一種碳鋼防腐蝕緩蝕劑及其製備方法

2023-07-16 02:57:26 2

專利名稱：一種碳鋼防腐蝕緩蝕劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑及其製備方法，屬金屬材料腐蝕與防 護技術領域。
背景技術：
鋼材是關係到國民經濟發展的重要物資，被廣泛地應用在各種各樣的管道設備 中。然而在不同應用環境中，鋼材存在著不同程度的腐蝕，給人類帶來了巨大的經濟 損失和社會危害。鋼鐵緩蝕劑的研製與開發，對促進國民經濟的可持續發展具有重大意 義。由於人類面臨淡水資源嚴重缺乏的危機，大力開發和利用海水己勢在必行。而海水 因其強烈的腐蝕性，容易導致設備的損壞，在海水介質中使用緩蝕劑對海水環境中的金 屬進行防護是保護金屬較為有效的措施之一。目前海水體系中合金鋼防腐蝕緩蝕劑主要有鉻酸鹽、鋅鹽、聚磷酸鹽、有機 麟酸鹽等，這些藥劑對環境存在汙染，隨著環境保護和安全意識的加強其使用逐漸受到 限制。尋找不汙染環境、使用安全的綠色緩蝕劑已經為全世界所關注。稀土緩蝕劑以其 資源豐富、低毒性、對環境和人體危害小而受到廣泛關注，國內外研究認為稀土有望成 為鉻酸鹽的替代品。鉬酸鹽由於毒性低，不汙染環境，在許多體系中逐漸取代鉻酸鹽得 到了廣泛的應用。稀土金屬鈰鹽以及鉬酸鹽因其低毒性而被稱為「綠色」藥劑，是很有 發展前景的環境友好型緩蝕劑。國內外對稀土金屬鹽的研究較多，但主要集中在鋁、鋅 及其合金的緩蝕劑和金屬的稀土表面轉化膜上，而對具有廣泛應用的Q345合金鋼在海水 性腐蝕介質中的研究尚未見報導。我們主要對兩種環境友好型緩蝕劑硝酸鈰和鉬酸銨進 行復配研究，以得到較好的Q345合金鋼緩蝕劑配方。

發明內容
本發明目的之一為了克服現有技術中Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑存在的缺點，提 供一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑。本發明的目的之二提供上述的一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑的製備方法。本發明的技術方案一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑，由溶質和溶劑組成，溶劑為去離子水，其溶質 由 Ce (NO3) 3 和(NH4)2MoO4 按質量比計算 Ce (NO3) 3 (NH4) 2Mo04 為 O 1 O 0.15 復配而成，最終所得的緩蝕劑濃度為0.2 0.95g/L。一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑，由溶質和溶劑組成，溶劑為去離子水，其溶質 由 Ce(NO3) 3、(NH4)2MoO4 按質量比 Ce(NO3)3 (NH4)2MoO4 為 8 1 復配而成，最終 所得的緩蝕劑濃度為0.9g/L。一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑，其製備方法如下在室溫下向去離子水中依次添加Ce(NO3)3和(NH4)2MoO4,攪拌混合即可，即 得本發明的Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑。
本發明的有益效果本發明的一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑為綠色水處理藥劑，對環境無危害，符 合可持續發展觀的需要所述配方原料易得，將其復配使用後對體系中Q345合金鋼的防腐 蝕具有較好的緩蝕效果。當復配緩蝕劑濃度為0.8g/LCe(NO3)3+0.IgzX(NH4)2MoO4時， 其腐蝕電流密度最低，為9.943yA/cm2，其對應的緩蝕效率也最高，為87.16%。


