|
以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓材料腐蚀的化学物质或复合物，因此缓蚀剂也可以称为腐蚀抑制剂。它的用量很小(0.1%～1%)，但效果显著。这种保护金属的方法称缓蚀剂保护。缓蚀剂用于中性介质（锅炉用水、循环冷却水）、酸性介质（除锅垢的盐酸，电镀前镀件除锈用的酸浸溶液）和气体介质（气相缓蚀剂）。 1.1 缓蚀剂的定义 在美国材料与试验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中，缓蚀剂是“一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。”一般来说，缓蚀剂是指那些用在金属表面起防护作用的物质，加入微量或少量这类化学物质可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低直至为零。同时还能保持金属材料原来的物理、力学性能不变。合理使用缓蚀剂是防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀的有效方法。缓蚀剂技术由于具有良好的效果和较高的经济效益，已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一。尤其在石油产品的生产加工、化学清洗、大气环境、工业用水、机器、仪表制造及石油化工生产过程中，缓蚀技术已成为主要的防腐蚀手段之一。
缓蚀剂的英文专业名称：anti-corrosive.corrosion inhibitor.。也可以称为腐蚀抑制剂。它的用量很小(0.1%～1%)，但效果显著。主要用于中性介质（锅炉用水、循环冷却水）、酸性介质（除锅垢的盐酸，电镀前镀件除锈用的酸浸溶液）和气体介质（气相缓蚀剂）。缓蚀效率愈大，抑制腐蚀的效果愈好。有时较低剂量的几种不同类缓蚀剂配合使用可获得较好的缓蚀效果,这种作用称为协同效应；相反地,若不同类型缓蚀剂共同使用时反而降低各自的缓蚀效率，则称为拮抗效应。缓蚀剂可按作用机理或保护被膜特性进行分类。 1.2 工业生产对缓蚀剂的要求 虽然具有缓蚀作用的物质很多，但真正能用于工业上的缓蚀剂品种是有限的，这样首先是因为商品缓蚀剂需要具有较高的缓蚀剂效率，价格要合理，原料来源要广泛。此外工业应用的不同环境和工艺也对缓蚀剂提出了许多具体要求。 具备工业使用价值的缓蚀剂应具有一下性能：投入腐蚀介质后，能立即产生腐蚀效果；在腐蚀的环境中应具有良好的化学稳定性，可以维持必要的使用寿命；在预处理浓度下形成的保护膜可被正常工艺条件下的低浓度缓蚀剂修复；不影响材料的物理，力学性能；具有良好的防止全面腐蚀和局部腐蚀效果；毒性低或无毒。 实际上工业应用的缓蚀剂，根据使用环境，还有更具体的要求和限制条件，这以为这缓蚀剂要经过逐层筛选，只有那些符合要求的品种才是优良腐蚀剂。 不同工业环境对其所用缓蚀剂的特定技术要求如下。 一，酸洗金属时的缓蚀剂 1，不妨碍腐蚀产物和水垢的溶解。 2，缓蚀性能不因存在FE3+而降低。 3，被保护金属不吸氢，不发生腐蚀破裂。 4，酸洗过程中出去氧化物时只能析出少量氢气，有力于腐蚀产物慈宁宫经书表面离开。 二，酸输送和长期贮存用的缓蚀剂。 1，应完全保护金属免受腐蚀破坏。 2，缓蚀效率应在使用温度范围和使用时间内不降低。 3，在长时间内不产生凝聚。 4，保持技术的物理化学性质和力学性能不变。 三，防止大气腐蚀用的缓蚀剂 对挥发性腐蚀剂有如下特定要求。 1，应有严格规定的蒸汽压；常温下一班为0.03-1.33PA。 2，热稳定性好，不会受热分解，并且当温度改变时代也不会破坏。 3，当空气湿度怎增加腐蚀性能不改变。 4，对各种金属和合金具有所要求的保护效果。 对接触型缓蚀剂有如下特定要求 1，能瞬间产生钝化膜货其他保护膜。 2，对界面PH值有缓冲作用。 3，能阻止析氢反应并防止氢穿透金属组织。 4，具有表面活性，能从金属表面置换水分。 大气腐蚀缓蚀剂除了上面提出的特定要求外，在实际使用时还应具有以下的性能。 1，将缓蚀剂加入液体中时，其浓度为0.001-0.1时对金属既有保护作用。 2，在气，液相温度变化时，均能保持良好的缓蚀效果。 3，无论液体是静止还是流动，都能保护金属。 4，介质化学性质的年华对缓蚀剂影响较小。 四，工艺介质系统的缓蚀剂，用于工艺系统缓蚀剂，对其要求比以上各类都要严格，对于某些特殊的生产过程还应有严格的实验项目。一般性的补充要求有：1，不能降低或毒化工艺介质系统催化剂的活性；2，不影响产品或中间产品的在加工性能。