不銹鋼的腐蝕研究及緩蝕劑應(yīng)用
眾所周知，不銹鋼在電解質(zhì)溶液中，表面因形成鈍化膜，具有良好的耐蝕性能鈍化膜成分以鐵的氧化物和鉻的氧化物為主，鈍化膜中鐵的化學(xué)狀態(tài)隨深度的不同而變化。李金波等利用電化學(xué)極化曲線、X射線光電子能譜（XPS）研究了304L不銹鋼在碳酸氫鈉溶液中的形成的表面鈍化膜的半導(dǎo)體特性，發(fā)現(xiàn)電位在小于-0.4V的條件下，鈍化膜呈p型半導(dǎo)體特性，電位在-0.4V~0.26V之間時(shí)，鈍化膜表現(xiàn)為n型半導(dǎo)體特性，且鈍化膜主要由內(nèi)層的鉻的氧化物（Cr2O3）和外層的鐵的氧化物（FeO和Fe2O3）構(gòu)成。李瑛等利用同步輻射光電子能譜(SR-XPS)原位研究了氧離子濺射304不銹鋼中的鐵、鎳、鉻合金元素與氧離子的化學(xué)反應(yīng)活性差異，發(fā)現(xiàn)不銹鋼合金元素中，鉻元素與氧離子的化合能力最強(qiáng)，鐵元素次之，鎳元素的化合能力最弱。胡鋼等研究了304不銹鋼在閉塞溶液中鈍化膜的組成，發(fā)現(xiàn)Cl-作用于鈍化膜的表面，使其部分形成可溶性的化合物，從而使鈍化膜的完整性受到破壞，從而改變鈍化膜的組合和結(jié)構(gòu)性能。陳長風(fēng)等通過測量鈍化膜的空間電荷電容，來研究鈍化膜的半導(dǎo)體性質(zhì)，雙極性半導(dǎo)體的鈍化膜的M-S曲線斜率在耗盡態(tài)電位區(qū)會(huì)發(fā)生變化。王超等利用電位-電容測試盒M-S曲線分析了304不銹鋼的鈍化膜在電解質(zhì)溶液中的半導(dǎo)體特性，還發(fā)現(xiàn)了在堿性環(huán)境中，鈍化膜的腐蝕來自于富鉻層導(dǎo)電能力的增強(qiáng)，而在酸性和中性介質(zhì)中，鈍化膜的腐蝕則來自于富鐵層導(dǎo)電能力的增強(qiáng)。蔡松崎等提出了四種關(guān)于鐵在水溶液中形成鈍化膜的結(jié)構(gòu)模型。Dezhkunov等認(rèn)為高溫下不銹鋼成膜時(shí)不同類型的半導(dǎo)體特征與鈍化膜內(nèi)外層電子層的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
國內(nèi)外關(guān)于超聲應(yīng)用于金屬腐蝕與緩蝕方面的研究并不多見。Q.Zhang等發(fā)現(xiàn)超聲并沒有影響溶液的氧化還原電位，其原因可能是超聲的機(jī)械效應(yīng)影響了金屬的腐蝕速率，增強(qiáng)了溶液中的傳質(zhì)作用，在含有氯離子溶液中，采用200KHz的超聲可以提高不銹鋼的耐點(diǎn)蝕能力。R.G Wang等通過電化學(xué)極化等方法來研究超聲處理過的304不銹鋼的點(diǎn)蝕與縫隙腐蝕，發(fā)現(xiàn)了未加超聲時(shí)，不銹鋼發(fā)生點(diǎn)蝕后其表面的坑增長，腐蝕產(chǎn)物覆蓋點(diǎn)蝕坑，超聲作用后的不銹鋼表面，腐蝕產(chǎn)物被剝離，腐蝕坑增長速度會(huì)下降。W. Liu等通過研究超聲空化對Cr-Mn-N不銹鋼腐蝕行為的影響，對比其對0Cr13Ni5Mo不銹鋼影響，發(fā)現(xiàn)空化過程會(huì)對不銹鋼表面的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。 S. K. Wu等對比分析了空化效應(yīng)對TiNi記憶合金鋼和304不銹鋼腐蝕的影響。此外，大型儲(chǔ)油儲(chǔ)液容器、運(yùn)輸油和溶液的槽車以及輸油管道，普遍都存在防腐防垢的要求，采用超聲設(shè)備，可以利用超聲空化效應(yīng)有效地解決傳統(tǒng)的靠人工刷擦清洗來防腐防垢的問題，具體表現(xiàn)為超聲波在流體介質(zhì)中的空化作用所產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力可以加速Ca2+和Mg2+的析出，而且能夠?qū)⒁呀?jīng)析出的碳酸鹽垢和顆粒雜質(zhì)等粉碎成細(xì)小的顆粒而懸浮于介質(zhì)中；超聲波在流體中發(fā)生空化所造成的高溫高壓等特殊物理環(huán)境也會(huì)加速化學(xué)反應(yīng)，從而改變結(jié)垢條件。
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2015年01月18日
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