Vol.7.5 選材、腐蝕試驗(yàn)及腐蝕控制

7.5.5 緩蝕劑評(píng)價(jià)與使用

7.5.5.4 緩蝕劑在承壓設(shè)備上的應(yīng)用

緩蝕劑主要用于那些工作時(shí)溶液本身不更換或很少更換的系統(tǒng)中，例如在原子能工業(yè)、化學(xué)工業(yè)某些冷卻系統(tǒng)中水質(zhì)處理上，常用有機(jī)磷酸鹽、聚磷酸鹽、硅酸鹽、鋅鹽、鉻酸鹽和重鉻酸鹽等作為緩蝕劑。抗?jié)窳蚧瘹涓g的緩蝕劑，如蘭4-A、咪唑啉、粗喹啉、1014、氧化松香胺等已在油田和煉油化工企業(yè)大量應(yīng)用。在合成氨生產(chǎn)的苯菲爾脫碳系統(tǒng)、煉油化工系統(tǒng)、蒸汽鍋爐中以及軍事裝備的貯存中等也有大量的緩蝕劑應(yīng)用實(shí)例。硝酸鈉為作為碳鋼和低合金鋼防止堿脆的緩蝕劑，不僅延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，而且減少介質(zhì)中Fe3+的含量。此外，在金屬酸洗、除垢和除銹過程中也得到了較廣泛的應(yīng)用，壓力容器及鍋爐結(jié)垢或污漬的化學(xué)清洗，大多是在清洗液里添加緩蝕劑完成的。在腐蝕介質(zhì)中，添加緩蝕劑，也有可能在某種條件下減少或消除應(yīng)力腐蝕。

緩蝕劑的應(yīng)用也有較大的局限性，如，一般只用在封閉和循環(huán)的體系中、不適用于高溫環(huán)境，大多數(shù)在150℃以下使用；在強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)（如酸）中，不宜用緩蝕劑作長(zhǎng)期保護(hù)。

在緩蝕劑的使用上需要注意的有：

01 應(yīng)根據(jù)腐蝕體系的具體情況，通過試驗(yàn)確定緩蝕劑的最佳投效劑量和使用條件，確定緩蝕劑濃度與介質(zhì)變化的關(guān)系，為當(dāng)介質(zhì)中腐蝕性組分發(fā)生變化時(shí)，調(diào)整緩蝕劑的濃度提供依據(jù)；

02 需進(jìn)行緩蝕劑保護(hù)效果的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，要考慮到在生產(chǎn)系統(tǒng)中緩蝕劑的流失或消耗；

03 需確定緩蝕劑的加入位置和加入方式，通常需要將緩蝕劑配置成稀釋溶液后再加入到介質(zhì)中；

04 需要評(píng)價(jià)緩蝕劑對(duì)設(shè)備材質(zhì)或產(chǎn)品品質(zhì)是否會(huì)造成損害；

05 需要考慮緩蝕劑對(duì)生產(chǎn)過程可能不利影響，如：起泡，形成乳狀液；使銹皮疏松脫落而導(dǎo)致管線阻塞；造成新腐蝕問題；結(jié)垢而影響傳熱等；

06 需要評(píng)價(jià)緩蝕劑的毒性和對(duì)環(huán)境的影響；

07 應(yīng)對(duì)緩蝕效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)；

08 確定緩蝕劑的種類、生產(chǎn)廠商、加入濃度和方式后，在實(shí)際使用中的任何調(diào)整，都應(yīng)經(jīng)過上述內(nèi)容的重新評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)；

09 對(duì)于管理水平較低、技術(shù)人員素質(zhì)較低企業(yè)，應(yīng)盡可能地不推薦使用緩蝕劑。

針對(duì)煉油廠蒸餾裝置塔頂系統(tǒng)HCl-H2S-H20型腐蝕環(huán)境的緩蝕劑已得到大量研究和應(yīng)用，近年來，隨著加工高酸值、高含硫原油量越來越大，常減壓裝置高溫部位腐蝕問題越來越突出，因而，高溫緩蝕劑也受到了更為廣泛的關(guān)注。

低溫緩蝕劑，目前，在實(shí)際應(yīng)用中，很少有常減壓裝置單獨(dú)使用某一類緩蝕劑。目前一般采用咪唑啉類緩蝕劑與氨（胺）中和劑配合使用以發(fā)揮有效的緩蝕作用。需要注意的是，不同煉油企業(yè)體系環(huán)境不同，同一類緩蝕劑的效果也不一樣。不同的塔頂環(huán)境，緩蝕劑的用量也會(huì)有所不同。此外，緩蝕劑與中和劑、阻垢劑及其他助劑復(fù)配使用，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，達(dá)到更好的效果。

高溫緩蝕劑要求能在240-480℃高溫下保持穩(wěn)定。近年來，國(guó)內(nèi)外研究和使用的高溫緩蝕劑主要有磷系和非磷系兩種系列。磷系緩蝕劑是指含磷酸或亞磷酸基的有機(jī)化合物，如磷酸酯類、亞磷酸芳基酯類和硫代（亞）磷酸酯類等；非磷系緩蝕劑是一些含N、S等元素的有機(jī)化合物。研究結(jié)果表明，在緩蝕效果方面磷系緩蝕劑優(yōu)于非磷系緩蝕劑，若將兩者混合使用，會(huì)具有協(xié)同效應(yīng)，取得更好的防腐蝕效果。

隨意更換緩蝕劑往往會(huì)造成嚴(yán)重腐蝕，某柴油加氫裝置基礎(chǔ)油中原使用國(guó)產(chǎn)緩蝕劑，對(duì)碳鋼設(shè)備緩蝕效果一直較好，后某緩蝕劑經(jīng)銷商建議更換為美國(guó)某品牌緩蝕劑，管線和設(shè)備出現(xiàn)了嚴(yán)重的全面腐蝕，導(dǎo)致裝置非計(jì)劃停車。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)表明，該緩蝕劑本身對(duì)碳鋼有嚴(yán)重的腐蝕性。

腐蝕試驗(yàn)按JB/T 7901-1999，試驗(yàn)溫度為略低于介質(zhì)的沸點(diǎn)溫度，時(shí)間48h，介質(zhì)分為基礎(chǔ)油、基礎(chǔ)油+緩蝕劑（8:2 V/V）和緩蝕劑，試樣材質(zhì)20鋼，結(jié)果見表7-20。

表7-20  試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果

因試驗(yàn)溶液在沸點(diǎn)溫度下沸騰非常劇烈，所以試驗(yàn)溫度略低于溶液沸點(diǎn)。在試驗(yàn)24h后，基礎(chǔ)油+緩蝕劑、緩蝕劑溶液中出現(xiàn)絮狀物質(zhì)，最終形成灰色沉淀。試驗(yàn)結(jié)束后，試樣表面被灰色沉淀物包裹，腐蝕嚴(yán)重；基礎(chǔ)油溶液在整個(gè)試驗(yàn)階段溶液無明顯性狀變化，試樣腐蝕較輕。基礎(chǔ)油+緩蝕劑介質(zhì)試驗(yàn)后的樣品宏觀腐蝕形貌見圖7-23。

圖7-23基礎(chǔ)油+緩蝕劑腐蝕試驗(yàn)試樣清洗后表面形貌

教訓(xùn)，未經(jīng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的緩蝕劑不得投入工業(yè)應(yīng)用。