二乙基二硫代氨基甲酸钠及其复配缓蚀剂对316L不锈钢的缓蚀性能.pdf

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二乙基二硫代氨基甲酸钠及其复配缓蚀剂
对316L不锈钢的缓蚀性能
杨杰2,任晓光
(1.北京化工大学化工学院,北京100029;2.北京石油化工学院化工学院,北京102617)
[摘要]采用动电位极化曲线法和交流阻抗法(EIS),研究了ニ乙基二硫代氯基甲酸钠( SDDIC)及其分别与硅
酸钠和钼酸钠复配对316L不绣钢在3%NaI溶液中的缓蚀作用。结果表明:室温下, SDDTC对316L不锈钢有明
显的缓蚀效果; SDDTC分别与硅酸钠和钼酸納复配比单独使用的缓蚀效果要好。
[关键词」316L不锈钢;二乙基二硫代魚基甲酸钠;硅酸钠;钼酸納;协同效应
[中图分类号]TG174.
[文献标识码]A[文章编号]1001-1560(2011)12-0033-03
前言
(EIS)2种电化学方法研究了3种缓蚀剂在质量分数为
3%NaCl溶液中对316L不锈钢的缓蚀行为。
316L不锈钢比普通碳钢具有更好的抗腐蚀性能,
在石油、天然气化工行业得到了普遍应用叫,但其在侵
试验
蚀性介质中不可避免地会遭到腐蚀,尤以含有C?的介
质为重,对此已有许多研究2】。目前,控制氯化物腐蚀1.1材料处理
最方便、快捷的方法是添加缓蚀剂3。我国使用的缓
试验材料为316L不锈钢,工作面尺寸为1cmx1
蚀剂主要有无机盐类、有机胺类和咪唑啉类等,其中cm。依次用200~700号砂纸逐级打磨,用丙酮去油,
有机胺类缓蚀剂结构稳定、低毒、性能良好,已被大量去离子水清洗,干燥;非测量部分用硅胶密封,待硅胶
使用?。在含有N,S或0原子的有机化合物中其孤对固化后再用800~1200号砂纸打磨,去离子水清洗,乙
电子结构容易与金属形成牢固的共价键,作为金属缓醇浸泡,吹干。
蚀剂具有一定的潜力。分子中同时含有N,S原子的化1.2电化学测试
合物比只含其中一种原子的化合物具有更好的缓蚀效
采用IM6ex电化学工作站,用去离子水配制3%
果。含二硫代氨基甲酸基团(DTC)的化合物具有能提NaCl溶液,将试样浸入其中,室温下浸泡12h,测量极
供孤对电子的2个S原子和1个N原子,以含此类基化曲线及阻抗曲线。采用三电极体系:工作电极为
团的化合物作缓蚀剂已有先例?。其中,二乙基二硫316L不锈钢,参比电极为饱和汞电极(SCE),辅助电极
代氨基甲酸钠( SDDTC)是一种新型的有机胺类缓蚀为铂电极。
剂,缓蚀性能良好,且兼有杀菌、抗氧等多种功效。目
极化曲线测量扫描范围-500~500mV,扫描速度
前单一的缓蚀剂已经很难满足对CI的缓蚀,对为5mV/s,利用 Origin7.5软件对测量的腐蚀电位及腐
sDrC进行缓蚀剂的复配,在国内外还鲜有报道。为蚀电流进行数据处理:交流阻抗曲线测量频率范围
了更深人地了解SDTC及其分别与硅酸钠和钼酸钠1.0x(10-1~10)Hz,干扰电压为5mV,利用 Origin
复配的缓蚀行为,本工作通过极化曲线及交流阻抗7.5软件对测量的阻抗数值进行曲线拟合。
收稿日期]2011~06-07
基金项目」国家自然科学基金(26080北京市属市管2结果与讨论
人才强教计划资助项目(Biwr2005110);:北京
市教委URT资助项目
2.] SDDIC的缓蚀效果
通信作者]杨杰(1984-),在读硕土,高硬度电解质水2.1.1极化曲线
