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(huan)蝕(shi)劑的作用機理

水溶性(xing)緩蝕劑的作用機理是一般(ban)認為在金屬(shu)基體上生成了：

 ①.  致(zhi)密(mi)的氧化膜或吸附膜；

 ②.  難(nan)溶(rong)的金屬鹽類保護膜(mo)；

 ③.  難溶的(de)絡合物覆(fu)蓋膜；

 ④.  其他的阻滯電極反應的物質。

  大(da)(da)多數(shu)不(bu)(bu)銹鋼(gang)管酸(suan)洗(xi)有(you)(you)(you)(you)(you)機緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑的(de)阻滯效(xiao)應(ying)只有(you)(you)(you)(you)(you)在酸(suan)性介質中(zhong)才(cai)相(xiang)當大(da)(da)，并且(qie)是由于(yu)特性吸(xi)(xi)(xi)附(fu)或絡合(he)效(xiao)應(ying)的(de)作(zuo)用(yong)，改變(bian)了固－液相(xiang)界(jie)面(mian)(mian)的(de)性質，即雙電(dian)層(ceng)(ceng)結構，增大(da)(da)了電(dian)極(ji)反應(ying)的(de)壁壘，從而在較大(da)(da)程(cheng)度(du)上提高(gao)了金屬(shu)離子(zi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)的(de)活化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)能和氫(qing)的(de)超電(dian)壓，對電(dian)極(ji)反應(ying)產(chan)(chan)(chan)生了一定的(de)抑制作(zuo)用(yong)。有(you)(you)(you)(you)(you)些有(you)(you)(you)(you)(you)機緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑大(da)(da)都(dou)是具(ju)有(you)(you)(you)(you)(you)電(dian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學惰性及分子(zi)中(zhong)含(han)有(you)(you)(you)(you)(you)極(ji)性基(ji)(ji)(ji)團的(de)胺(an)類(lei)、醛類(lei)、雜環化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)等(deng)有(you)(you)(you)(you)(you)機表面(mian)(mian)活性劑，它(ta)的(de)分子(zi)都(dou)具(ju)有(you)(you)(you)(you)(you)兩部(bu)分，一是非極(ji)性基(ji)(ji)(ji)團即憎水(shui)基(ji)(ji)(ji)，一般(ban)為碳氫(qing)鏈(lian)部(bu)分；二(er)是極(ji)性基(ji)(ji)(ji)團即親水(shui)基(ji)(ji)(ji)，如(ru)羥基(ji)(ji)(ji)、羰基(ji)(ji)(ji)、磺(huang)酸(suan)基(ji)(ji)(ji)、氨基(ji)(ji)(ji)、醚鍵等(deng)。緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑的(de)分子(zi)如(ru)果極(ji)性較弱，則主要產(chan)(chan)(chan)生物(wu)理吸(xi)(xi)(xi)附(fu)，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)力小。如(ru)果分子(zi)極(ji)性較強，或含(han)有(you)(you)(you)(you)(you)多個極(ji)性基(ji)(ji)(ji)團的(de)，則主要產(chan)(chan)(chan)生化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)學吸(xi)(xi)(xi)附(fu)，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)力大(da)(da)，如(ru)羧酸(suan)、磺(huang)酸(suan)鹽、含(han)氮化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)、雜環化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)等(deng)。在較高(gao)酸(suan)度(du)（pH<1)的(de)浸蝕(shi)(shi)液中(zhong)，緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑在金屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)上的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)力比它(ta)在金屬(shu)潔凈基(ji)(ji)(ji)體上的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)力要小得(de)多，同時還由于(yu)在氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)（微觀陰極(ji)）上伴有(you)(you)(you)(you)(you)不(bu)(bu)析出氫(qing)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)去極(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)，緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑對不(bu)(bu)銹鋼(gang)管表面(mian)(mian)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)膜層(ceng)(ceng)的(de)溶解(jie)速(su)率無不(bu)(bu)利(li)影響。

2. 緩蝕(shi)劑的作用效率

 緩蝕劑的(de)作(zuo)用效率取決于(yu)其化學(xue)性質、濃度和浸(jin)蝕液的(de)組成(cheng)、酸(suan)度、溫度以(yi)及被浸(jin)蝕不(bu)銹(xiu)鋼管的(de)化學(xue)成(cheng)分(fen)和電(dian)極電(dian)位。

 a. 緩(huan)蝕(shi)劑的濃度

 濃(nong)(nong)度(du)(du)增(zeng)加(jia)，其(qi)緩(huan)(huan)蝕(shi)效(xiao)(xiao)率也有(you)所增(zeng)大(da)，但過高(gao)濃(nong)(nong)度(du)(du)時(shi)，緩(huan)(huan)蝕(shi)率會降低生產(chan)效(xiao)(xiao)率，對有(you)機(ji)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)來講(jiang)，其(qi)含(han)量在0.1%~0.2%之間。見(jian)圖2-2緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)濃(nong)(nong)度(du)(du)與緩(huan)(huan)蝕(shi)率的關系。圖中形象地(di)表示：當緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)濃(nong)(nong)度(du)(du)達到0.005%時(shi)，緩(huan)(huan)蝕(shi)率將不再(zai)有(you)所升(sheng)高(gao)。

 b. 溫度的影響

   溫度(du)升高(gao)，使(shi)緩蝕劑的吸附力(li)降(jiang)低(di)，并使(shi)形(xing)成的阻化膜的穩定性降(jiang)低(di)，因此，對不銹鋼管的浸蝕處理，工作溫度(du)不宜太高(gao)。

c. 酸液(ye)濃度(du)對緩蝕率的(de)影(ying)響(xiang)

