金属材料在强碱介质中腐蚀行为与缓蚀剂的研究

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以氯碱工业和天然碱工业为代表的制碱工业是腐蚀的重灾户。因设备的严重腐蚀,碱厂不得不经常检修、大量更换设备,不仅严重影响生产,造成较大经济损失,同时也带来了严重的安全隐患。因此,制碱工业中金属材料的腐蚀与防护是亟待解决的重要课题,开展金属材料在强碱介质中腐蚀行为与缓蚀剂的研究工作具有重要的理论意义和实用价值。本文选取制碱工业常用的五种金属材料Q235、1Cr18Ni9Ti、纯钛、钛合金和铸铁,采用三电极系统,测试了它们在浓碱40%NaOH溶液中的极化曲线和交流阻抗谱。利用光学显微镜和扫描电镜,观察碱腐蚀后的金相组织和微观腐蚀形貌,研究了此五种金属材料在强碱介质中腐蚀行为。在此基础上,针对金属材料Q235、1Cr18Ni9Ti和铸铁,研究了在强碱介质中四种单组分及其复合配方缓蚀剂的缓蚀作用与效果,得出的主要结果表明:1.在浓碱40%NaOH溶液中,随温度的升高,Q235、1Cr18Ni9Ti、纯钛、钛合金和铸铁五种金属材料的极化曲线右移,阻抗减小,腐蚀程度明显加剧。此外,五种金属中铸铁受温度影响较大,钛及钛合金较小,而Q235、1Cr18Ni9Ti介于其之间。铸铁的腐蚀电流密度较大,钛及钛合金较小,且钛及钛合金的致钝电位也较低。2. Q235、纯钛、铸铁的腐蚀是先在表面附近的晶界、夹杂等处形成,逐渐扩展到其它部位,在微观上属于典型的均匀腐蚀。1Cr18Ni9Ti、钛合金在微观上为局部腐蚀,表面呈现腐蚀微坑形貌特征。3.所选钼酸钠、三乙醇胺、偏钒酸钠和氯化铈四种缓蚀剂对Q235、1Cr18Ni9Ti和铸铁在25℃、40%NaOH溶液中均具有一定的缓蚀作用。随单组分缓蚀剂浓度的提高,它们的缓蚀率均有提高。其中钼酸钠的缓蚀性能较为优良,三乙醇胺较差。四种缓蚀剂均对Q235和铸铁有较好的缓蚀性能,对1Cr18Ni9Ti的缓蚀效果较差。4.复配钼酸钠、三乙醇胺、偏钒酸钠和氯化铈四种化合物的复合缓蚀剂对Q235、1Cr18Ni9Ti和铸铁在25℃和90℃、40%NaOH溶液中均具有一定的缓蚀作用,且90℃时的缓蚀率均较25℃时有所提高。经过复配后单组分缓蚀剂的含量减少,而缓蚀率有所提高。5.加入缓蚀剂后,试样表面形成缓蚀产物,阻隔介质与基体材料之间的反应,有效降低了腐蚀程度。
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