CN101618914A - 钨酸盐类复合海水缓蚀剂的应用方法 - Google Patents

钨酸盐类复合海水缓蚀剂的应用方法 Download PDF

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柳鑫华
王庆辉
芮玉兰
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Abstract

一种用于海水做循环冷却水的一种钨酸盐类复合海水缓蚀剂的应用方法。构成缓蚀剂的原料包含有钨酸盐、聚环氧琥珀酸、葡萄糖酸钠和锌盐。其应用方法是，以1升海水计，按照质量浓度配比分别取钨酸盐40mg/L、聚环氧琥珀酸40mg/L、葡萄糖酸钠10mg/L和锌盐4mg/L依次加入到循环冷却的海水中，在温度为30℃～60℃，pH值为6.5～9.0的范围内，缓蚀测试达到国家规定的碳钢年腐蚀率的标准要求。该缓蚀剂在海水中的溶解性好，对环境无毒无害，可生物降解，缓蚀效率高，持续作用能力强，是一种很有发展潜力的绿色缓蚀剂。往海水中添加缓蚀剂是方法简便、成本低廉。

Description

钨酸盐类复合海水缓蚀剂的应用方法
技术领域
本发明涉及一种海水缓蚀剂及应用方法，具体地说涉及一种用于海水做循环冷却水的一种钨酸盐类复合海水缓蚀剂的应用方法。
背景技术
海水循环冷却技术研究始于20世纪70年代。在国外，海水循环冷却技术经过30年的发展，已经进入应用阶段，大部分应用在石化、电力系统等方面。据报道，2002年时，我国海水冷却水用量约140亿m3/a，而日本约为3000亿m3/a，美国约为1000亿m3/a。可见，我国海水循环冷却技术相对于国外来说还有很大的差距。早期用于海水介质的缓蚀剂多为铬酸盐、重铬酸盐、亚硝酸钠、无机磷酸盐等，该时期的研究均从提高缓蚀率出发，没有考虑环境污染的问题。90年代后，海水中缓蚀剂的研究开始活跃，研究方向开始向葡萄酸盐、钼酸盐、锌盐、铝系金属盐对环境无污染或低污染的方向发展。但是国内外开发的缓蚀剂大多局限于模拟海水，缓蚀效果均不理想，实验结果用于天然海水时，缓蚀效果与模拟海水的实验结果有很大的不同，缓蚀率大大降低，并且存在缓蚀剂的使用成本太高的问题。因此开发适用于天然海水成本低、缓蚀效率高、环境友好型缓蚀剂成为研究的热点。
发明内容
本发明为了解决现有缓蚀剂使用成本高，缓蚀效率低及对环境有害的问题，提供一种在海水中溶解性好，对环境无毒无害，可生物降解，缓蚀效率高，生产成本低，以钨酸盐为主要成分的钨酸盐类复合海水缓蚀剂的应用方法。
解决上述技术问题采用以下技术方案：一种钨酸盐类复合海水缓蚀剂的应用方法，构成缓蚀剂的原料包含有钨酸盐、聚环氧琥珀酸、葡萄糖酸钠和锌盐，其应用方法是：以1升海水计，按照质量浓度配比分别取钨酸盐40mg/L、聚环氧琥珀酸40mg/L、葡萄糖酸钠10mg/L和锌盐4mg/L依次加入到循环冷却的海水中，在温度为30℃～60℃，pH值为6.5～9.0的范围内，缓蚀测试达到国家规定的碳钢年腐蚀率的标准要求。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明是以钨酸盐为主要成分的复合缓蚀剂，钨酸盐类缓蚀剂在海水中的溶解性好，对环境无毒无害，可生物降解，缓蚀效率高，持续作用能力强，是一种很有发展潜力的绿色缓蚀剂；而且这种缓蚀剂高效、无毒无害、使用剂量小、生产成本较低。其显著的效果还在于：通过失重法筛选出了钨酸盐复合海水缓蚀剂，解决了天然海水做循环冷却水的腐蚀问题，缓解淡水资源供不应求的紧张状况，而且添加缓蚀剂是一种工艺简便、成本低廉、适用性强的措施。该类缓蚀剂加入天然海水中，在碳钢表面形成稳定的络合物沉淀膜有效的抑制了海水对碳钢表面的腐蚀，为缓蚀剂的安全及高效利用开辟了新的领域。
附图说明
图1是海水中单一钨酸盐浓度与缓蚀率和腐蚀速率的关系图。
