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| 不锈钢在氢氟酸溶液中的缓蚀剂试验 文件摘录 ADMIN 2013/4/17 |
| 发布日期：2013-4-22 浏览量：2065 |
不锈钢在氢氟酸溶液中的缓蚀剂试验
摘要
简要地论述了不锈钢在不同浓度的硝酸及氢氟酸溶液中的腐蚀及缓蚀剂。喹啉衍生物在硝酸溶液中,某些含氮、含硫的有机化合物及炔系衍生物在氢氟酸溶液中,可作为不锈钢的有效缓蚀剂。
1 不锈钢在硝酸及氢氟酸中的腐蚀性
1.1 不锈钢在硝酸中的腐蚀特征
不锈钢在硝酸中一般具有良好的耐蚀性能,主要是由于各种浓度的硝酸溶液均可使不锈钢表面钝化。因此,在硝酸的生产、应用及储运过程中,各种装置、设备及管道等的材质均与不锈钢密不可分。早在20世纪初,氧化法合成硝酸在实验室获得成功之后,当企业界考虑将这项技术推向工业生产之际,正值不锈钢的早期品种“430”实现了批量生产,并于1913年后向市场提供了第一代不锈钢产品。之后,又相继开发了“304”等耐腐蚀不锈钢产品,从而有效地解决了当时硝酸工业生产中陷入困境的装置腐蚀问题。硝酸腐蚀问题的“突破”,促进和加速了硝酸工业的生产和发展,并被公认为这是化学工业史上的一件大事。
然而,不锈钢在硝酸的工业应用过程中,人们很快发现了以下的事实:当环境温度升高、硝酸浓度过高或过低、系统中有高氧化性离子(Ce4+、Cr6+、Ru8+、Pd2+、Rh3+……)存在时,不锈钢则会受到不同程度的腐蚀。这种腐蚀现象常被称作为不锈钢的过钝化腐蚀。从13Cr及1828不锈钢在不同浓度的硝酸溶液中的腐蚀情况,可以得到证实(参阅表1及表2)。
1.2 不锈钢在氢氟酸中的腐蚀特征
不锈钢、钛、锆等属于钝化型金属及合金,在一般情况下,具有较好的耐酸腐蚀性能。但在氢氟酸中,不锈钢会受到剧烈的腐蚀。这主要是由于不锈钢在氢氟酸中不发生钝化。此外还由于系统中的F-1离子具有活性高,电负性强,离子半径小(表3),易于向金属结构中渗透等特征。因此,氢氟酸对不锈钢具有强烈的腐蚀性(见表4和表5)。
2 不锈钢在硝酸及氢氟酸中的缓蚀剂
2.1 不锈钢在硝酸中的缓蚀剂
早期曾试图选用胺、酯、羧酸等有机化合物作为硝酸用缓蚀剂。在实践中发现,在高温浓硝酸的环境中,上述各类有机化合物极易被硝酸氧化和分解,而导致缓蚀性能的降低和消失,甚至氧化分解产物会促进腐蚀速度增高。因此,当时便将研究开发的重点,转向一批无机化合物方面,以寻求解决硝酸腐蚀问题。
50年代中期(1957年),BergdorfW.H.等人推出了六氟磷酸铵作为发烟硝酸中不锈钢的缓蚀剂,取得明显的缓蚀效果。
1958年,MasonD.M.惊奇地发现氢氟酸本身可以作为发烟硝酸的缓蚀剂,能有效地抑制发烟硝酸对不锈钢的腐蚀。这项研究成果,于60年代初,由LaqueF.L.等人的试验充分地得到证实(参阅表6)
60年代中期HOBAA.T.等人,试验研究了一批高分子物质的缓蚀性能,以寻求HNO3—HCl—H2SO4混合酸酸洗不锈钢(1Cr18Ni9Ti)用的缓蚀剂。试验结果表明,琼脂、淀粉的缓蚀作用不明显,动物胶、明胶具有较好的缓蚀效果。
70年代中期,一种以苯胺、乌洛托品、硫氰化钾为主要组分的不锈钢在硝酸中的缓蚀剂“Lan25”研制成功,并被广泛地用于国内化工装置的化学清洗中,取得了较好的效果。
NBAHOBE.C.等人于80年代中期,介绍了一种用于硝酸不锈钢的缓蚀剂“op22k”。它由单乙醇胺精制的釜残与硫代氰酸苄基喹啉两种组分以8∶1混合组成,是复合型缓蚀剂。
2.2 不锈钢在氢氟酸中的缓蚀剂
CliftonD于60年代中期(1965年)发表了一篇论文,介绍以“Armohib225”及“Ar2mohib228”作为不锈钢在氢氟酸中的缓蚀剂,缓蚀效果令人满意。
60年代末期(1969年),WardC.T.等人,以5gkg磷酸钠及50～400mgL肼作为氢氟酸中不锈钢的缓蚀剂,有效地抑制了不锈钢的应力腐蚀开裂。NBAHOBE.C.等人推荐了“KN21”(烷基苄基吡啶+环状胺的盐酸盐),“K0−23”(四元吡啶盐),“XOC0210”(季铵盐)等几种缓蚀剂均可以抑制氢氟酸酸洗不锈钢过程的应力腐蚀开裂及氢渗透等。
FrigmammiA.等人于1987、1988年,先后研究开发了一批缓蚀剂组分,用于不锈钢在氢氟酸中的缓蚀剂,其中部分缓蚀剂组分具有较好的缓蚀效果(参阅表7)。
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