氨基磺酸中碳钢腐蚀缓蚀剂研究

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碳钢在氨基磺酸介质中进行酸洗时,需要添加合适的缓蚀剂来抑制介质对碳钢基体造成的腐蚀,然而在温度高于60℃时,氨基磺酸酸洗缓蚀剂目前却少有报道。  本论文通过在不同温度和氨基磺酸酸浓度下研究了氨基磺酸对Q235钢的腐蚀机理。同时利用肉桂醛与甲胺合成了肉桂醛缩甲胺席夫碱(NCMA)缓蚀剂,并通过失重法、电化学法、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)和量子化学计算研究了该缓蚀剂在不同温度下的氨基磺酸溶液中对Q235钢的缓蚀性能和吸附机理。  实验结果表明Q235钢在氨基磺酸中的腐蚀速率随着温度的升高而增大,并且随着氨基磺酸浓度增大,碳钢表面的腐蚀活性位点增多这是造成腐蚀速率增大的主要原因。不同温度下Q235钢形成的腐蚀产物膜较薄,温度升高会导致S元素被还原而形成FeS。  70-90℃下缓蚀剂NCMA对Q235钢具有很好的缓蚀性能,NCMA能克服氨基磺酸水解造成的影响,是一种混合型缓蚀剂,缓蚀剂分子通过吸附在Q235钢表面的活性位点而抑制腐蚀,吸附过程自发进行且符合Langmuir吸附规律。30-50℃时缓蚀剂NCMA的吸附过程为物理和化学吸附,而在70-90℃下表现为化学吸附,吸附是吸热的并且是熵增大的过程,升高温度有利于缓蚀剂分子进行化学吸附。量子化学计算结果表明缓蚀剂NCMA在碳钢表面是靠N原子进行吸附,XPS结果表明形成的吸附膜能有效的抑制FeS的产生。同时研究发现缓蚀剂NCMA与硫脲具有明显的协同效应,复配缓蚀剂用量少,在30℃-90℃下都能达到91%以上的缓蚀率,也是一种混合型的缓蚀剂,能在碳钢表面的活性位点进行吸附,使得活性位点大幅度减少。小分子硫脲能够对缓蚀剂NCMA吸附膜的缝隙进行填补,从而使吸附膜变得更加致密,缓蚀效果增强。
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