一种防止高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中腐蚀的缓蚀剂制造技术

一种防止高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中腐蚀的缓蚀剂属于缓蚀剂领域。其中磷酸盐类浓度范围300～600ppm；三聚磷酸钠含量200～400ppm；磷酸钠含量为100～200ppm；亚硝酸钠类化合物，其浓度为20～60ppm；铈类化合物，其浓度为30～80ppm；铈类化合物为铈的氯化物、硫酸盐或硝酸盐，且铈的价态为+3价。本发明专利技术开发、研制了一种含稀土元素3价铈的缓蚀剂，用于防止高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中的腐蚀，以满足海洋资源开发过程中海洋工程、船舶工程的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于利用缓蚀剂，防止金属或者合金材料在含氯化物介质中腐蚀的技术。即采用一种含有稀土元素铈的缓蚀剂，防止高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中的腐蚀，其缓蚀率达到95％以上。
技术介绍
相对于碳钢在氯化物腐蚀介质中的腐蚀，高强度低合金钢在氯化物腐蚀介质中的平均腐蚀速率虽然较低些，但是其腐蚀仍然不能够忽视。防止金属材料在氯化物腐蚀介质中的方法很多，比如有机涂层、阴极保护和缓蚀剂防护技术。由于缓蚀剂技术在应用实践中，特别是用于循环管系的内防腐，具有方便、经济、效率高等特点。所以，缓蚀剂防腐技术具有广泛的应用前景。缓蚀剂种类很多，包括有机缓蚀剂、无机缓蚀剂和有机无机复合型缓蚀剂三大类。按照缓蚀剂的作用机制也可以分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂三种类型。当前，碳钢在自来水中的缓蚀剂的研究和工业应用比较普遍，并且其有效组分主要为磷酸盐、硝酸盐等无机化合物和有机磷酸酯、有机胺等有机化合物，其腐蚀效率一般在85％以上。对于碳钢在氯化物腐蚀介质中的缓蚀剂，据文献报道，主要为含3价铝离子的无机型缓蚀剂，其缓蚀率达90％以上。但是，对于高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中的缓蚀剂，未见研究报道，更未见其工业应用。稀土元素，俗称工业“味精”。广泛用于精细化工、催化剂等行业。近年来，关于稀土元素用于防腐缓蚀剂的研究，已经成为新型缓蚀剂研究的热点。尽管如此，仍然未见用于高强度低合金钢在氯化物腐蚀介质中的防腐缓蚀剂报道。为此，本专利技术开发、研制了一种含稀土元素3价铈的缓蚀剂，用于防止高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中的腐蚀，以满足海洋资源开发过程中海洋工程、船舶工程的需要。
技术实现思路
本专利技术为一种防止高强度低合金钢在氯化物腐蚀介质中腐蚀的缓蚀剂。一种防止高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中腐蚀的缓蚀剂，其特征在于：缓蚀剂中磷酸盐类浓度范围300～600ppm；磷酸盐中，以三聚磷酸钠含量200～400ppm；磷酸钠含量为100～200ppm；亚硝酸钠类化合物浓度为20～60ppm；铈类化合物浓度为30～80ppm；铈类化合物为铈的氯化物、硫酸盐或硝酸盐，且铈的价态为+3价。1、加入的聚磷酸盐为三聚磷酸钠，在含氯化物腐蚀介质中钙离子的存在，有利于缓蚀剂效率提高。2、在上述几种化合物中，加入的亚硝酸钠是氧化剂，有利于促进低合金表面的钝化。三磷酸钠和磷酸钠的添加主要是与含氯化物腐蚀介质中的金属离子，比如低合金钢腐蚀产生的2价铁离子、包括腐蚀介质中的钙离子形成磷酸铁、磷酸钙和聚磷酸铁、钙并沉积在低合金钢表面，起着沉淀型缓蚀膜作用。尽管如此，低合金钢表面的缓蚀膜仍然存在少量的孔隙。在低合金钢表面缓蚀膜的孔隙处是阳极区，发生腐蚀；而缓蚀膜完整区域为阴极区，受到保护。在这种情况下，低合金钢表面构成了典型的大阴极小阳极，加之在氯离子作用下，最终导致低合金钢在含氯化物腐蚀介质中发生严重的孔蚀。3、众所周知，稀土铈是一种多价态元素，其最高价态为4价。