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(shui)溶性緩蝕劑的作用機理

水溶(rong)性緩蝕劑的(de)作用機(ji)理是一般(ban)認為在金屬基體(ti)上生成(cheng)了：

 ①.  致密的氧化膜或(huo)吸(xi)附(fu)膜；

 ②.  難溶的金屬鹽類保護膜；

 ③.  難溶(rong)的絡合物覆蓋膜(mo)；

 ④.  其他的阻滯電極反應的物質。

  大(da)多(duo)數不(bu)(bu)(bu)銹鋼管酸(suan)洗(xi)有(you)(you)(you)機(ji)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)阻(zu)滯效應(ying)只有(you)(you)(you)在酸(suan)性(xing)(xing)(xing)(xing)介質中(zhong)才(cai)相當大(da)，并且是(shi)由于特性(xing)(xing)(xing)(xing)吸附(fu)或絡合效應(ying)的(de)(de)(de)(de)作用，改變了固(gu)－液相界面的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)質，即雙(shuang)電層結構(gou)，增大(da)了電極(ji)(ji)(ji)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)壁壘，從而在較(jiao)大(da)程度上(shang)提高(gao)了金屬離(li)子化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)活(huo)化(hua)(hua)能(neng)和氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)超電壓，對(dui)電極(ji)(ji)(ji)反(fan)應(ying)產生了一定的(de)(de)(de)(de)抑(yi)制作用。有(you)(you)(you)些有(you)(you)(you)機(ji)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)大(da)都(dou)(dou)是(shi)具(ju)有(you)(you)(you)電化(hua)(hua)學惰性(xing)(xing)(xing)(xing)及分(fen)(fen)子中(zhong)含(han)有(you)(you)(you)極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)(de)(de)胺(an)類、醛類、雜環化(hua)(hua)合物等有(you)(you)(you)機(ji)表面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)，它的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)子都(dou)(dou)具(ju)有(you)(you)(you)兩部分(fen)(fen)，一是(shi)非(fei)極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)團即憎水(shui)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，一般為碳氫(qing)(qing)鏈部分(fen)(fen)；二(er)是(shi)極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)團即親水(shui)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)，如羥基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、羰基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、磺(huang)酸(suan)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、氨(an)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、醚(mi)鍵等。緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)子如果(guo)極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)較(jiao)弱，則主要產生物理吸附(fu)，吸附(fu)力小(xiao)。如果(guo)分(fen)(fen)子極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)較(jiao)強，或含(han)有(you)(you)(you)多(duo)個極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)(de)(de)，則主要產生化(hua)(hua)學吸附(fu)，吸附(fu)力大(da)，如羧(suo)酸(suan)、磺(huang)酸(suan)鹽、含(han)氮化(hua)(hua)合物、雜環化(hua)(hua)合物等。在較(jiao)高(gao)酸(suan)度（pH<1)的(de)(de)(de)(de)浸蝕(shi)液中(zhong)，緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)在金屬氧化(hua)(hua)物上(shang)的(de)(de)(de)(de)吸附(fu)力比它在金屬潔凈基(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)體上(shang)的(de)(de)(de)(de)吸附(fu)力要小(xiao)得多(duo)，同時還由于在氧化(hua)(hua)物（微觀陰極(ji)(ji)(ji)）上(shang)伴有(you)(you)(you)不(bu)(bu)(bu)析(xi)出氫(qing)(qing)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)去極(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)作用，緩(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)對(dui)不(bu)(bu)(bu)銹鋼管表面的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)膜層的(de)(de)(de)(de)溶解速率無不(bu)(bu)(bu)利影響。

2. 緩蝕(shi)劑的(de)作用效率

 緩蝕(shi)劑的作用(yong)效率取決于其化學(xue)性質(zhi)、濃度(du)和浸蝕(shi)液的組成、酸度(du)、溫度(du)以及被浸蝕(shi)不(bu)銹鋼管的化學(xue)成分(fen)和電極電位。

 a. 緩蝕劑的濃度

 濃度(du)增(zeng)加，其(qi)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)效(xiao)率(lv)也(ye)有所增(zeng)大，但過(guo)高濃度(du)時(shi)，緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)率(lv)會降(jiang)低生(sheng)產效(xiao)率(lv)，對(dui)有機緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)來講，其(qi)含量(liang)在(zai)0.1%~0.2%之(zhi)間。見圖(tu)2-2緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)濃度(du)與(yu)緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)率(lv)的(de)關系。圖(tu)中形象地(di)表示(shi)：當緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)濃度(du)達到(dao)0.005%時(shi)，緩(huan)(huan)(huan)(huan)蝕(shi)率(lv)將不再有所升(sheng)高。

 b. 溫(wen)度(du)的影(ying)響

   溫度升高(gao)，使緩蝕劑(ji)的(de)(de)吸附力降低，并使形成的(de)(de)阻化膜(mo)的(de)(de)穩定性降低，因此，對不銹(xiu)鋼管(guan)的(de)(de)浸蝕處理，工作溫度不宜太高(gao)。

