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(shui)溶性(xing)緩蝕(shi)劑的(de)作用(yong)機理(li)

水溶性(xing)緩蝕(shi)劑的作用機理是(shi)一(yi)般認為在金屬基體上生成(cheng)了：

 ①.  致密的(de)氧(yang)化膜(mo)或吸(xi)附(fu)膜(mo)；

 ②.  難溶的金屬鹽類(lei)保護膜(mo)；

 ③.  難溶的絡合物覆(fu)蓋膜；

 ④.  其他的阻滯電極反應的物質。

  大(da)多數(shu)不(bu)銹(xiu)鋼管酸(suan)(suan)洗有(you)機(ji)緩蝕(shi)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)阻滯效應(ying)只有(you)在(zai)酸(suan)(suan)性介質(zhi)中才相(xiang)當大(da)，并且(qie)是由于特性吸(xi)(xi)附(fu)(fu)或絡合(he)效應(ying)的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)，改變了固－液相(xiang)界面(mian)的(de)(de)(de)性質(zhi)，即(ji)雙電層結構，增大(da)了電極(ji)(ji)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)壁壘，從(cong)而在(zai)較大(da)程度(du)上提高(gao)了金屬離子化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)活化(hua)(hua)(hua)能和氫的(de)(de)(de)超電壓(ya)，對電極(ji)(ji)反(fan)應(ying)產(chan)生了一定的(de)(de)(de)抑制作用(yong)(yong)。有(you)些有(you)機(ji)緩蝕(shi)劑(ji)(ji)大(da)都(dou)是具有(you)電化(hua)(hua)(hua)學惰性及分(fen)(fen)子中含有(you)極(ji)(ji)性基(ji)(ji)(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)胺類、醛類、雜(za)環(huan)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)等(deng)有(you)機(ji)表面(mian)活性劑(ji)(ji)，它(ta)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子都(dou)具有(you)兩部分(fen)(fen)，一是非極(ji)(ji)性基(ji)(ji)(ji)(ji)團(tuan)即(ji)憎(zeng)水基(ji)(ji)(ji)(ji)，一般(ban)為碳氫鏈部分(fen)(fen)；二是極(ji)(ji)性基(ji)(ji)(ji)(ji)團(tuan)即(ji)親水基(ji)(ji)(ji)(ji)，如(ru)羥基(ji)(ji)(ji)(ji)、羰基(ji)(ji)(ji)(ji)、磺酸(suan)(suan)基(ji)(ji)(ji)(ji)、氨基(ji)(ji)(ji)(ji)、醚鍵(jian)等(deng)。緩蝕(shi)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子如(ru)果極(ji)(ji)性較弱，則主要(yao)(yao)產(chan)生物(wu)(wu)理吸(xi)(xi)附(fu)(fu)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)力小(xiao)。如(ru)果分(fen)(fen)子極(ji)(ji)性較強，或含有(you)多個極(ji)(ji)性基(ji)(ji)(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)，則主要(yao)(yao)產(chan)生化(hua)(hua)(hua)學吸(xi)(xi)附(fu)(fu)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)力大(da)，如(ru)羧酸(suan)(suan)、磺酸(suan)(suan)鹽、含氮(dan)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)、雜(za)環(huan)化(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)(wu)等(deng)。在(zai)較高(gao)酸(suan)(suan)度(du)（pH<1)的(de)(de)(de)浸(jin)蝕(shi)液中，緩蝕(shi)劑(ji)(ji)在(zai)金屬氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)上的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)力比它(ta)在(zai)金屬潔凈(jing)基(ji)(ji)(ji)(ji)體上的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)力要(yao)(yao)小(xiao)得多，同時還由于在(zai)氧化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)（微觀陰極(ji)(ji)）上伴有(you)不(bu)析出氫的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)去極(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)作用(yong)(yong)，緩蝕(shi)劑(ji)(ji)對不(bu)銹(xiu)鋼管表面(mian)的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)膜層的(de)(de)(de)溶解速率(lv)無不(bu)利影響。

2. 緩(huan)蝕劑的作用(yong)效(xiao)率

 緩蝕(shi)劑的作用效率取(qu)決于其化學(xue)性質、濃度(du)和浸(jin)蝕(shi)液(ye)的組成、酸度(du)、溫度(du)以及被浸(jin)蝕(shi)不銹鋼管的化學(xue)成分和電極(ji)電位。

 a. 緩蝕劑的濃(nong)度(du)

 濃(nong)度增加，其緩(huan)(huan)蝕(shi)效率(lv)(lv)(lv)也有(you)(you)所增大，但過(guo)高(gao)濃(nong)度時(shi)(shi)，緩(huan)(huan)蝕(shi)率(lv)(lv)(lv)會降低生產效率(lv)(lv)(lv)，對有(you)(you)機緩(huan)(huan)蝕(shi)劑來講，其含量(liang)在0.1%~0.2%之間。見圖2-2緩(huan)(huan)蝕(shi)劑濃(nong)度與緩(huan)(huan)蝕(shi)率(lv)(lv)(lv)的(de)關(guan)系。圖中(zhong)形象地表示(shi)：當(dang)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑濃(nong)度達到0.005%時(shi)(shi)，緩(huan)(huan)蝕(shi)率(lv)(lv)(lv)將不再有(you)(you)所升高(gao)。

