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(rong)性緩蝕劑的作(zuo)用機(ji)理

水溶性緩(huan)蝕劑的(de)作用機理是(shi)一般認為在(zai)金屬基體上生(sheng)成了：

 ①.  致密的(de)氧化膜或(huo)吸附膜；

 ②.  難溶的金屬鹽類保護膜；

 ③.  難溶的(de)絡合(he)物覆(fu)蓋膜；

 ④.  其他的阻滯電極反應的物質。

  大(da)(da)多(duo)數(shu)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管酸(suan)洗有機(ji)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)阻滯效應(ying)(ying)(ying)只有在(zai)(zai)酸(suan)性(xing)(xing)(xing)介質中(zhong)才相(xiang)當大(da)(da)，并且是由(you)于(yu)特性(xing)(xing)(xing)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)或絡合效應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)，改變了(le)(le)(le)固－液(ye)相(xiang)界面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)質，即(ji)雙(shuang)電(dian)層結構，增大(da)(da)了(le)(le)(le)電(dian)極(ji)反(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)壁(bi)壘，從而(er)在(zai)(zai)較(jiao)大(da)(da)程度上(shang)提(ti)高(gao)了(le)(le)(le)金(jin)屬離(li)子化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活化(hua)(hua)能和氫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)超電(dian)壓，對電(dian)極(ji)反(fan)應(ying)(ying)(ying)產(chan)生了(le)(le)(le)一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抑制作用(yong)。有些有機(ji)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)大(da)(da)都是具(ju)有電(dian)化(hua)(hua)學(xue)惰(duo)性(xing)(xing)(xing)及分子中(zhong)含(han)有極(ji)性(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)胺類、醛類、雜環化(hua)(hua)合物(wu)(wu)等有機(ji)表(biao)面活性(xing)(xing)(xing)劑(ji)，它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分子都具(ju)有兩部(bu)分，一是非極(ji)性(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)團即(ji)憎水基(ji)(ji)，一般為碳氫鏈部(bu)分；二是極(ji)性(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)團即(ji)親水基(ji)(ji)，如(ru)羥基(ji)(ji)、羰基(ji)(ji)、磺酸(suan)基(ji)(ji)、氨基(ji)(ji)、醚(mi)鍵等。緩(huan)蝕(shi)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分子如(ru)果極(ji)性(xing)(xing)(xing)較(jiao)弱，則主要(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)果分子極(ji)性(xing)(xing)(xing)較(jiao)強，或含(han)有多(duo)個極(ji)性(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)團的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，則主要(yao)產(chan)生化(hua)(hua)學(xue)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)，吸(xi)(xi)附(fu)(fu)力大(da)(da)，如(ru)羧(suo)酸(suan)、磺酸(suan)鹽、含(han)氮化(hua)(hua)合物(wu)(wu)、雜環化(hua)(hua)合物(wu)(wu)等。在(zai)(zai)較(jiao)高(gao)酸(suan)度（pH<1)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浸蝕(shi)液(ye)中(zhong)，緩(huan)蝕(shi)劑(ji)在(zai)(zai)金(jin)屬氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)力比它(ta)在(zai)(zai)金(jin)屬潔凈基(ji)(ji)體上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)力要(yao)小(xiao)得多(duo)，同時還由(you)于(yu)在(zai)(zai)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)(wu)（微觀陰極(ji)）上(shang)伴有不(bu)析出氫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)去極(ji)化(hua)(hua)作用(yong)，緩(huan)蝕(shi)劑(ji)對不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼管表(biao)面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)膜層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溶解速率無不(bu)利影響(xiang)。

2. 緩(huan)蝕劑(ji)的作(zuo)用效率

 緩蝕劑的作(zuo)用效率取決于其化學(xue)性質、濃度和(he)浸蝕液的組成、酸度、溫度以(yi)及被浸蝕不(bu)銹鋼管(guan)的化學(xue)成分和(he)電(dian)極(ji)電(dian)位(wei)。

 a. 緩蝕劑的(de)濃度

 濃(nong)度(du)增加，其(qi)(qi)緩(huan)(huan)蝕效率(lv)也有所增大，但過高濃(nong)度(du)時，緩(huan)(huan)蝕率(lv)會(hui)降低生(sheng)產效率(lv)，對有機緩(huan)(huan)蝕劑來講，其(qi)(qi)含(han)量在0.1%~0.2%之間(jian)。見圖(tu)2-2緩(huan)(huan)蝕劑濃(nong)度(du)與緩(huan)(huan)蝕率(lv)的關(guan)系。圖(tu)中(zhong)形象地表示：當緩(huan)(huan)蝕劑濃(nong)度(du)達(da)到0.005%時，緩(huan)(huan)蝕率(lv)將不(bu)再(zai)有所升高。

 b. 溫度的影響

   溫度升(sheng)高，使(shi)緩蝕劑的吸附力降(jiang)(jiang)低(di)，并(bing)使(shi)形成(cheng)的阻化膜的穩定性降(jiang)(jiang)低(di)，因此，對(dui)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)的浸蝕處理，工作溫度不(bu)宜(yi)太高。