图2是海水中二元缓蚀剂钨酸盐浓度缓蚀率与腐蚀速率的关系图。
图3是本发明钨酸盐浓度缓蚀率与腐蚀速率的关系图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
本实施例是一种钨酸盐复合海水缓蚀剂的应用方法，该缓蚀剂由钨酸盐、聚环氧琥珀酸、葡萄糖酸钠和锌盐组合而成。
本发明的钨酸盐、聚环氧琥珀酸、葡萄糖酸钠和Zn2+(锌盐)为成品药剂，由市场上购买，将四种原料按照质量浓度配比好依次加入到海水中，然后将加有该缓释剂的海水在管道或设备中做冷却用。其应用方法是：
实施例1：以1升海水计，按照质量浓度配比分别取钨酸盐40mg/L、聚环氧琥珀酸40mg/L、葡萄糖酸钠40mg/L和Zn2+(锌盐)4mg/L依次加入循环冷却的海水中，在温度为30℃，调节pH值为6.5的范围内，就起到很好的缓蚀性。
应用方法实施例2：以1升海水计，按照质量浓度配比分别取钨酸盐40mg/L、聚环氧琥珀酸40mg/L、葡萄糖酸钠40mg/L和Zn2+(锌盐)4mg/L依次加入循环冷却的海水中，在温度为50℃，调节pH值为8.0的范围内，就起到很好的缓蚀性。
应用方法实施例3：以1升海水计，按照质量浓度配比分别取钨酸盐40mg/L、聚环氧琥珀酸40mg/L、葡萄糖酸钠40mg/L和Zn2+(锌盐)4mg/L依次加入循环冷却的海水中，在温度为60℃，调节pH值为9.0的范围内，就起到很好的缓蚀性。
本实施例的钨酸盐是用失重法筛选出来的。
其筛选方法如下：
(1)单一钨酸盐的缓蚀性能
由图1可知，随着钨酸盐使用浓度的增加，海水介质对碳钢的腐蚀速率在逐渐下降。但钨酸盐的浓度增加到1000mg/L时，缓蚀率仅为66.0％。因此，单独使用钨酸盐不能对海水中的碳钢起到很好的保护作用，且存在使用浓度过高，缓蚀剂成本不经济的问题。为了降低钨酸盐的使用浓度、提高缓蚀率必须进行钨酸盐与其它缓蚀剂的复配研究。
(2)二元复合缓蚀剂的缓蚀性能
由图2可知在添加钨酸盐的基础上加入聚环氧琥珀酸后，缓蚀率有了明显提高，且存在缓蚀率先增加后降低的现象，这表明钨酸钠与聚环氧琥珀酸之间有最佳配比的问题。在最佳配比条件下--钨酸钠浓度40mg/L，聚环氧琥珀酸浓度40mg/L时，对海水中碳钢缓蚀率达到了72.0％。
(3)四元复合缓蚀剂的缓蚀性
图3是固定葡萄糖酸钠40mg/L、聚环氧琥珀酸40mg/L和锌盐(Zn2+)4mg/L的情况下，考察钨酸盐浓度与缓蚀率和腐蚀速率的关系。由图3可知，四元配方的缓蚀率，有了进一步提高，说明钨酸盐与葡萄糖酸钠和锌盐之间也存在很好的协同效应。在钨酸盐浓度为40mg/L时，有最大的缓蚀率和最低腐蚀速率。钨酸盐的使用浓度在30～40mg/L的范围内都能保持较高的缓蚀率。在钨酸盐的浓度为40mg/L、聚环氧琥珀酸40mg/L、葡萄糖酸钠40mg/L和Zn2+4mg/L时，缓蚀率已达93.6％。
将本发明用于碳钢的表面分析
由海水浸泡前后碳钢试片的表面形貌观察发现，浸渍前碳钢表面仅存在一些打磨时产生的机械划痕。浸渍后空白海水对碳钢表面腐蚀剧烈，表面已有大量腐蚀产物。而添加了以钨酸盐为主剂的四元缓蚀剂后的碳钢片的表面非常光滑，并且碳钢试片形成了一层致密的膜层(申请人有拍摄清晰的照片)。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1、一种钨酸盐类复合海水缓蚀剂的应用方法，其特征在于构成缓蚀剂的原料包含有钨酸盐、聚环氧琥珀酸、葡萄糖酸钠和锌盐，其应用方法是：以1升海水计，按照质量浓度配比分别取钨酸盐40mg/L、聚环氧琥珀酸40mg/L、葡萄糖酸钠10mg/L和锌盐4mg/L依次加入到循环冷却的海水中，在温度为30℃～60℃，pH值为6.5～9.0的范围内，缓蚀测试达到国家规定的碳钢年腐蚀率的标准要求。
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