 幾種緩(huan)(huan)蝕(shi)劑在(zai)不(bu)(bu)同濃度的(de)鹽(yan)酸溶液中(zhong)的(de)緩(huan)(huan)蝕(shi)效果見表2-6, 幾種緩(huan)(huan)蝕(shi)劑在(zai)不(bu)(bu)同濃度的(de)硫酸溶液中(zhong)的(de)緩(huan)(huan)蝕(shi)率見表2-7, 幾種緩(huan)(huan)蝕(shi)劑在(zai)鹽(yan)酸與氫氟(fu)酸混合酸中(zhong)的(de)緩(huan)(huan)蝕(shi)率見表2-8。

 d. 緩蝕劑分子中的親核(he)性

  分(fen)子(zi)中含親核(he)性(xing)(xing)(xing)很(hen)強的(de)氨氮(dan)、羧氧、羥氧等配體的(de)多元(yuan)陽(yang)離(li)(li)子(zi)、非離(li)(li)子(zi)、兩性(xing)(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑能發揮很(hen)好(hao)的(de)緩(huan)蝕和增光作用。由于(yu)不銹鋼管在浸蝕電解質溶(rong)液中去除表(biao)(biao)面(mian)氧化層后帶(dai)的(de)是負電荷，易吸(xi)附陽(yang)離(li)(li)子(zi)表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑和在酸(suan)中呈陽(yang)離(li)(li)子(zi)特性(xing)(xing)(xing)的(de)其(qi)他表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑。其(qi)中如煙酸(suan)、喹啉、安替比(bi)林，苯(ben)并咪唑、烏洛托品和甘油、三乙醇(chun)胺、聚(ju)乙二(er)醇(chun)、聚(ju)乙烯亞胺、檸檬酸(suan)、磺基水楊酸(suan)、環氧－醇(chun)胺系縮聚(ju)物，如DE、DPE以(yi)及HEDP等應用較多。而以(yi)含氮(dan)雜環陽(yang)離(li)(li)子(zi)活性(xing)(xing)(xing)劑和能形成翁(weng)離(li)(li)子(zi)的(de)高分(fen)子(zi)非離(li)(li)子(zi)型活性(xing)(xing)(xing)劑為最(zui)好(hao)。

3. BMAT緩蝕劑

 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(cong)表2-9 中(zhong)可知，BMAT對上(shang)述不銹鋼管在(HCl)=5%的溶液(ye)中(zhong)均(jun)有抑制作用，還表面緩(huan)蝕(shi)劑(ji) BMAT 能有效(xiao)抑制局部微電池引(yin)起(qi)的腐蝕(shi)。緩(huan)蝕(shi)劑(ji)隨合金中(zhong)含碳量的增加而相應提(ti)高(gao)。

a. BMAT的添加量對緩(huan)蝕劑的影響

 圖(tu)2-3、圖(tu)2-4、圖(tu)2-5三圖(tu)的曲(qu)線表明，每一種不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)當(dang)BMAT 用量超過一定濃(nong)(nong)度(du)(du)時(shi)，緩(huan)蝕劑隨 BMAT濃(nong)(nong)度(du)(du)的變化趨(qu)于平緩(huan)。可選擇的最佳(jia)濃(nong)(nong)度(du)(du)：對316L不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)為 3 mmol/L ,對304不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)為2 mmol/L，對2Cr13不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)為1 mmol/L。

b. 溫度對緩蝕率的影響 

  表2-10 列出添(tian)加(jia) BMAT 3 mmol/L 在(zai)不同溫度時的緩(huan)蝕率。從表 2-10 可(ke)見，隨著溫度的升(sheng)高 ，BMAT在(zai)不銹鋼管上(shang)的緩(huan)蝕率呈增大(da)的趨勢，表明吸附反應為吸熱反應。

4. BMAT緩蝕劑對抑制(zhi)酸洗應(ying)力腐蝕的(de)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)(de)(de)(de)評(ping)定指(zhi)標分析(xi)，不論(lun)對何種鋼，與(yu)在空(kong)氣中相(xiang)比，在(HCl)=5%中其斷(duan)裂時間和最大(da)(da)應(ying)變都大(da)(da)大(da)(da)降低(di)，斷(duan)裂時間的(de)(de)(de)(de)縮短(duan)和最大(da)(da)應(ying)變的(de)(de)(de)(de)減少(shao)，必然是(shi)由于在w(HCl)=5%中，不銹鋼管發生了嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕開裂所致，加入BMAT后(hou)，兩種不銹鋼的(de)(de)(de)(de)兩項(xiang)評(ping)分指(zhi)標都明(ming)(ming)顯改善(shan)。這說明(ming)(ming)BMAT對不銹鋼管的(de)(de)(de)(de)應(ying)力腐蝕破裂有優(you)良的(de)(de)(de)(de)抑制作用。