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. 水溶性緩蝕劑的作(zuo)用機理(li)

水溶性緩蝕劑的(de)作用機理是(shi)一般認為在金屬基(ji)體上生成了：

 ①.  致(zhi)密的氧化膜(mo)或吸附膜(mo)；

 ②.  難溶(rong)的金(jin)屬鹽類保護膜；

 ③.  難溶的絡合物覆蓋膜；

 ④.  其他的阻滯電極反應的物質。

  大(da)多數不(bu)(bu)銹鋼管酸(suan)(suan)洗(xi)有(you)(you)機(ji)(ji)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)阻滯效應(ying)(ying)只有(you)(you)在(zai)酸(suan)(suan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)介質中(zhong)才相當大(da)，并且(qie)是(shi)(shi)由于特性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)或絡合(he)效應(ying)(ying)的(de)(de)作用(yong)，改變了(le)固－液相界面的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質，即(ji)雙(shuang)電層結構，增大(da)了(le)電極(ji)(ji)(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)的(de)(de)壁壘，從(cong)而在(zai)較大(da)程度上(shang)提高了(le)金(jin)(jin)屬(shu)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)活(huo)化(hua)(hua)(hua)能和氫(qing)的(de)(de)超電壓，對(dui)電極(ji)(ji)(ji)(ji)反(fan)應(ying)(ying)產生(sheng)了(le)一定(ding)的(de)(de)抑制作用(yong)。有(you)(you)些有(you)(you)機(ji)(ji)緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)大(da)都是(shi)(shi)具有(you)(you)電化(hua)(hua)(hua)學惰性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)及分子(zi)(zi)(zi)(zi)中(zhong)含有(you)(you)極(ji)(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)胺類、醛類、雜環化(hua)(hua)(hua)合(he)物等有(you)(you)機(ji)(ji)表面活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)，它的(de)(de)分子(zi)(zi)(zi)(zi)都具有(you)(you)兩部分，一是(shi)(shi)非(fei)極(ji)(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)(ji)團(tuan)即(ji)憎水基(ji)(ji)(ji)，一般為(wei)碳氫(qing)鏈部分；二是(shi)(shi)極(ji)(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)(ji)團(tuan)即(ji)親水基(ji)(ji)(ji)，如(ru)羥基(ji)(ji)(ji)、羰基(ji)(ji)(ji)、磺(huang)(huang)酸(suan)(suan)基(ji)(ji)(ji)、氨基(ji)(ji)(ji)、醚鍵等。緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)分子(zi)(zi)(zi)(zi)如(ru)果(guo)極(ji)(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)較弱(ruo)，則主要(yao)產生(sheng)物理(li)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)力小。如(ru)果(guo)分子(zi)(zi)(zi)(zi)極(ji)(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)較強(qiang)，或含有(you)(you)多個極(ji)(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)基(ji)(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)，則主要(yao)產生(sheng)化(hua)(hua)(hua)學吸(xi)附(fu)(fu)(fu)，吸(xi)附(fu)(fu)(fu)力大(da)，如(ru)羧酸(suan)(suan)、磺(huang)(huang)酸(suan)(suan)鹽、含氮化(hua)(hua)(hua)合(he)物、雜環化(hua)(hua)(hua)合(he)物等。在(zai)較高酸(suan)(suan)度（pH<1)的(de)(de)浸蝕(shi)液中(zhong)，緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物上(shang)的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)力比(bi)它在(zai)金(jin)(jin)屬(shu)潔凈基(ji)(ji)(ji)體上(shang)的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)(fu)力要(yao)小得(de)多，同時還由于在(zai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物（微觀(guan)陰極(ji)(ji)(ji)(ji)）上(shang)伴有(you)(you)不(bu)(bu)析出氫(qing)的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)去極(ji)(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)作用(yong)，緩(huan)(huan)蝕(shi)劑(ji)(ji)(ji)對(dui)不(bu)(bu)銹鋼管表面的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)膜層的(de)(de)溶(rong)解速率無不(bu)(bu)利影響。

2. 緩(huan)蝕劑的作(zuo)用效(xiao)率(lv)

 緩(huan)蝕(shi)劑的作用效率取決于其化學性(xing)質(zhi)、濃度和浸(jin)蝕(shi)液的組成(cheng)、酸度、溫度以(yi)及被(bei)浸(jin)蝕(shi)不銹(xiu)鋼管的化學成(cheng)分和電(dian)極電(dian)位。

 a. 緩蝕劑的濃度

 濃度(du)增加(jia)，其緩蝕(shi)(shi)(shi)效率(lv)也有所(suo)增大，但過(guo)高濃度(du)時，緩蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)會降低生產效率(lv)，對(dui)有機緩蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)來講，其含量在0.1%~0.2%之間(jian)。見(jian)圖2-2緩蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)濃度(du)與(yu)緩蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)的(de)關系。圖中形象地表(biao)示(shi)：當緩蝕(shi)(shi)(shi)劑(ji)濃度(du)達到0.005%時，緩蝕(shi)(shi)(shi)率(lv)將不再(zai)有所(suo)升(sheng)高。

 b. 溫度的影(ying)響(xiang)