c. 酸液濃(nong)度對(dui)緩蝕率的影響

 幾種緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)(ji)在不同(tong)濃度的鹽(yan)酸(suan)溶(rong)液中(zhong)的緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)效(xiao)果見表(biao)2-6, 幾種緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)(ji)在不同(tong)濃度的硫酸(suan)溶(rong)液中(zhong)的緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)率(lv)見表(biao)2-7, 幾種緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)劑(ji)(ji)在鹽(yan)酸(suan)與氫氟(fu)酸(suan)混合酸(suan)中(zhong)的緩(huan)(huan)(huan)蝕(shi)(shi)率(lv)見表(biao)2-8。

 d. 緩(huan)蝕劑分子中的親核性

  分(fen)子(zi)(zi)中(zhong)含親核性(xing)很強的(de)氨氮、羧氧(yang)、羥氧(yang)等配體的(de)多(duo)元陽(yang)離(li)子(zi)(zi)、非離(li)子(zi)(zi)、兩性(xing)表(biao)面活(huo)性(xing)劑(ji)能發揮(hui)很好的(de)緩(huan)蝕(shi)和增光作用。由于(yu)不銹鋼管在浸蝕(shi)電解質溶液中(zhong)去除表(biao)面氧(yang)化(hua)層后(hou)帶的(de)是負電荷，易吸(xi)附(fu)陽(yang)離(li)子(zi)(zi)表(biao)面活(huo)性(xing)劑(ji)和在酸(suan)中(zhong)呈陽(yang)離(li)子(zi)(zi)特性(xing)的(de)其(qi)他(ta)表(biao)面活(huo)性(xing)劑(ji)。其(qi)中(zhong)如煙酸(suan)、喹啉、安替比林，苯并(bing)咪唑、烏(wu)洛托品(pin)和甘油(you)、三乙醇(chun)胺、聚乙二醇(chun)、聚乙烯亞胺、檸檬(meng)酸(suan)、磺基水楊酸(suan)、環(huan)氧(yang)－醇(chun)胺系縮聚物，如DE、DPE以及HEDP等應用較多(duo)。而以含氮雜(za)環(huan)陽(yang)離(li)子(zi)(zi)活(huo)性(xing)劑(ji)和能形成翁離(li)子(zi)(zi)的(de)高分(fen)子(zi)(zi)非離(li)子(zi)(zi)型活(huo)性(xing)劑(ji)為最(zui)好。

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。

 從表2-9 中可知，BMAT對上(shang)述(shu)不銹鋼管(guan)在(HCl)=5%的溶液中均(jun)有抑制(zhi)(zhi)作用，還表面緩(huan)蝕(shi)劑 BMAT 能有效抑制(zhi)(zhi)局部微(wei)電池(chi)引起的腐蝕(shi)。緩(huan)蝕(shi)劑隨合金中含碳量的增(zeng)加而相應提高。

a. BMAT的添加量對緩蝕(shi)劑的影響(xiang)

 圖(tu)2-3、圖(tu)2-4、圖(tu)2-5三圖(tu)的曲(qu)線表(biao)明，每(mei)一種(zhong)不(bu)銹鋼(gang)管(guan)當(dang)BMAT 用(yong)量超過一定濃度(du)時(shi)，緩蝕劑隨 BMAT濃度(du)的變化(hua)趨于平緩。可選擇的最佳濃度(du)：對316L不(bu)銹鋼(gang)管(guan)為(wei) 3 mmol/L ,對304不(bu)銹鋼(gang)管(guan)為(wei)2 mmol/L，對2Cr13不(bu)銹鋼(gang)管(guan)為(wei)1 mmol/L。

b. 溫度對(dui)緩蝕率的影響 

  表2-10 列出添加(jia) BMAT 3 mmol/L 在不(bu)同溫度(du)時的緩蝕率。從表 2-10 可見(jian)，隨著溫度(du)的升高 ，BMAT在不(bu)銹鋼管上的緩蝕率呈增大的趨勢，表明吸附反應(ying)為吸熱反應(ying)。

4. BMAT緩蝕劑對抑制酸洗(xi)應(ying)力腐蝕的影(ying)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所列出的(de)(de)評定指標(biao)分(fen)析，不(bu)論對何種鋼，與在(zai)空氣中相比，在(zai)(HCl)=5%中其(qi)斷(duan)裂(lie)(lie)時(shi)間和(he)最大應(ying)(ying)變(bian)都大大降低，斷(duan)裂(lie)(lie)時(shi)間的(de)(de)縮短和(he)最大應(ying)(ying)變(bian)的(de)(de)減少，必然是由于在(zai)w(HCl)=5%中，不(bu)銹(xiu)鋼管發生了嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐蝕開(kai)裂(lie)(lie)所致(zhi)，加入BMAT后(hou)，兩(liang)種不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)兩(liang)項評分(fen)指標(biao)都明顯改善。這說明BMAT對不(bu)銹(xiu)鋼管的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)腐蝕破裂(lie)(lie)有優良的(de)(de)抑制(zhi)作用。