緩蝕劑主要是用于減緩金屬腐蝕的一類水處理劑,緩蝕劑的緩蝕作用會受材料、環(huán)境、添加濃度及設(shè)備結(jié)構(gòu)和力學(xué)因素等因素影響,具體的緩蝕作用影響因素是復(fù)雜的。
1.金屬材料的性能與表面狀態(tài)
大多數(shù)緩蝕劑對金屬的緩蝕作用都有極強(qiáng)的針對性。在同種腐蝕介質(zhì)中,同一種添加劑對不同的金屬材料有不同的作用。例如,硫酸鹽對于水中的碳鋼是有腐蝕性的,而對于在帶Cl-水中的不銹鋼的孔蝕和應(yīng)力腐蝕卻有緩蝕作用。金屬表面有無潤滑油污染及腐蝕產(chǎn)物,粗糙度的大小都會影響緩蝕劑的使用效果。
2.環(huán)境因素
(1)介質(zhì)的組成:緩蝕劑要根據(jù)材料—環(huán)境的組合進(jìn)行選擇。緩蝕劑的性質(zhì)必須于介質(zhì)相容,即不但可以分散于介質(zhì)中,而且不應(yīng)與介質(zhì)發(fā)生中和、氧化還原等反應(yīng),從而造成緩蝕劑失效。要注意介質(zhì)中的雜質(zhì)離子對緩蝕作用可能產(chǎn)生的影響。例如,在中性介質(zhì)中的Cl-、SO42-等離子常常有重大的影響。
(2)介質(zhì)的pH值: 幾乎所有的緩蝕劑都有一個(gè)有效緩蝕作用的pH范圍。在中性介質(zhì)中,嚴(yán)格控制其pH值,是保證緩蝕劑持久有效的重要條件。例如,亞硝酸鈉在pH<5.5~6.0時(shí)失效;多磷酸鹽在pH為6.5~7.5時(shí)使用。
(3)溫度:在使用緩蝕劑時(shí)要十分注意溫度的影響。
(4)微生物:當(dāng)微生物存在于腐蝕環(huán)境時(shí),由于微生物會從下述三個(gè)方面影響腐蝕與緩蝕作用,因此可能導(dǎo)致緩蝕劑失效。
①微生物會參加腐蝕過程,造成大量腐蝕產(chǎn)物的生成與孔蝕。
②凝絮狀真菌的生長與積累會妨礙介質(zhì)的流動,使緩蝕劑不能均勻分散于金屬表面。
③細(xì)菌會直接破壞緩蝕劑,緩蝕劑可能成為微生物的營養(yǎng)源。
3.緩蝕劑濃度
所有緩蝕劑都存在一個(gè)最低濃度值,只有緩蝕劑濃度大于此最低濃度值才具有一定的緩蝕效率。緩蝕劑濃度對緩蝕效率的影響有三種不同的情況:
(1)緩蝕效率隨緩蝕劑濃度增大而增大。許多緩蝕劑在酸性及濃度不大的中性溶液中都屬于這種情況。例如,在硫酸或鹽酸溶液中,若丁對碳鋼的緩蝕作用就是這樣。
(2)當(dāng)緩蝕劑濃度達(dá)到某一值時(shí),緩蝕效率出現(xiàn)最大值。例如,當(dāng)硫化二乙二醇的濃度是2×10-2mol/L時(shí),碳鋼在5mol/L HCl中的腐蝕速度降到最低值。
(3)當(dāng)緩蝕劑濃度不足時(shí),會加速均勻腐蝕或孔蝕。大部分氧化膜型緩蝕劑,如鉻酸鹽、亞硝酸鹽和過氧化氫等緩蝕劑,在用量不足時(shí)是危險(xiǎn)的。因此,氧化膜型緩蝕劑又叫危險(xiǎn)緩蝕劑。