   溫(wen)度升高，使(shi)緩蝕(shi)劑(ji)的(de)吸(xi)附力降低，并使(shi)形成的(de)阻化(hua)膜(mo)的(de)穩定性降低，因此，對(dui)不銹鋼(gang)管(guan)的(de)浸蝕(shi)處理，工作溫(wen)度不宜太高。

c. 酸(suan)液濃(nong)度(du)對緩蝕(shi)率的影響

 幾(ji)種緩(huan)蝕(shi)劑在不同(tong)濃度的(de)鹽酸(suan)(suan)溶液中的(de)緩(huan)蝕(shi)效果(guo)見(jian)(jian)表2-6, 幾(ji)種緩(huan)蝕(shi)劑在不同(tong)濃度的(de)硫酸(suan)(suan)溶液中的(de)緩(huan)蝕(shi)率見(jian)(jian)表2-7, 幾(ji)種緩(huan)蝕(shi)劑在鹽酸(suan)(suan)與氫(qing)氟酸(suan)(suan)混合酸(suan)(suan)中的(de)緩(huan)蝕(shi)率見(jian)(jian)表2-8。

 d. 緩蝕劑分子中的親核性(xing)

  分(fen)子(zi)(zi)(zi)中含親(qin)核性(xing)(xing)很強的(de)(de)氨氮(dan)、羧(suo)氧、羥氧等(deng)配體的(de)(de)多(duo)元陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)、非離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)、兩性(xing)(xing)表面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)能發揮很好的(de)(de)緩(huan)蝕和增光作用(yong)。由于不銹(xiu)鋼(gang)管在浸蝕電(dian)解質溶液中去除表面(mian)(mian)(mian)氧化層后帶的(de)(de)是負電(dian)荷，易吸附(fu)陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)表面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)和在酸中呈陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)特性(xing)(xing)的(de)(de)其他(ta)表面(mian)(mian)(mian)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)。其中如煙酸、喹啉(lin)、安替比林，苯并咪唑、烏洛托品和甘油(you)、三乙醇胺、聚(ju)乙二醇、聚(ju)乙烯亞胺、檸檬酸、磺基水楊酸、環氧－醇胺系縮(suo)聚(ju)物，如DE、DPE以及HEDP等(deng)應用(yong)較多(duo)。而(er)以含氮(dan)雜環陽(yang)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)和能形成(cheng)翁(weng)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)高分(fen)子(zi)(zi)(zi)非離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)型活(huo)性(xing)(xing)劑(ji)(ji)(ji)為最好。

3. BMAT緩蝕(shi)劑(ji)

 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(ke)知，BMAT對上述(shu)不銹鋼管在(HCl)=5%的溶液(ye)中(zhong)均有抑(yi)(yi)制作用，還表面緩(huan)蝕(shi)劑(ji) BMAT 能有效抑(yi)(yi)制局部微(wei)電池引起的腐蝕(shi)。緩(huan)蝕(shi)劑(ji)隨合金中(zhong)含碳量(liang)的增加而相應提(ti)高。

a. BMAT的(de)添(tian)加量對緩蝕劑(ji)的(de)影(ying)響

 圖2-3、圖2-4、圖2-5三圖的(de)曲線表明，每一種不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)當BMAT 用量超(chao)過一定濃(nong)度時，緩蝕劑(ji)隨 BMAT濃(nong)度的(de)變(bian)化趨于平緩。可選擇的(de)最佳濃(nong)度：對(dui)316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)為(wei)(wei) 3 mmol/L ,對(dui)304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)為(wei)(wei)2 mmol/L，對(dui)2Cr13不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)(guan)為(wei)(wei)1 mmol/L。

b. 溫度(du)對緩蝕(shi)率的影響 

  表(biao)2-10 列出添加 BMAT 3 mmol/L 在不同溫度時的緩蝕率。從表(biao) 2-10 可見，隨著溫度的升高 ，BMAT在不銹鋼管上的緩蝕率呈(cheng)增大的趨(qu)勢，表(biao)明吸附反(fan)應為吸熱反(fan)應。

4. BMAT緩(huan)蝕劑對(dui)抑制(zhi)酸洗(xi)應力(li)腐蝕的影(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。

 從表2-11所(suo)列出的(de)評定指標(biao)分(fen)析，不(bu)(bu)論(lun)對何種鋼，與在空氣中相比，在(HCl)=5%中其斷裂時間(jian)(jian)和最(zui)大應(ying)變都(dou)大大降低(di)，斷裂時間(jian)(jian)的(de)縮(suo)短和最(zui)大應(ying)變的(de)減少，必然是由于(yu)在w(HCl)=5%中，不(bu)(bu)銹鋼管(guan)發生了嚴重(zhong)的(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕開裂所(suo)致，加入BMAT后，兩(liang)種不(bu)(bu)銹鋼的(de)兩(liang)項評分(fen)指標(biao)都(dou)明(ming)顯改善。這說明(ming)BMAT對不(bu)(bu)銹鋼管(guan)的(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕破裂有(you)優(you)良(liang)的(de)抑制作用。