采用掛片失重法、掃描電鏡、電化學(xué)法等研究了有機(jī)咪唑啉季銨鹽型緩蝕劑IN6及其與緩蝕增效劑復(fù)配體系HTCI在130～200℃下含CO₂模擬油田礦化水中對Q235鋼等鋼材的緩蝕性能,分析了緩蝕劑在鋼片表面的吸附行為,探討了緩蝕劑對腐蝕反應(yīng)動力學(xué)的影響和緩蝕機(jī)制。結(jié)果表明,緩蝕劑IN6和HTCI在高溫條件下均表現(xiàn)出良好的緩蝕效果,緩蝕劑IN6在高溫170℃和質(zhì)量濃度100 mg/L時的緩蝕率為83.5%,緩蝕劑HTCI在200℃下和質(zhì)量濃度575 mg/L時的緩蝕率可達(dá)到85.5%。緩蝕劑在鋼片表面的吸附符合Langmuir吸附等溫式,吉布斯吸附自由能小于-40 kJ/mol,這使得緩蝕劑分子膜能夠在高溫條件下將腐蝕介質(zhì)與鋼材表面隔離,提高了腐蝕反應(yīng)的活化能,并同時抑制陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)的進(jìn)行,表現(xiàn)出優(yōu)異的高溫緩蝕效果。 

【文章來源】：西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,35(06)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

密封后的電解池示意圖

實(shí)驗(yàn)研究了170 ℃下不同加量下緩蝕劑IN6對Q235鋼片的緩蝕性能(圖2)。可以看出,當(dāng)緩蝕劑質(zhì)量濃度為50 mg/L時,緩蝕率僅為20.4%;當(dāng)質(zhì)量濃度上升到75 mg/L時,緩蝕率增大到73.9%;當(dāng)質(zhì)量濃度繼續(xù)增加到100 mg/L時,緩蝕率可達(dá)到83.5%;此后隨著質(zhì)量濃度增加,緩蝕率趨于穩(wěn)定。這可能是由于濃度過低時緩蝕劑分子在鋼片表面無法成膜,保護(hù)作用較弱;隨著濃度增大,形成的保護(hù)膜逐漸完整,因而緩蝕率上升;當(dāng)濃度增大到一定程度后,由于吸附達(dá)到飽和,故緩蝕率變化較小,趨于穩(wěn)定。圖2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明緩蝕劑IN6具有良好的耐溫性能,在高溫170 ℃和濃度100 mg/L時能夠達(dá)到緩蝕率83.5%的良好緩蝕效果。另一方面,無法通過繼續(xù)增大濃度進(jìn)一步提高緩蝕劑IN6的緩蝕性能。選擇碘化鉀(KI)和甲基丁炔醇(MB)作為緩蝕增效劑,并通過正交實(shí)驗(yàn)確定緩蝕劑IN6、KI、MB的質(zhì)量比為8∶5∶10時緩蝕性能最佳,此時的緩蝕劑體系命名為HTCI。圖3為170 ℃下不同加量下HTCI對Q235鋼片的緩蝕性能。從圖3中可以看出,當(dāng)緩蝕劑HTCI質(zhì)量濃度為345 mg/L時,緩蝕率為83.9%;當(dāng)質(zhì)量濃度上升到575 mg/L時,緩蝕率增大到89.6%;當(dāng)濃度繼續(xù)增加到690 mg/L時,緩蝕率可達(dá)到90.1%。圖4為不同溫度下緩蝕劑HTCI的緩蝕效果�？梢钥闯�,當(dāng)緩蝕劑HTCI質(zhì)量濃度分別為460 mg/L和575 mg/L時,在130 ℃下緩蝕率可達(dá)到95%以上,在150 ℃下緩蝕率可達(dá)到90%以上;在170 ℃下HTCI質(zhì)量濃度為460 mg/L和575 mg/L 時的緩蝕率分別為87.7%和89.6%; 在200 ℃下575 mg/L的HTCI緩蝕率可達(dá)到85.5%,460 mg/L的緩蝕率仍然能達(dá)到82.1%。上述結(jié)果表明,通過在耐高溫緩蝕劑IN6的基礎(chǔ)上,加入緩蝕增效劑碘化鉀和甲基丁炔醇,可以進(jìn)一步增強(qiáng)體系的緩蝕效果,獲得的緩蝕劑體系HTCI表現(xiàn)出優(yōu)異的耐溫性能,能夠滿足高溫達(dá)200 ℃的防腐需求。

選擇碘化鉀(KI)和甲基丁炔醇(MB)作為緩蝕增效劑,并通過正交實(shí)驗(yàn)確定緩蝕劑IN6、KI、MB的質(zhì)量比為8∶5∶10時緩蝕性能最佳,此時的緩蝕劑體系命名為HTCI。圖3為170 ℃下不同加量下HTCI對Q235鋼片的緩蝕性能。從圖3中可以看出,當(dāng)緩蝕劑HTCI質(zhì)量濃度為345 mg/L時,緩蝕率為83.9%;當(dāng)質(zhì)量濃度上升到575 mg/L時,緩蝕率增大到89.6%;當(dāng)濃度繼續(xù)增加到690 mg/L時,緩蝕率可達(dá)到90.1%。圖4為不同溫度下緩蝕劑HTCI的緩蝕效果�？梢钥闯�,當(dāng)緩蝕劑HTCI質(zhì)量濃度分別為460 mg/L和575 mg/L時,在130 ℃下緩蝕率可達(dá)到95%以上,在150 ℃下緩蝕率可達(dá)到90%以上;在170 ℃下HTCI質(zhì)量濃度為460 mg/L和575 mg/L 時的緩蝕率分別為87.7%和89.6%; 在200 ℃下575 mg/L的HTCI緩蝕率可達(dá)到85.5%,460 mg/L的緩蝕率仍然能達(dá)到82.1%。上述結(jié)果表明,通過在耐高溫緩蝕劑IN6的基礎(chǔ)上,加入緩蝕增效劑碘化鉀和甲基丁炔醇,可以進(jìn)一步增強(qiáng)體系的緩蝕效果,獲得的緩蝕劑體系HTCI表現(xiàn)出優(yōu)異的耐溫性能,能夠滿足高溫達(dá)200 ℃的防腐需求。圖4 不同溫度下緩蝕劑HTCI的緩蝕效果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3404102