Page 26 - 腐蚀与防护2024年第十一期

肖 艳, 等: 核电厂闭式冷却水系统中烯基胺乙基咪唑啉的缓蚀性能

表 1 , 显微组织主要为铁素体和珠光体, 如图 1 所 样表面, 再分别用去离子水、 丙酮和无水乙醇清
示。使用线切割切取试样: 浸泡腐蚀试样尺寸为 洗并吹干待用。试验中选用的缓蚀剂为烯基胺

30mm×20mm×2mm , 电化学测试试样尺寸为 乙 基 咪 唑 啉 ( 以 下 称 咪 唑 啉, IM ) 和 磷 酸 钠

10mm×10mm×4 mm 。用水砂纸逐级打磨试 ( TSP )。
表1 20G 碳钢的化学成分

Tab.1 Chemicalcom p ositionof20Gcarbonsteel
元素 C Si Mn P S Cr Mo Ni Cu
质量分数 / % 0.056 0.13 0.42 0.013 0.005 0.014 0.003 0.005 0.022
( SEM ) 观察浸泡腐蚀后试样表面微观形貌, 采用

HORIBAX p lora p lus型拉曼光谱仪分析缓蚀剂在
材料表面的吸附行为。
1.2.3 电化学测试
搭建恒温电化学测试回路, 在经典三电极体系

电化学工作站( Reference600 ) 上开展电化学测试。
20G 碳钢为工作电极( 使用环氧树脂封装试样, 露出
1cm 的工作端面), 饱和甘汞电极( SCE ) 为参比电

2
图1 20G碳钢的显微组织
极, Pt 片为辅助电极。试验溶液为添加不同含量缓

Fi g .1 Microstructureof20Gcarbonsteel
蚀剂的水溶液, 试验温度为40℃ 。动电位极化曲线
1.2 试验方法 测量范围为-0.2~1.5V ( 相对于自腐蚀电位), 测

1.2.1 浸泡腐蚀试验
量速率为0.5mV / s 。
参照 GB10124-1988 《 金属材料实验室均匀腐

1.2.4 热重分析
蚀全浸试验方法》 对20G 碳钢开展腐蚀试验。模拟
利用热重差热分析仪对咪唑啉开展热稳定性分
CCW 系统工况, 试验溶液为添加不同含量缓蚀剂的 析。样品质量约为3m g 升温速率为10℃ / min , 氮

,

水溶液, 试验温度为40℃ , 浸泡周期为14d 。采用

气氛围, 保温时间为2h , 气体流量为50mL / min 。

125mL的 HCl 、 3.5g 六次甲基四胺和除盐水配制
成1000mL 化学清洗溶液。将腐蚀后试样机械清 2 结果与讨论

洗后, 置于化学清洗溶液中去除表面腐蚀产物, 同时 2.1 缓蚀率
进行空白试样酸洗。对试样进行超声清洗并烘干称 由图2可知, 20G 碳钢的腐蚀速率与缓蚀剂含
量。采用失重法计算试样的腐蚀速率, 如式( 1 ) 所 量成负相关。计算可知, 在未添加缓蚀剂的除盐水
示, 然后根据腐蚀速率计算缓蚀剂的缓蚀率, 如式 中20G 碳钢的腐蚀速率为57.06mm / a 。在除盐水

( 2 ) 所示。 中添加磷酸钠后, 20G 碳钢的腐蚀速率迅速下降, 当

87600 Δm Δm 0 磷酸钠质量分数为 75 m gk g 时, 腐蚀速率小于
/
×
v= ρ t s - s 0 ( 1 ) 0.02mm / a , 且随着磷酸钠含量增加, 腐蚀速率无明

v 0- v 1
η= ×100% ( 2 )
v 0
式中: v 为腐蚀速率, mm / a ; 为试验材料密度, 此
ρ

处为7.85gcm ; t 为浸泡时间, h ; Δm 为腐蚀试样
3
/
为空白试样腐蚀后的质
g
腐蚀后的质量损失,; Δ m 0
分别为腐蚀试样和空白试样的表
g
量损失,; s 和 s 0
2 为无缓蚀剂
η
面积, cm ; 为缓蚀剂的缓蚀率, % ; v 0
为添加缓蚀剂溶
溶液中试样的腐蚀速率, mm / a ; v 1
液中试样的腐蚀速率, mm / a 。 图2 缓蚀剂含量对腐蚀速率和缓蚀率的影响
1.2.2 表面分析 Fi g .2 Effectsofinhibitorcontentoncorrosionrateand

采用 FEI Quanta250 型 扫 描 电 子 显 微 镜 inhibition efficienc y
· 1 8 ·