酸洗液中硫脲對不銹鋼的緩蝕作用研究

王永壘，李海云，方紅霞 （黃山學院化學化工學院，安徽 黃山245041）

徐先剛 （常州聯江環?？萍加邢薰?，江蘇 常州213164）

不銹鋼作為一種特種材料，在化工生產領域應用較廣［1，2］。金屬設備在酸性介質中的腐蝕是現代工業生產中最常見的腐蝕體系，其涉及到設備清洗等方面，因此研究不銹鋼在酸性腐蝕體系的緩蝕保護有著重要的意義［3～6］。下面，筆者利用失重法研究了硫脲緩蝕劑在常見的酸洗體系（10%鹽酸、10%硫酸及10%硝酸溶液）中對不銹鋼的緩蝕作用，以便為不銹鋼設備的酸洗作業提供指導。

1 試驗部分

1.1 試驗材料

硫脲、鹽酸、硫酸、硝酸（均為分析純），不銹鋼腐蝕掛片（28cm2，揚州祥瑋機械有限公司）。

1.2 緩蝕性能評價方法

恒溫40℃的條件下，將不銹鋼掛片放入含不同濃度緩蝕劑的腐蝕溶液中浸泡一段時間（10%鹽酸，2h；10%硫酸，0.5h；10%硝酸，2h）后，取出試樣，依次用蒸餾水、酒精和丙酮清洗，干燥后稱重，并按下列公式計算不銹鋼掛片的腐蝕速率：

式中，v表示腐蝕速率，g／（m2·h）；Δw表示腐蝕失重試驗前后試樣的質量差，g；S表示試樣的表觀面積，m2；t表示浸泡試驗時間，h。

緩蝕劑對不銹鋼材質在不同腐蝕介質中的緩蝕率計算公式如下：

式中，η表示緩蝕劑的緩蝕率，%；v1、v0分別表示不銹鋼腐蝕掛片在添加緩蝕劑及空白溶液下的腐蝕速率，g／（m2·h）。

2 10%鹽酸中不同硫脲加入量對不銹鋼的緩蝕作用分析

從圖1可以看出，隨著硫脲加入量的增加，其對不銹鋼材質在10%鹽酸溶液中的緩蝕作用明顯增強。當硫脲的加入量為0.2%時，其對不銹鋼掛片在10%鹽酸中的緩蝕率最高，為92.6%，此后，隨著硫脲加入量的繼續增加，緩蝕率出現輕微下降趨勢。與之對應的是，隨著硫脲加入量的增加，鹽酸溶液對不銹鋼材質的腐蝕速率出現下降趨勢，因而硫脲的適宜加入量為0.2%。

3 10%硫酸中不同硫脲加入量對不銹鋼的緩蝕作用分析

圖1 10%鹽酸溶液中不同硫脲加入量對不銹鋼緩蝕作用分析圖

由圖2可知，硫脲對不銹鋼在10%硫酸溶液中的緩蝕作用是隨著硫脲加入量的增加而出現先增加而后輕微下降的趨勢。當硫脲的加入量為0.25%時，其對不銹鋼掛片在10%硫酸溶液中的緩蝕率最高，為97.3%，此后，隨著硫脲加入量的繼續增加，腐蝕速率增加，緩蝕率出現下降的變化趨勢?？傮w上看，硫脲在10%硫酸溶液中對不銹鋼材質有明顯的緩蝕保護作用，且硫脲用量為0.25%時可有效防止不銹鋼在10%硫酸溶液中的腐蝕。

4 10%硝酸中不同硫脲加入量對不銹鋼的緩蝕作用分析

圖2 10%硫酸溶液中不同硫脲加入量對不銹鋼緩蝕作用分析圖

由圖3可知，隨著硫脲加入量的增加，硫脲對不銹鋼在10%硝酸溶液中呈現輕微促進作用，其原因可能是不銹鋼在硝酸溶液中本來就具有良好的耐蝕性能，而硫脲緩蝕劑在氧化性硝酸溶液中，會被氧化、分解，不僅硫脲自身失去緩蝕作用，其分解產物也有可能促進金屬的腐蝕作用［7，8］。

5 結論

1）在不同的酸洗溶液中，硫脲對不銹鋼的緩蝕作用不同的。

2）硫脲在10%鹽酸及10%硫酸溶液中能夠對不銹鋼產生明顯的緩蝕作用。在10%的鹽酸溶液中，硫脲的適宜加入量為0.2%時；在10%硫酸溶液中，硫脲的適宜加入量為0.25%。

圖3 10%硝酸溶液中不同硫脲加入量對不銹鋼的緩蝕作用分析圖

3）硫脲在10%硝酸溶液中對不銹鋼表現出的是促進腐蝕的作用，這說明硫脲不適合作為緩蝕劑用于氧化性硝酸中。

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