在缓蚀剂中添加中间价态3价铈，起着两个作用，一是3价铈失去电子变成4价铈，起着还原剂作用，而4价铈与腐蚀介质中的氢氧根反应，生成氢氧化物，沉积在低合金钢表面成为缓蚀膜；二是3价铈得到电子变成2价铈，起着氧化剂作用，有利于促进低合金钢表面钝化。同时，2价铈与腐蚀介质中的氢氧根反应，生成氢氧化物，也沉积在低合金钢表面成为缓蚀膜。如前所述，如果不添加铈化合物到缓蚀剂中，低合金钢表面形成的缓蚀膜存在孔隙，并且发生腐蚀反应。在这些活性反应点，是阳极区，电位较负，这样添加的铈化合物中的3价铈就会吸附到这些活性点区域，同时发生氧化和还原反应。最终生成的铈氢氧化物沉积在活性点区域，从而既起到防止点蚀、孔蚀发生的作用，又有利于提高低合金钢表面整体缓蚀膜的加强。所以，3价铈化合物的加入，主要用于抑制低合金钢在含氯化物腐蚀介质中的局部腐蚀，比如点蚀、缝隙腐蚀。同时，也显著地抑制、减轻低合金钢在含氯化物腐蚀介质中的均匀腐蚀。具体实施方式实例1当缓蚀剂组成为亚硝酸钠类化合物50ppm，磷酸钠化合物200ppm,三氯化铈化合物40ppm，三聚磷酸钠为200ppm时，高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中的缓蚀率达85％以上。实例2当缓蚀剂组成为亚硝酸钠类化合物20ppm，相对降低亚硝酸钠含量；磷酸钠150ppm,三聚磷酸钠含量300ppm；三氯化铈60ppm，高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中的缓蚀率为85％左右。该配方虽然降低了硝酸盐含量，其毒性降低。但是，通过增加三氯化铈后，高强度低合金钢在氯化物腐蚀介质中的缓蚀率仍然可以达到85％。实例3当缓蚀剂组成为亚硝酸钠化合物20ppm，磷酸钠100ppm,三聚磷酸钠化合物250ppm，三氯化铈盐60ppm时，高强度低合金钢在氯化物腐蚀介质中的缓蚀率达95％左右。该配方磷酸钠、三聚磷酸钠含量降低.同时，保持三氯化铈含量不变，更有效地抑制了腐蚀。实例4当缓蚀剂组成为亚硝酸钠20ppm，磷酸钠100ppm,三聚磷酸钠300ppm，三氯化铈40ppm时，高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中的缓蚀率仍然达95％。肉眼观察，试样表面被一层灰色膜覆盖。采用显微镜观察，低合金钢表面是一层网状膜。经过EDX分析，缓蚀膜中主要含有铈元素。去掉表面缓蚀膜，低合金钢试样表面没有腐蚀、点蚀迹象。该配方在确保硝酸盐含量最低的同时，进一步减少了三氯化铈的加入，只是增加了三聚磷酸盐化合物含量，取得了很好效果。由此，构成了一种含3价铈的用于防止高强度低合金钢在氯化物腐蚀介质中腐蚀的高效经济缓蚀剂。实例5当缓蚀剂组成为亚硝酸钠20ppm，磷酸钠100ppm,三聚磷酸钠300ppm，三氯化铈40ppm，取消钼酸钠类化合物时，高强度低合金钢在含天然海水中的缓蚀率达95％以上，略高于在配制的氯化物介质中的缓蚀率。采用显微镜观察低合金钢表面，其表面同样被一层带白点灰色膜覆盖，经过EDX分析，缓蚀膜中主要含有铈元素，钙、镁元素等。去掉缓蚀膜，也未见点蚀、孔蚀痕迹。说明天然海水中的钙镁离子，有利于提高缓蚀剂效率。表明构成的含3价铈的高效缓蚀剂可以用于防止高强度低合金钢在海水中的腐蚀。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中腐蚀的缓蚀剂，其特征在于：缓蚀剂中磷酸盐类浓度范围300～600ppm；磷酸盐中，以三聚磷酸钠含量200～400ppm；磷酸钠含量为100～200ppm；亚硝酸钠类化合物浓度为20～60ppm；铈类化合物浓度为30～80ppm；铈类化合物为铈的氯化物、硫酸盐或硝酸盐，且铈的价态为+3价。

【技术特征摘要】
1.一种防止高强度低合金钢在含氯化物腐蚀介质中腐蚀的缓蚀剂，其特征在于：缓蚀剂中磷酸盐类浓度范围300～600ppm；磷酸盐中，以三聚磷酸钠含量200～400ppm；...

【专利技术属性】
技术研发人员：雍兴跃，徐红艳，肖宁，张海燕，王莹，高新华，闫雅琨，卢亿文，岳智君，
申请(专利权)人：北京化工大学，中国船舶重工集团公司第七零一研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11