六次甲基四胺对碳钢缓蚀行为的研究.pdf

第40卷第2期
当代化エ
Vo1.40,No.2
2011年2月
Contemporary Chemical Industry
February, 2011
科研与开发
六次甲基四胺对碳钢簽蚀行为的研究
刘东,林修洲2,朱想明
(1.武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉430073;2、四川理工学院材料与化学工程系,四川自贡64300
摘
要:采用电化学方法和原子力显微镜技术研究了六次甲基四胺(HMTA)在盐酸介质中对碳钢的缓蚀
行为。结果表明:HMTA对碳钢具有较好的缓蚀作用,是一种混合型的缓蚀剂。随着HMTA浓度的增加,缓蚀
效率明显增加;在50℃时遵循 Langmuir's等温吸附模型,表面吸附能ムCa<0,吸附过程可以自发进行;原子
力显微镜分析则表明,加人缓蚀剂HMTA比未加时表面粗糙度(Rms)的变化明显降低。
关键词:碳钢;六次甲基四胺;酸洗;腐蚀
中图分类号:TG174.42文献标识码
文章编号:1671-0460(2011)02-0111-04
Inhibiting Behavior of Hexamethylenetetramine on Carbon Steel
LIU Dong, LIN Xiz-zhou, Zhuxiang-ming
(. School of Chemical Enineein &Amac Wuhan Institute of Technology, Hubei Wuhan 430073, China;
2. Dea men of Mate al &emical Enineein, Sic uan Institue of Science& Enineering, Sichuan Zion 643000,China)
Abstract: Inhibiting behavior of hexamethylenetetramine(HMTA) on carbon steel in HC] was studied by
electrochemistry and AFM. The results indicate that HMTA can be adsorbed on surface of the metal and reduce
corrosion rate, which is a mixed-type inhibitor; Inhibition efficicncy(1 )increases with increasin of HMTA
concentration. Ad option follows the Langmuir isotherm at 50 and surface adsorption energy(AG s )is negative
value, so the adsorption process can occur automatically. AFM analysis shows that HMTA can affect the surface
roughness and protect metal
Key words: Carbon steel; HMTA; Pickling; Corrosion
设备运行期问,介质中部分成分常在设备或管钢的缓蚀作用,获得了重要的实验数据,对于实际
路表面沉积,使换热效率下降。化学清洗是一种常酸洗操作貝有重要的指导意义。
用的除垢方法,通常采用盐酸或硫酸等化学酸洗方
式来进行。为了防止酸洗时因过度酸洗造成钢材
1实验部分
材料损失,或避免表爾粗糙度增大,以及金属表面
实验采用A3钢,化学成分为:C0.14~0.22,
氢脆化( hydrogen embirttlement)等现象产生,而影Mn0.30~0.65,Si0.30,P0.045,S0.05, Fe balance
响钢材的机械性能。因此,在酸洗过程中常加入酸电化学试样的表面积为S=1cm2,其余部分用环氧
洗缓蚀剂( pickling inhibitor),抑制或减缓上述现封装。实验介质是10%(mas%り)的HCl,并加入不
象的产生并得以节省成本。缓蚀剂通常为有机化同浓度的HMTA。用于AFM试验测试的电极表面
合物,含有N、O、S等原子,且大多数高效缓蚀剂在1200目的砂纸打磨后,进一步用石英抛光膏(0.5
常常还含有π键和孤对电子。缓蚀剂的缓蚀效率主要um)抛光,然后用蒸馏水和无水乙醇及丙酮超声
依靠有机物在金属上的吸附,由于有机物的吸附取代振荡清洗,干燥后备用。
了水分子的吸附,而使腐蚀难于进行。六次甲基四
电化学测试在IM6e电化学测试仪上进行,采
胺( Hexamethylenetetramine,HMTA)由于价格便宜,用三电极体系,以饱和甘汞电极为参比电极,铂电
易溶于水,广泛应用于工业中。因此,研究HMTA对极为辅助电极。动电位扫描范围:-150~+150mV
金属的缓蚀作用貝有很强的实际应用价值。
vs.Em,扫描速度:0.5mV/s;电化学阻抗谱测试采
本文采用电化学方法和原子力显微镜技术研究用频率为100K~10mHz,幅值为±5mV的正弦波。
了在10%盐酸介质中六次甲基四胺(HMTA)对碳
采用 Seiko SPA400型原子力显微镜测量电极表
基金项目:绿色化工过程省部共建教育部重点实验室开放基金(N.6CP201005),材料腐蚀与防腐四川省高校重点实验室开放基金(No.2010CL09)
收稿日期:2010-11-06
作者简介;刘东(1980-),男,讲师、博士,从事材料学的研究。E-mail:liudong1980@gmai1.com。
通讯作者:朱想明,Email:Zhu_xiangning@c126.com