浙江至德鋼業有限公司技術人員通過長期跟蹤分析本工廠不銹鋼管酸洗工藝，發現用于不銹鋼管的浸蝕溶液，在其工作條件下，除具有浸蝕活性外，還必須對合金具有一定的鈍化性，一是保證不銹鋼管不受過腐蝕和大量滲氫；二是為了提供光亮浸蝕所必需的條件，使不銹鋼管微凸表面呈活化狀態而優先溶解，微凹表面呈鈍態被保護，在生產中是向溶液內添加緩蝕劑。

1. 水溶性緩蝕劑(ji)的(de)作用機理

水溶性緩(huan)蝕劑的(de)作用機理是(shi)一般認(ren)為在金屬基體上(shang)生成(cheng)了：

 ①.  致密(mi)的氧化膜(mo)或吸附膜(mo)；

 ②.  難溶的金屬(shu)鹽類保(bao)護膜；

 ③.  難(nan)溶的絡合物覆蓋膜(mo)；

 ④.  其他的阻滯電極反應的物質。

  大(da)(da)(da)多數(shu)不(bu)銹鋼管酸(suan)(suan)(suan)洗有(you)(you)機(ji)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑的(de)(de)(de)阻滯(zhi)效(xiao)應(ying)(ying)只有(you)(you)在酸(suan)(suan)(suan)性(xing)(xing)(xing)介質中才相當大(da)(da)(da)，并且是(shi)由(you)于特性(xing)(xing)(xing)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)或(huo)絡合(he)效(xiao)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)作用，改變(bian)了(le)固－液(ye)相界(jie)面(mian)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)質，即(ji)雙電(dian)層結構，增大(da)(da)(da)了(le)電(dian)極(ji)反(fan)(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)(de)壁壘，從而在較大(da)(da)(da)程度上(shang)提高(gao)了(le)金屬離子(zi)(zi)化(hua)的(de)(de)(de)活化(hua)能和氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)超電(dian)壓，對(dui)電(dian)極(ji)反(fan)(fan)應(ying)(ying)產生了(le)一(yi)定的(de)(de)(de)抑(yi)制作用。有(you)(you)些(xie)有(you)(you)機(ji)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑大(da)(da)(da)都是(shi)具有(you)(you)電(dian)化(hua)學惰性(xing)(xing)(xing)及分子(zi)(zi)中含(han)有(you)(you)極(ji)性(xing)(xing)(xing)基(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)胺類、醛(quan)類、雜(za)環(huan)化(hua)合(he)物等有(you)(you)機(ji)表面(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑，它(ta)的(de)(de)(de)分子(zi)(zi)都具有(you)(you)兩部(bu)分，一(yi)是(shi)非極(ji)性(xing)(xing)(xing)基(ji)團(tuan)即(ji)憎(zeng)水基(ji)，一(yi)般為碳氫(qing)(qing)鏈部(bu)分；二是(shi)極(ji)性(xing)(xing)(xing)基(ji)團(tuan)即(ji)親水基(ji)，如羥基(ji)、羰(tang)基(ji)、磺(huang)酸(suan)(suan)(suan)基(ji)、氨基(ji)、醚鍵等。緩(huan)(huan)蝕(shi)劑的(de)(de)(de)分子(zi)(zi)如果極(ji)性(xing)(xing)(xing)較弱(ruo)，則(ze)主要產生物理吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)力(li)(li)小。如果分子(zi)(zi)極(ji)性(xing)(xing)(xing)較強，或(huo)含(han)有(you)(you)多個極(ji)性(xing)(xing)(xing)基(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)，則(ze)主要產生化(hua)學吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)力(li)(li)大(da)(da)(da)，如羧酸(suan)(suan)(suan)、磺(huang)酸(suan)(suan)(suan)鹽、含(han)氮化(hua)合(he)物、雜(za)環(huan)化(hua)合(he)物等。在較高(gao)酸(suan)(suan)(suan)度（pH<1)的(de)(de)(de)浸蝕(shi)液(ye)中，緩(huan)(huan)蝕(shi)劑在金屬氧化(hua)物上(shang)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)力(li)(li)比它(ta)在金屬潔凈基(ji)體上(shang)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)力(li)(li)要小得(de)多，同時還由(you)于在氧化(hua)物（微觀陰極(ji)）上(shang)伴有(you)(you)不(bu)析出氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)氧化(hua)去極(ji)化(hua)作用，緩(huan)(huan)蝕(shi)劑對(dui)不(bu)銹鋼管表面(mian)的(de)(de)(de)氧化(hua)膜層的(de)(de)(de)溶解(jie)速(su)率無不(bu)利影響。

