钼酸钠和三乙醇胺对Q235碳钢孔蚀行为影响的研究

发布时间：2017-10-28 09:15

  本文关键词：钼酸钠和三乙醇胺对Q235碳钢孔蚀行为影响的研究

  更多相关文章： 碳钢 小孔腐蚀 钼酸钠 三乙醇胺 夹杂物 活性点

【摘要】：小孔腐蚀比较隐蔽,难以及时发现,经常会突然发生腐蚀破坏事故,造成重大损失。所以研究孔蚀的控制措施具有重要的实际意义。缓蚀剂是一种很有效的防腐措施。本文采用慢速动电位极化曲线测试、电化学阻抗测试Mott-Schottky曲线测试、扫描电镜、能谱分析测试、XPS测试、金相观察、显微腐蚀实验以及扫描探针(SPM)等方法,研究了钼酸钠和三乙醇胺(简称TEA)对Q235碳钢在0.02 mol/LNaCl-0.1 mol/LNaHCO3溶液体系中孔蚀行为的影响。统计了稳态孔蚀电化学特征参数,分析不同缓蚀剂的缓蚀效果和钼酸钠-三乙醇胺协同缓蚀机理：探究了添加不同含量钼酸钠和三乙醇胺对Q235碳钢在NaCl+NaHCO3溶液中孔蚀行为的影响;探讨了Q235碳钢发生孔蚀的敏感位置以及缓蚀剂优先作用区域问题;讨论了添加不同缓蚀剂之后碳钢表面电位分布及活性点数量的变化。主要得出如下结论：(1) Na2MoO4的加入使Q235碳钢在NaCl+NaHCO3溶液的Eb升高,三乙醇胺对Eb无影响,Na2MoO4-TEA能显著提高Eb。在添加Na2MoO4、TEA和Na2MoO4-TEA复配缓蚀剂的溶液中,白腐蚀电位和维钝电流密度都减小。在添加Na2MoO4-TEA复配缓蚀剂溶液中,Q235碳钢表面形成的保护膜的阻抗值和容抗弧半径更大,施主浓度更低,膜层的保护性和稳定性更好,Na2MoO4-TEA对小孔腐蚀的抑制作用更好。(2)在加有Na2MoO4-TEA复配缓蚀剂的实验溶液中Na2MoO4和TEA大体上按比例吸附沉积在碳钢表面；Na2MoO4能够促进TEA的吸附；形成的缓蚀膜主要成分为Fe2(MoO4)3、Fe2O3和TEA；三乙醇胺的吸附可以补充钼酸盐缓蚀膜的不完整,进一步提高缓蚀性能。(3) Na2MoO4添加量比较小时候,Q235碳钢在溶液中的Eb和Eb-Ecorr基本无变化；随着Na2MoO4含量的增加,Q235碳钢在溶液中的Eb和Eb-Ecorr增大。在达到基本相同缓蚀效果前提下,TEA的加入能够减小Na2MoO4的使用量。Na2MoO4添加量不变时,随着TEA添加量增加,Q235碳钢在溶液中的Eb和Eb-Ecorr先增大后减小。(4)Q235碳钢表面夹杂物主要为锰化物,硫化物以及含铝化合物,夹杂物零散分布,主要以圆状、土豆状存在。显微腐蚀实验以及扫描电镜观察得出含锰化物为诱发Q235碳钢发生小孔腐蚀的主要诱发源。Na2MoO4不均匀沉积在Q235碳钢表面,且优先沉积在锰化物夹杂物处,进而通过一定的反应在Q235碳钢表面生成含钼的保护膜,从而减缓孔蚀。(5)外加电位较低时,Q235碳钢在NaCl+NaHCO3溶液、NaCl+NaHCO3+Na2MoO4溶液和NaCl+NaHCO3+Na2MoO4+TEA三种溶液中,电位峰强度都很低,不能稳定存在,没有稳定活性点被激活。外加电位0.3 V时,碳钢表面有稳定活性点被激活。Na2MoO4-TEA复配缓蚀剂能够明显抑制表面活性点的生成,并且能使形成的活性点的电位峰值迅速降低,抑制其向腐蚀小孔的转化。所以复配缓蚀剂的沉积吸附比单一缓蚀剂效果更明显,能够有效地抑制碳钢表面可能转化为腐蚀小孔的早期活性点的萌生和发展,从而降低孔蚀敏感性,提高孔蚀电位。
【关键词】：碳钢 小孔腐蚀 钼酸钠 三乙醇胺 夹杂物 活性点
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG142.31
【目录】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-17
• 第一章 绪论17-29
• 1.1 孔蚀的概述17
• 1.2 孔蚀的机理17-22
• 1.2.1 孔蚀的早期阶段18-19
• 1.2.2 孔蚀的生长阶段19-22
• 1.2.3 孔蚀的再钝化阶段22
• 1.3 缓蚀剂的概述22-24
• 1.3.1 缓蚀剂22-23
• 1.3.2 钼系缓蚀剂的研究进展23-24
• 1.4 孔蚀的研究方法24-27
• 1.4.1 动电位极化法24-25
• 1.4.2 交流阻抗法25
• 1.4.3 Mott-Schottky曲线25
• 1.4.4 电化学噪声25-26
• 1.4.5 微区扫描电化学技术26-27
• 1.4.6 其他研究方法27
• 1.5 本论文的研究意义和主要研究内容27-29
• 1.5.1 本论文的研究意义27-28
• 1.5.2 本论文的研究内容28-29
• 第二章 实验方法29-37
• 2.1 实验材料29
• 2.2 实验溶液29-30
• 2.3 试样的制备30
• 2.4 测试方法30-36
• 2.4.1 慢速动电位极化曲线测试31
• 2.4.2 金相观察实验31-32
• 2.4.3 交流阻抗测试32
• 2.4.4 Mott-Schottky测试32-33
