酸洗液中硫脲對不銹鋼的緩蝕作用研究

王永壘，李海云，方紅霞 （黃山學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，安徽 黃山245041）

徐先剛 （常州聯(lián)江環(huán)?？萍加邢薰荆K 常州213164）

不銹鋼作為一種特種材料，在化工生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用較廣［1，2］。金屬設(shè)備在酸性介質(zhì)中的腐蝕是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中最常見的腐蝕體系，其涉及到設(shè)備清洗等方面，因此研究不銹鋼在酸性腐蝕體系的緩蝕保護(hù)有著重要的意義［3～6］。下面，筆者利用失重法研究了硫脲緩蝕劑在常見的酸洗體系（10%鹽酸、10%硫酸及10%硝酸溶液）中對不銹鋼的緩蝕作用，以便為不銹鋼設(shè)備的酸洗作業(yè)提供指導(dǎo)。

1 試驗部分

1.1 試驗材料

硫脲、鹽酸、硫酸、硝酸（均為分析純），不銹鋼腐蝕掛片（28cm2，揚(yáng)州祥瑋機(jī)械有限公司）。

1.2 緩蝕性能評價方法

恒溫40℃的條件下，將不銹鋼掛片放入含不同濃度緩蝕劑的腐蝕溶液中浸泡一段時間（10%鹽酸，2h；10%硫酸，0.5h；10%硝酸，2h）后，取出試樣，依次用蒸餾水、酒精和丙酮清洗，干燥后稱重，并按下列公式計算不銹鋼掛片的腐蝕速率：

式中，v表示腐蝕速率，g／（m2·h）；Δw表示腐蝕失重試驗前后試樣的質(zhì)量差，g；S表示試樣的表觀面積，m2；t表示浸泡試驗時間，h。

緩蝕劑對不銹鋼材質(zhì)在不同腐蝕介質(zhì)中的緩蝕率計算公式如下：

式中，η表示緩蝕劑的緩蝕率，%；v1、v0分別表示不銹鋼腐蝕掛片在添加緩蝕劑及空白溶液下的腐蝕速率，g／（m2·h）。

2 10%鹽酸中不同硫脲加入量對不銹鋼的緩蝕作用分析

從圖1可以看出，隨著硫脲加入量的增加，其對不銹鋼材質(zhì)在10%鹽酸溶液中的緩蝕作用明顯增強(qiáng)。當(dāng)硫脲的加入量為0.2%時，其對不銹鋼掛片在10%鹽酸中的緩蝕率最高，為92.6%，此后，隨著硫脲加入量的繼續(xù)增加，緩蝕率出現(xiàn)輕微下降趨勢。與之對應(yīng)的是，隨著硫脲加入量的增加，鹽酸溶液對不銹鋼材質(zhì)的腐蝕速率出現(xiàn)下降趨勢，因而硫脲的適宜加入量為0.2%。

3 10%硫酸中不同硫脲加入量對不銹鋼的緩蝕作用分析

圖1 10%鹽酸溶液中不同硫脲加入量對不銹鋼緩蝕作用分析圖

由圖2可知，硫脲對不銹鋼在10%硫酸溶液中的緩蝕作用是隨著硫脲加入量的增加而出現(xiàn)先增加而后輕微下降的趨勢。當(dāng)硫脲的加入量為0.25%時，其對不銹鋼掛片在10%硫酸溶液中的緩蝕率最高，為97.3%，此后，隨著硫脲加入量的繼續(xù)增加，腐蝕速率增加，緩蝕率出現(xiàn)下降的變化趨勢。總體上看，硫脲在10%硫酸溶液中對不銹鋼材質(zhì)有明顯的緩蝕保護(hù)作用，且硫脲用量為0.25%時可有效防止不銹鋼在10%硫酸溶液中的腐蝕。

4 10%硝酸中不同硫脲加入量對不銹鋼的緩蝕作用分析

圖2 10%硫酸溶液中不同硫脲加入量對不銹鋼緩蝕作用分析圖

由圖3可知，隨著硫脲加入量的增加，硫脲對不銹鋼在10%硝酸溶液中呈現(xiàn)輕微促進(jìn)作用，其原因可能是不銹鋼在硝酸溶液中本來就具有良好的耐蝕性能，而硫脲緩蝕劑在氧化性硝酸溶液中，會被氧化、分解，不僅硫脲自身失去緩蝕作用，其分解產(chǎn)物也有可能促進(jìn)金屬的腐蝕作用［7，8］。

5 結(jié)論

1）在不同的酸洗溶液中，硫脲對不銹鋼的緩蝕作用不同的。

2）硫脲在10%鹽酸及10%硫酸溶液中能夠?qū)Σ讳P鋼產(chǎn)生明顯的緩蝕作用。在10%的鹽酸溶液中，硫脲的適宜加入量為0.2%時；在10%硫酸溶液中，硫脲的適宜加入量為0.25%。

圖3 10%硝酸溶液中不同硫脲加入量對不銹鋼的緩蝕作用分析圖

3）硫脲在10%硝酸溶液中對不銹鋼表現(xiàn)出的是促進(jìn)腐蝕的作用，這說明硫脲不適合作為緩蝕劑用于氧化性硝酸中。

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