圖1、Q345合金鋼電極在未添加緩蝕劑和添加濃度為0.8g/L Ce (NO3) 3的模擬海 水溶液中浸泡0.5h後的極化曲線圖；圖2、Q345合金鋼在添加0.8g/LCe (NO3) 3和不同濃度(NH4) 2Mo04的模擬海水 溶液中的交流阻抗圖；圖3、Q345合金鋼在添加0.8g/LCe (NO3) 3和不同濃度(NH4)2MoO4的模擬海水 溶液中的極化曲線圖。
具體實施例方式下面通過實施例並結合附圖對本發明進行進一步闡述，但並不限制本發明。1、材料與試劑Q345合金鋼電極由用環氧樹脂密封製成，工作面積為1.0cm2。模擬海水溶液的配置質量分數為3.5% NaCl溶液，所用溶液均用去離子水配 制。2、測試方法 交流阻抗和極化曲線的測試採用經典的三電極體系，工作電極為Q345合金鋼電極。所用的輔助電極均為鉬 電極，參比電極均為飽和甘汞電極(SCE)，本發明所示電位均相對於飽和甘汞電極。Q345合金鋼電極在進行電化學測試前表面用1#、3#、6#金相砂紙逐級打磨拋 光，去離子水衝洗後用無水乙醇去油，再用去離子水衝洗後放入電解池內穩定30min後 進行電化學測試。交流阻抗和極化曲線的測定所用設備採用上海晨華電化學工作站CHI660C，交 流阻抗測量頻率範圍為100.00kHz 50.00mHz，交流激勵信號為10mV，極化曲線的掃描 速率為lmV/s。實施例1一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑溶質為Ce(NO3)3，溶劑為去離子水，最終配製成濃度分別為Og/L、0.2g/L、 0.4g/L、0.6g/L、0.8g/L、1.Og/L 的 Ce (NO3) 3 單配緩蝕劑。Ce(NO3)3單配緩蝕劑對模擬海水中Q345合金鋼的緩蝕作用附圖1Q345合金鋼電極在未添加緩蝕劑和添加濃度為0.8g/L Ce (NO3) 3的模擬海 水溶液中浸泡0.5h後的極化曲線圖，其中曲線1和曲線2分別表示未添加緩蝕劑和添加濃 度為0.8g/L Ce(NO3)3的極化曲線圖，其相對應的腐蝕電位和腐蝕電流密度數據見表1。 緩蝕劑的緩蝕效率(Π %)按照如下公式計算
；； =X 100%I0和I分別為空白實驗和加入緩蝕劑後的腐蝕電流密度。表1Q345合金鋼電極在不同濃度Ce(NO3)3的模擬海水溶液中得到的電化學參數
C Ce (N03)3/ (g/L)Ecor" (mV)Lorr/ ( μ A/cm2)η / (%)0-0· 758777. 46/
0.8-0.714240.1848.13如表1，與未加緩蝕劑比較，在模擬海水溶液中加入濃度為0.8g/L的Ce(NO3)3 後Q345合金鋼電極的腐蝕電流密度明顯減小，為13.52yA/cm2，其對應的緩蝕效率為 48.13%。多次實驗證明，單一緩蝕劑Ce(NO3)3濃度為0.8g/L時對Q345合金鋼在模擬 海水溶液中的緩蝕效果最好。實施例2一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑溶質為Ce(NO3)3和(NH4)2MoO4,溶劑為去離子水，配置6組Q345合金鋼防 腐蝕緩蝕劑。第一組為空白模擬海水，其餘每組中Ce(NO3)3的濃度均為0.8g/L，而 (NH4)2MoO4 的濃度分別為 Og/L、0.01g/L、0.05g/L、O.lg/L、0.15g/L。附圖2是Q345合金鋼在添加0.8g/LCe (NO3) 3和不同濃度(NH4) 2Mo04的模擬海 水溶液中的交流阻抗圖，其中曲線1為未添加任何緩蝕劑的阻抗圖，曲線2、曲線3、曲 線 4、曲線 5、曲線 6 分別代表(NH4)2MoO4 濃度為 Og/L、0.01g/L、0.05g/L、O.lg/L、 0.15g/L下的阻抗圖。