• 2.4.5 带有指示剂的显微腐蚀实验33
• 2.4.6 微区电位分布测试实验33-35
• 2.4.7 扫描电镜观察及能谱分析35
• 2.4.8 XPS分析35-36
• 2.5 数据处理36-37
• 第三章 钼酸钠和三乙醇胺对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3溶液中孔蚀行为的影响37-55
• 3.1 动电位极化曲线结果分析37-45
• 3.1.1 Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3溶液中的动电位极化曲线37-38
• 3.1.2 钼酸钠对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3溶液中孔蚀行为的影响38-40
• 3.1.3 三乙醇胺对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3溶液中孔蚀行为的影响40-42
• 3.1.4 钼酸钠和三乙醇胺对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3溶液中孔蚀行为的影响42-45
• 3.2 交流阻抗图谱分析45-49
• 3.3 Mott-Schottky曲线结果分析49-50
• 3.4 XPS测试结果分析与缓蚀机理的探讨50-54
• 3.5 本章小结54-55
• 第四章 钼酸钠和三乙醇胺含量对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3溶液中孔蚀行为的影响55-67
• 4.1 钼酸钠含量对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3溶液中孔蚀行为的影响55-61
• 4.1.1 钼酸钠含量对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3溶液中稳态孔蚀电位的影响55-59
• 4.1.2 钼酸钠含量对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3溶液中钝化性能的影响59-61
• 4.2 三乙醇胺含量对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3+Na_2MoO_4溶液中孔蚀行为的影响61-65
• 4.2.1 三乙醇胺含量对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3+Na_2MoO_4溶液中稳态孔蚀电位的影响61-64
• 4.2.2 三乙醇胺含量对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3+Na_2MoO_4溶液中钝化性能的影响64-65
• 4.3 本章小结65-67
• 第五章 Q235碳钢孔蚀发生敏感位置及缓蚀剂优先作用区域问题的研究67-75
• 5.1 Q235碳钢表面夹杂物观察67-68
• 5.2 Q235碳钢小孔腐蚀敏感位置研究68-72
• 5.2.1 显微腐蚀实验分析68-69
• 5.2.2 扫描电镜观察和能谱分析结果69-72
• 5.3 钼酸钠缓蚀剂优先作用区域分析结果72-73
• 5.4 本章小结73-75
• 第六章 运用SPM研究钼酸钠和三乙醇胺对Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3溶液中的缓蚀作用75-91
• 6.1 不同外加电位下Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3溶液中表面微区电位分布75-81
• 6.2 不同外加电位下Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3+Na_2MoO_4溶液中表面微区电位分布81-85
• 6.3 不同外加电位下Q235碳钢在NaCl+NaHCO_3+Na_2MoO_4+TEA溶液中表面微区电位分布85-90
• 6.4 本章小结90-91
• 第七章 总结论91-93
• 参考文献93-97
• 致谢97-99
• 研究成果及发表的学术论文99-101
• 作者和导师简介101-102
• 附件102-103

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 龚浩，，陈旭俊;多烯胺钼酸盐缓蚀剂对不锈钢孔蚀的缓蚀作用和机理[J];北京化工大学学报(自然科学版);1997年02期

2 孙兰霞;马凤云;马海平;高红艳;;Ni~(2+)和Co~(2+)复配(MoO_4~(2-)+Zn~(2+))对A20碳钢的缓蚀率研究[J];腐蚀科学与防护技术;2008年05期

3 高岩;刘鹤鸣;;电化学阻抗谱在缓蚀剂研究中的应用进展[J];石油化工腐蚀与防护;2008年01期

本文编号：1107604