而对于石油炼化系统的缓蚀剂，必须通过一系列实验后方能确定其可用性。实验项目有成膜能力，表面国兴，溶解度，热稳定性，防腐蚀性，水分离指数，连续流动装置试验等。 总之，用于工业的缓蚀剂，具有良好的缓蚀性能只是满足了最基本的要求，要得到实际应用，还应同事复合各种特定的要求。由此可知，缓蚀物质虽多，但要找到能满足工业实际应用的优秀缓蚀剂仍属不易。 1.3 缓蚀剂选择范围 那些物质可以选作缓蚀剂，这个问题尚无定论。大量的无机和有机化合物都有成为缓蚀剂的可能性。尤其存在协同效应，一些单独使用时并不具备缓蚀效果的物质，经过合理的复配，也可能产生良好的缓蚀效果，这就呱嗒了缓蚀剂的选择范围。在缓蚀剂的选择上，其范围可能是无限的，认识到这一点对于人们不断探求新的高效缓蚀剂是有益的。不过，人们从长期的研究和成产实践中那些物质最有可能用作缓蚀剂还是得到一些规律。 1.3.1 无机化合物 绝大多数的无机物可以归入氧化物、酸、碱和盐4大类。生物体中的无机物主要有水及一些无机离子，如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、等。参见“生物元素”条.人体 组织中几乎含有自然界存在的各种元素，其中除碳、氢、氧和氮主要以有机化合物形式存在外，其余的统称为无机物（矿物质或灰分）.所以，无机物主要是由：水和无机盐组成的，其中水又可以分类为：结合水和自由水，结合水是细胞结构的重要组成成分，自由水是良好的溶剂，运输物质，参与化学反应。无机盐可分为：离子和化合物，离子是维护细胞正常的生命活动，化合物是细胞内化合物的重要组成物分。 1.3.2 有机化合物 含碳化合物（一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等除外）或碳氢化合物及其衍生物的总称。有机物是生命产生的物质基础。无机化合物通常指不含碳元素的化合物，但少数含碳元素的化合物，如二氧化碳、碳酸、一氧化碳、碳酸盐等不具有有机物的性质，因此这类物质也属于无机物
有机化合物除含碳元素外，还可能含有氢、氧、氮、氯、磷和硫等元素。
总之，有机化合物都是含碳化合物，但是含碳化合物不一定是有机化合物。 1.4 缓蚀剂的分类 属表面上形成一层密而实的膜，乃获得缓蚀成功之关键。为了迅速，水中缓蚀剂的浓度应该足够高，等膜形成后，再降至只对膜的破损起修补作用的浓度；为了密实，金属表面应十分清洁，为此，成膜前对金属表面进行化学清洗除油、除污和除垢，是必不可少的步骤。 上述各类缓蚀剂，除中和胺与膜胺主要用于锅炉凝水处理、硅酸盐用于饮用水处理外，其他各类则常用于冷却水处理。若单就对碳钢的缓蚀效果而言，铬酸盐，尤其是配合以聚磷酸盐和锌盐的铬酸盐，至今仍然是循环冷却水处理缓蚀剂中最为理想者。美国在相当程度上仍在应用着它。应用时，一般将水的pH值控制为微酸性，以阻抑致垢盐结垢。但铬酸盐（六价的）有毒，虽然它对循环冷却水中的菌、藻等有害微生物有杀灭作用，但对环境造成污染。因此，在世界范围内已逐渐为（聚）磷酸盐所取代。这标志着循环冷却水碱性处理时代的开始。这一概念就是对水的pH值不再着意控制，而是听其自然。水中致垢盐的结垢问题则依靠有机磷酸（盐）和聚丙烯酸（盐）等这些高效阻垢剂、分散剂来解决。但是，磷酸盐是水中微生物的营养源，它的排放会造成水体富营养化，结果，从另一方面对环境造成污染。于是，在不允许使用铬酸盐和（聚）磷酸盐的地方，其他几类缓蚀剂得到了应用机会。但是，钼酸盐等应用成本高；亚硝酸盐不宜作敞开式循环冷却水系统的缓蚀剂，除非有特效杀生剂有效在控制住能使它分解失效的微生物；硅酸盐缓蚀效果差（由于成膜时间长，有时，在金属表面形成一层较完整的膜，需2～3个星期），而且，一旦有垢产生，就很难去掉；锌盐中的锌与铬一样，也是重金属，也对水体中的生物造成威胁。因此，人们对含磷量较少的有机缓蚀剂的开发和应用，表现出浓厚的兴趣，进而导致了“全有机配方”水处理剂的上市。不过，迄今为止，在缓蚀剂的开发和应用上，还没有出现像过去由使用聚磷酸盐转为使用铬酸盐，或由使用铬酸盐复转为使用聚磷酸盐那样的突破性的进展。用“全有机配方”缓蚀剂，水的腐蚀条件不能太苛刻，否则，必须以无机缓蚀剂予以补救。 1.5 缓蚀剂的选用原则 采用缓蚀剂防止金属腐蚀，整个系统凡是能喝介质接触的设备，管道，阀门，仪表均可得到保护，这一点是其他任何防腐设【施所不可比拟的。缓蚀剂的缓蚀效果和许多因素都有关系，缓蚀剂的应用有严格的选择性，一般说来，在选用缓蚀剂时应考虑已经因素。
|