c. 酸液濃度對緩蝕率(lv)的影響

 幾(ji)種(zhong)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)在不同(tong)濃度的(de)鹽酸(suan)(suan)溶液中的(de)緩(huan)蝕(shi)效(xiao)果見(jian)表2-6, 幾(ji)種(zhong)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)在不同(tong)濃度的(de)硫酸(suan)(suan)溶液中的(de)緩(huan)蝕(shi)率見(jian)表2-7, 幾(ji)種(zhong)緩(huan)蝕(shi)劑(ji)在鹽酸(suan)(suan)與氫氟酸(suan)(suan)混合酸(suan)(suan)中的(de)緩(huan)蝕(shi)率見(jian)表2-8。

 d. 緩蝕劑分子中的親核性

  分子(zi)中(zhong)含(han)(han)親(qin)核性(xing)(xing)(xing)很(hen)強的(de)氨氮、羧氧(yang)(yang)、羥氧(yang)(yang)等配體的(de)多元陽離子(zi)、非離子(zi)、兩性(xing)(xing)(xing)表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑(ji)能發揮很(hen)好的(de)緩蝕和增光作用(yong)(yong)。由于不銹鋼(gang)管(guan)在浸蝕電解質溶(rong)液中(zhong)去除表(biao)(biao)面(mian)氧(yang)(yang)化層后帶的(de)是(shi)負(fu)電荷，易吸附(fu)陽離子(zi)表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑(ji)和在酸中(zhong)呈陽離子(zi)特性(xing)(xing)(xing)的(de)其他表(biao)(biao)面(mian)活性(xing)(xing)(xing)劑(ji)。其中(zhong)如煙酸、喹(kui)啉、安替比林，苯并咪(mi)唑、烏洛托品(pin)和甘(gan)油、三乙醇胺、聚乙二醇、聚乙烯亞胺、檸檬酸、磺(huang)基水(shui)楊酸、環氧(yang)(yang)－醇胺系縮(suo)聚物(wu)，如DE、DPE以(yi)及HEDP等應用(yong)(yong)較多。而以(yi)含(han)(han)氮雜(za)環陽離子(zi)活性(xing)(xing)(xing)劑(ji)和能形成翁(weng)離子(zi)的(de)高分子(zi)非離子(zi)型活性(xing)(xing)(xing)劑(ji)為最好。

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(zhong)可知，BMAT對(dui)上(shang)述(shu)不銹(xiu)鋼管在(HCl)=5%的(de)溶液(ye)中(zhong)均有抑制作用，還表面緩蝕(shi)劑(ji) BMAT 能有效抑制局(ju)部微電池(chi)引起的(de)腐蝕(shi)。緩蝕(shi)劑(ji)隨合金(jin)中(zhong)含碳(tan)量的(de)增加而(er)相應提高(gao)。

a. BMAT的添(tian)加量對緩(huan)蝕劑的影(ying)響

 圖2-3、圖2-4、圖2-5三圖的(de)曲(qu)線(xian)表(biao)明，每一種不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)當BMAT 用量超(chao)過一定(ding)濃度(du)(du)時，緩蝕劑隨 BMAT濃度(du)(du)的(de)變化趨(qu)于平緩。可選擇的(de)最佳濃度(du)(du)：對316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)為(wei) 3 mmol/L ,對304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)為(wei)2 mmol/L，對2Cr13不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan)為(wei)1 mmol/L。

b. 溫度對(dui)緩蝕率的影響 

  表(biao)2-10 列出添(tian)加(jia) BMAT 3 mmol/L 在不同溫(wen)(wen)度時的緩蝕率。從(cong)表(biao) 2-10 可見，隨(sui)著(zhu)溫(wen)(wen)度的升高 ，BMAT在不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)上的緩蝕率呈增大的趨勢，表(biao)明吸附反(fan)應為吸熱反(fan)應。

4. BMAT緩蝕劑對(dui)抑制酸洗應力腐(fu)蝕的影(ying)響(xiang)

 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(cong)表(biao)2-11所(suo)列出的評定(ding)指標分析，不論對何(he)種鋼(gang)，與(yu)在空氣中(zhong)(zhong)相(xiang)比，在(HCl)=5%中(zhong)(zhong)其斷裂時(shi)(shi)間和最大(da)應變都(dou)(dou)大(da)大(da)降低，斷裂時(shi)(shi)間的縮短和最大(da)應變的減少，必然是(shi)由于在w(HCl)=5%中(zhong)(zhong)，不銹(xiu)鋼(gang)管發(fa)生了嚴重的應力腐蝕開(kai)裂所(suo)致，加入BMAT后，兩(liang)種不銹(xiu)鋼(gang)的兩(liang)項評分指標都(dou)(dou)明顯改善。這說(shuo)明BMAT對不銹(xiu)鋼(gang)管的應力腐蝕破(po)裂有優良(liang)的抑制作用。