2007（10）：45-48.

［6］杨少林. 酸洗缓蚀剂配方改进研究［J］. 贵州化工，2007（06）：21-23.

Research on Inhibition Effect of Multi-function Pickling Corrosion Inhibitor

ZHANG Xiao-dong，YV Guo，XV Fei
（Weihai Xiangyu Technology Co.， Ltd.， Shandong Weihai 264205，China）

Abstract:Hydrochloric acid pickling， sulfuric acid pickling， nitric acid pickling corrosion experiments of multifunctional pickling corrosion inhibitor developed by our company were carried out. The experimental results show that the multifunctional pickling corrosion inhibitor in hydrochloric acid pickling， sulfuric acid， nitric acid pickling process has very good inhibition effect for carbon steel and16 mn steel； different drug concentration has different corrosion inhibition effect. Multifunctional pickling corrosion inhibitor concentration commonly is 3‰～5‰，10% hydrochloric acid pickling corrosion inhibition rate can reach 98.8%， 10% sulfuric acid pickling corrosion inhibition rate can reach 99.8%， 10% nitric acid pickling corrosion inhibition rate can reach 77%.

Key words:Corrosion inhibitor； Hydrochloric acid pickling corrosion experiments； Acid pickling corrosion experiments； Nitric acid pickling corrosion experiments

中图分类号：TQ 028

文献标识码：A

文章编号：1671-0460（2016）02-0279-03

收稿日期：2015-11-05

作者简介：张晓冬（1982-），女，山东威海人，工程师，硕士，2009年毕业于贵阳中医学院中药学专业，研究方向：水处理技术及药剂的研发。E-mail：xd127@126.com。