2. 緩蝕劑的作用(yong)效率

 緩蝕劑的作用效(xiao)率取決于(yu)其化(hua)學(xue)性質(zhi)、濃度(du)和浸蝕液(ye)的組成(cheng)、酸度(du)、溫度(du)以(yi)及被浸蝕不銹鋼管的化(hua)學(xue)成(cheng)分和電極電位。

 a. 緩蝕(shi)劑的濃度

 濃度增(zeng)加(jia)，其緩(huan)(huan)蝕(shi)效率(lv)(lv)也有所增(zeng)大(da)，但(dan)過高濃度時，緩(huan)(huan)蝕(shi)率(lv)(lv)會降低生產效率(lv)(lv)，對有機緩(huan)(huan)蝕(shi)劑來講，其含量在0.1%~0.2%之間。見圖2-2緩(huan)(huan)蝕(shi)劑濃度與(yu)緩(huan)(huan)蝕(shi)率(lv)(lv)的關系。圖中形象地(di)表示(shi)：當(dang)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑濃度達(da)到0.005%時，緩(huan)(huan)蝕(shi)率(lv)(lv)將(jiang)不再有所升高。

 b. 溫度的影響

   溫度升高，使緩(huan)蝕劑的(de)吸附力降(jiang)低(di)，并(bing)使形成(cheng)的(de)阻化膜(mo)的(de)穩(wen)定性(xing)降(jiang)低(di)，因此，對不銹鋼管的(de)浸蝕處(chu)理，工作溫度不宜太高。

c. 酸液濃(nong)度(du)對緩蝕率的影響

 幾種(zhong)緩蝕(shi)劑在不同濃度的(de)鹽酸(suan)(suan)溶(rong)液中的(de)緩蝕(shi)效果見(jian)表(biao)2-6, 幾種(zhong)緩蝕(shi)劑在不同濃度的(de)硫酸(suan)(suan)溶(rong)液中的(de)緩蝕(shi)率見(jian)表(biao)2-7, 幾種(zhong)緩蝕(shi)劑在鹽酸(suan)(suan)與氫氟酸(suan)(suan)混合酸(suan)(suan)中的(de)緩蝕(shi)率見(jian)表(biao)2-8。

 d. 緩蝕劑分子中(zhong)的親(qin)核性

  分(fen)子中含親核性(xing)(xing)很(hen)(hen)強(qiang)的氨氮、羧氧(yang)(yang)、羥氧(yang)(yang)等配體(ti)的多元陽離(li)(li)子、非(fei)離(li)(li)子、兩性(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)(ji)能(neng)發揮很(hen)(hen)好(hao)的緩蝕和增光作用。由(you)于不銹鋼管在(zai)浸蝕電解質溶液中去(qu)除表(biao)(biao)面(mian)氧(yang)(yang)化層后帶(dai)的是(shi)負(fu)電荷，易吸附陽離(li)(li)子表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)(ji)和在(zai)酸(suan)中呈陽離(li)(li)子特性(xing)(xing)的其他表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)(ji)。其中如(ru)煙酸(suan)、喹啉、安替(ti)比(bi)林，苯并咪唑(zuo)、烏洛托品和甘油、三乙(yi)醇(chun)胺(an)、聚乙(yi)二醇(chun)、聚乙(yi)烯(xi)亞(ya)胺(an)、檸檬酸(suan)、磺基水(shui)楊酸(suan)、環氧(yang)(yang)－醇(chun)胺(an)系(xi)縮聚物，如(ru)DE、DPE以(yi)及HEDP等應用較多。而以(yi)含氮雜環陽離(li)(li)子活性(xing)(xing)劑(ji)(ji)和能(neng)形成翁離(li)(li)子的高分(fen)子非(fei)離(li)(li)子型活性(xing)(xing)劑(ji)(ji)為最好(hao)。