用阻抗值的高低來判斷緩蝕性能的好壞，阻抗值越大說明其對金屬 的緩蝕性能越好。從附圖2中可以看出，隨著(NH4)2MoO4含量的增加，阻抗值逐漸增大，當 復配緩蝕劑為0.8g/L Ce(NO3)3+0.IgzX(NH4)2MoO4時，該Q345合金鋼電極的阻抗最 大，再增加(NH4) 2Mo04濃度阻抗反而下降，這說明該配方(0.8g/L Ce (NO3) 3+0.Ig/ L(NH4)2MoO4)是最佳的復配方案，其緩蝕效果最好。附圖3是Q345合金鋼在添加0.8g/LCe (NO3) 3和不同濃度(NH4)2Mo04的模擬 海水溶液中的極化曲線圖，其中曲線1為未添加任何緩蝕劑的極化曲線圖，曲線2、曲線 3、曲線 4、曲線 5、曲線 6 分別代表(NH4)2MoO4 濃度為 Og/L、0.01g/L、0.05g/L、O.lg/ L、0.15g/L下的極化曲線圖，相對應的腐蝕電位和腐蝕電流密度數據見表2。 表2 Q345合金鋼在添加0.8g/LCe (NO3) 3和不同濃度(NH4) 2Mo04的模擬海水溶
液中的腐蝕參數
權利要求
1.一種Q 345合金鋼防腐蝕緩蝕劑，由溶質和溶劑組成，溶劑為去離子水，其特徵在 於其溶質由Ce(NO3)3和(NH4)2MoO4按質量比計算即Ce(NO3)3 (NH4)2MoO4為O 1 O 0.15復配而成，最終所得的緩蝕劑濃度為0.2 0.95g/L。
2.一種如權利要求1所述的一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑，由溶質和溶劑組 成，溶劑為去離子水，其特徵在於其溶質由Ce(N03)3、(NH4)2MoO4按質量比即 Ce(NO3)3 (NH4)2MoO4S 0.8 O 0.15復配而成，最終所得的緩蝕劑濃度為0.8 0.95g/L。
3.—種如權利要求1所述的一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑，由溶質和溶劑組 成，溶劑為去離子水，其特徵在於其溶質由Ce(N03)3、(NH4)2MoO4按質量比即 Ce(NO3)3 (NH4)2MoO4S 8 1復配而成，最終所得的緩蝕劑濃度為0.9g/L。
4.一種如權利要求1、2或3所述的一種Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑的製備方法，其特 徵在於如下在室溫下向去離子水中依次添加Ce(NO3)3和(NH4)2MoO4,攪拌混合即可，即得本 發明的Q345合金鋼防腐蝕緩蝕劑。
全文摘要
本發明公開了一種Q345合金鋼的防腐蝕緩蝕劑及其製備方法，屬金屬材料腐蝕與防護技術領域。Q345合金鋼的防腐蝕緩蝕劑，其溶質由Ce(NO3)3和(NH4)2MoO4按質量比計算Ce(NO3)3∶(NH4)2MoO4為0～1∶0～0.15復配而成，溶劑為去離子水，最終所得的緩蝕劑濃度為0～0.95g/L。當緩蝕劑濃度為0.8g/LCe(NO3)3+0.1g/L(NH4)2MoO4時，Q345合金鋼的腐蝕電流密度最低，為9.943μA/cm2，對應的緩蝕效率也最高，為87.16％。本發明的Q345合金鋼的防腐蝕緩蝕劑對環境無危害，其復配使用後對體系中Q345合金鋼的防腐蝕具有較好的緩蝕效果。
文檔編號C23C22/40GK102011116SQ20101023922
公開日2011年4月13日 申請日期2010年7月29日 優先權日2010年7月29日
發明者雲虹, 張亦論, 徐群傑, 時士峰 申請人:上海電力學院