溶液垢下腐蚀机理及规律硏究,电话:
图1为室温下添加不同浓度 SDDIIC时316L不锈
15210694874,E-mail:383551756@qg,com
钢在3%NaCI溶液中的极化曲线,对应电化学反应参
T13%
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杖
数见表1。在腐蚀溶液中,可还原的物质只有溶解氧及
从图2可以看出, SDDTC的加入明显地提高了
氢离子,高负电位时,极化行为主要为氢气的析出,而316L不锈钢电极的阻抗值,当其达到0.76g/L时,
接近腐蚀电位时则逐渐转变为溶解氧的还原,高于腐 Nyquist曲线开度最大,对应的阻抗值也是最大的,缓蚀
蚀电位以后又变为316L不锈钢电极在腐蚀介质中的效果最好,表明该浓度是SDTC最佳使用浓度,这和
阳极溶解。
极化曲线得到的结论是一致的
2.2 SDDITC与硅酸钠复配的缓蚀效果
0.76gL
0.2114g
2.1极化曲线
硅酸钠是一种传统的阳极型缓蚀剂们,可在金属
0/L
表面阳极区与金属离子发生反应,生成沉淀膜覆盖在
阳极表面,从而形成保护膜,能抑制金属的溶解。室温
lgl(uA?cmn2
下,以0.76g/ L SDDIC为基础与不同质量浓度的硅酸
图室温下不同浓度 SDDTC时316L不锈钢的极化曲线
钠复配后的极化曲线见图3,电化学反应参数见表2。
表1不同浓度 SDDTC时316L不锈钢的电化学性能
由图3及表2可以看出,复配后的缓蚀效果好于纯
SDDIC,当复配比为1:1时,腐蚀电流密度最小,缓蚀
p( SDDTC)/(g?L-1)Jem/(uA?cm2)
效果最好。在腐蚀溶液中,硅酸钠在316L不锈钢表面
766.0
81.390
形成了一层细密、坚韧的硅铁稳定膜,在电极表面呈灰
2.344
黑色,这种膜与 SDDC产生的膜没有冲突。
27.7
21.900
1.14
72.9
34.710
1:0
1:2
68.3
5.270
从图1可以看出,加入 SDDC后,316L不锈钢电
极的电流密度明显减小,腐蚀电位正移;当 SDDTC浓
10-9-8
lgJ(uA?cm2)
度从0.38g/工L增加至1.90g/L时,腐蚀电位E。m明显
正移,说明该缓蚀剂可能是一个阳极型缓蚀剂,电极表
图3室温下0.76g/ L SDDTC与硅酸钠复配后
面有灰褐色物质生成,可能是在其表面形成一种不溶
316L不锈钢的极化曲线
于水的配位化合物膜,阻止了腐蚀介质向316L不锈钢
表20.76g/ L SDDTC与不同浓度硅酸钠复配后
表面的迁移,从而抑制了金属腐蚀。从表1可以看出,
316L不锈钢的电化学性能
SDDTC浓度为0.76g/L时,316L不锈钢电极的腐蚀电
n(质量浓度)
Jom/(HA?cm2)
E。or/mV
流密度达到最小,说明此浓度下对316L不锈钢具有最
27,7
21.9
佳的缓蚀效果
2.1.2阻抗曲线
图2为不同浓度 SDDTC下316L不锈钢在3%
21.4
90.l7
NaC溶液中浸泡12h后的 Nyquist曲线。
1.2r190gレ
23.9
20000
.76gL
16000
2.2.2阻抗曲线
12000
图4为室温下0.76g/ L SDDTC与不同浓度硅酸
8000
140)0
O g/L
钠复配后316L不锈钢电极浸泡12h的 Nyquist曲线。
0)2000400060008000
从图4可以看出,与单独使用 SD