3. BMAT緩(huan)蝕(shi)劑

 浙江至德鋼業有限公司介紹了一種新型緩蝕劑－苯并咪唑類化合物BMAT,抑制316L不銹鋼、304不銹鋼、1Cr13、2Cr13等不銹鋼在(HCl)=5%中均勻腐蝕的性能和機理。BMAT濃度為3mmol/L,t=40℃，各種不銹鋼管在(HCl)=5%和w(HCl)=5%、c(BMAT)=3mmol/L中不銹鋼的腐蝕速率和BMAT的緩蝕率見表2-9。

 從表(biao)2-9 中可知，BMAT對上述不銹鋼(gang)管在(HCl)=5%的溶液中均有抑制(zhi)作用(yong)，還表(biao)面緩蝕(shi)劑 BMAT 能有效抑制(zhi)局部微(wei)電池引起的腐蝕(shi)。緩蝕(shi)劑隨合金中含碳(tan)量的增(zeng)加而相應(ying)提高。

a. BMAT的(de)添加量對緩蝕劑的(de)影(ying)響

 圖2-3、圖2-4、圖2-5三圖的(de)曲線表明，每一(yi)種不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管當BMAT 用量(liang)超過一(yi)定(ding)濃(nong)度(du)時，緩蝕(shi)劑隨 BMAT濃(nong)度(du)的(de)變化趨于(yu)平緩。可選(xuan)擇的(de)最佳(jia)濃(nong)度(du)：對(dui)316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管為(wei) 3 mmol/L ,對(dui)304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管為(wei)2 mmol/L，對(dui)2Cr13不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管為(wei)1 mmol/L。

b. 溫度對緩(huan)蝕率的影響 

  表(biao)2-10 列出添加(jia) BMAT 3 mmol/L 在不同溫度時的(de)(de)(de)緩蝕(shi)率。從表(biao) 2-10 可見，隨著溫度的(de)(de)(de)升高 ，BMAT在不銹鋼管(guan)上的(de)(de)(de)緩蝕(shi)率呈增大的(de)(de)(de)趨(qu)勢，表(biao)明吸附反(fan)應為吸熱反(fan)應。

4. BMAT緩蝕劑(ji)對抑制酸洗應(ying)力(li)腐蝕的影響(xiang)

 鹽酸作為酸洗液，含有大量的氯離子,對不銹鋼管會產生應力腐蝕開裂。為此，浙江至德鋼業有限公司研究了BMAT在(HCl)=5%的溶液中對不銹鋼管的應力腐蝕開裂的抑制作用，見表2-11的負載－拉伸實驗結果。

 從表2-11所列出的(de)評(ping)定指(zhi)標分(fen)(fen)析，不論對(dui)何種(zhong)鋼，與在(zai)空氣中(zhong)相比(bi)，在(zai)(HCl)=5%中(zhong)其斷裂(lie)時(shi)間(jian)和最大應(ying)變都大大降(jiang)低(di)，斷裂(lie)時(shi)間(jian)的(de)縮短和最大應(ying)變的(de)減少，必然(ran)是由于在(zai)w(HCl)=5%中(zhong)，不銹(xiu)鋼管發生了嚴重的(de)應(ying)力腐蝕開裂(lie)所致，加入BMAT后，兩種(zhong)不銹(xiu)鋼的(de)兩項(xiang)評(ping)分(fen)(fen)指(zhi)標都明顯改善。這(zhe)說(shuo)明BMAT對(dui)不銹(xiu)鋼管的(de)應(ying)力腐蝕破裂(lie)有優(you)良的(de)抑制作用。