 b. 溫度的影響

   溫度升高，使(shi)緩蝕(shi)劑的吸(xi)附力(li)降(jiang)(jiang)低，并使(shi)形(xing)成的阻(zu)化膜的穩定性(xing)降(jiang)(jiang)低，因此，對不(bu)銹鋼管的浸蝕(shi)處理，工(gong)作溫度不(bu)宜太高。

c. 酸液濃度對緩(huan)蝕(shi)率的影響

 幾(ji)種緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)在(zai)不同濃度的鹽(yan)(yan)酸(suan)溶液中(zhong)的緩(huan)蝕(shi)(shi)效果見(jian)表(biao)2-6, 幾(ji)種緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)在(zai)不同濃度的硫(liu)酸(suan)溶液中(zhong)的緩(huan)蝕(shi)(shi)率見(jian)表(biao)2-7, 幾(ji)種緩(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)在(zai)鹽(yan)(yan)酸(suan)與氫氟酸(suan)混(hun)合酸(suan)中(zhong)的緩(huan)蝕(shi)(shi)率見(jian)表(biao)2-8。

 d. 緩(huan)蝕劑分子中的親核性

  分(fen)子中(zhong)含親核性(xing)(xing)很強的氨氮、羧氧(yang)、羥氧(yang)等(deng)配體(ti)的多元陽(yang)離子、非(fei)離子、兩性(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)(ji)能(neng)發揮很好(hao)的緩(huan)蝕和(he)增光作用。由于(yu)不銹鋼管在(zai)浸(jin)蝕電(dian)解質溶(rong)液(ye)中(zhong)去除表(biao)(biao)面(mian)氧(yang)化層后(hou)帶的是負電(dian)荷，易吸附陽(yang)離子表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)(ji)和(he)在(zai)酸中(zhong)呈陽(yang)離子特(te)性(xing)(xing)的其(qi)他表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)劑(ji)(ji)。其(qi)中(zhong)如(ru)煙酸、喹啉、安替(ti)比林，苯并咪唑、烏洛托品和(he)甘油、三(san)乙(yi)醇(chun)胺、聚(ju)(ju)乙(yi)二(er)醇(chun)、聚(ju)(ju)乙(yi)烯亞胺、檸檬酸、磺(huang)基(ji)水楊酸、環氧(yang)－醇(chun)胺系縮聚(ju)(ju)物，如(ru)DE、DPE以及HEDP等(deng)應用較多。而以含氮雜環陽(yang)離子活性(xing)(xing)劑(ji)(ji)和(he)能(neng)形(xing)成翁離子的高分(fen)子非(fei)離子型(xing)活性(xing)(xing)劑(ji)(ji)為最好(hao)。

3. BMAT緩(huan)蝕劑

 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(zhi)，BMAT對上述不銹鋼管在(zai)(HCl)=5%的溶液中均有抑制作用，還表(biao)面緩蝕劑 BMAT 能有效抑制局(ju)部微電(dian)池引起(qi)的腐蝕。緩蝕劑隨合金中含(han)碳量的增(zeng)加而相應提高。

a. BMAT的(de)添加量對緩蝕劑的(de)影(ying)響(xiang)

 圖2-3、圖2-4、圖2-5三圖的曲線表明(ming)，每一種不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管當BMAT 用(yong)量超過一定濃度(du)時，緩(huan)蝕劑隨 BMAT濃度(du)的變化趨于平緩(huan)。可(ke)選(xuan)擇的最佳濃度(du)：對(dui)316L不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管為(wei) 3 mmol/L ,對(dui)304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管為(wei)2 mmol/L，對(dui)2Cr13不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管為(wei)1 mmol/L。

b. 溫度對(dui)緩(huan)蝕率(lv)的(de)影(ying)響(xiang) 

  表2-10 列出添加 BMAT 3 mmol/L 在(zai)不同溫度(du)時的緩蝕(shi)率。從表 2-10 可(ke)見，隨著溫度(du)的升高 ，BMAT在(zai)不銹鋼(gang)管上的緩蝕(shi)率呈增(zeng)大的趨(qu)勢，表明(ming)吸附反(fan)(fan)應為吸熱反(fan)(fan)應。

4. BMAT緩蝕劑對抑制酸洗(xi)應力(li)腐蝕的影響

 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(chu)的(de)評(ping)定指標分析(xi)，不(bu)論對(dui)何種鋼(gang)(gang)，與(yu)在空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)相(xiang)比(bi)，在(HCl)=5%中(zhong)(zhong)其斷(duan)裂(lie)時(shi)間和最大應變(bian)都大大降低(di)，斷(duan)裂(lie)時(shi)間的(de)縮短和最大應變(bian)的(de)減少，必然是由(you)于(yu)在w(HCl)=5%中(zhong)(zhong)，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管發生了嚴重的(de)應力(li)(li)腐蝕(shi)開裂(lie)所致，加(jia)入(ru)BMAT后，兩種不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)兩項(xiang)評(ping)分指標都明(ming)顯改善(shan)。這說明(ming)BMAT對(dui)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)管的(de)應力(li)(li)腐蝕(shi)破裂(lie)有優良的(de)抑(yi)制作用(yong)。