CN113061894B - 缓蚀剂及其制备方法、闭式冷却水系统的缓蚀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种缓蚀剂及其制备方法、闭式冷却水系统的缓蚀方法，缓蚀剂包括原料如下：去离子水、亚硫酸钠、十二胺、铜缓蚀剂、磷酸三钠和氨水；所述亚硫酸钠在所述去离子水中的质量百分比为0.0003％‑0.0005％，所述十二胺在所述去离子水中的质量百分比为0.0010％‑0.0015％，所述铜缓蚀剂在所述去离子水中的质量百分比为0.0015％‑0.0020％，所述磷酸三钠在所述去离子水中的质量百分比为0.0250％‑0.0300％，氨在所述去离子水中的质量百分比为0.0000150％‑0.0000200％。本发明的缓蚀剂，用于闭式冷却水系统，能够同时实现碳钢、铜和不锈钢材料的缓蚀，对核电机组常规岛设备闭式冷却水系统防腐工作具有重要意义；生态毒性低，使用后产生的废液符合环境排放标准。

Description

缓蚀剂及其制备方法、闭式冷却水系统的缓蚀方法
技术领域
本发明涉及核电设备防腐技术领域，尤其涉及一种用于闭式冷却水系统的缓蚀剂及其制备方法、闭式冷却水系统的缓蚀方法。
背景技术
核电闭式冷却水系统主要使用碳钢、铜和不锈钢作为结构材料，上述三种材料的防腐控制要求存在差异，且异种材料连接部位易发电偶腐蚀，因此对缓蚀剂配方和防腐工艺的选择提出了挑战。目前，国内核电闭式冷却水系统多采用单一磷酸盐控制，pH控制在11.0-11.5之间，能够有效地抑制碳钢腐蚀。然而，该pH范围超出了铜的稳定pH区间(7-11)，不利于系统中含铜材料的防腐工作。同时，铜材料的腐蚀产物又会影响碳钢材料的腐蚀，导致机组运行期间出现铁、铜和悬浮物含量超标的现象。因此，针对多种缓蚀剂复合配方及防腐工艺的综合研究是实现闭式冷却水系统防腐的关键。
国内外针对缓蚀剂复合配方的研究主要集中在缓蚀剂种类和浓度的复配工作上，但是，往往忽略了缓蚀剂添加顺序对防腐效果起到的重要作用，导致防腐效果不佳。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于闭式冷却水系统的缓蚀剂及其制备方法、闭式冷却水系统的缓蚀方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种缓蚀剂，用于闭式冷却水系统，所述缓蚀剂包括原料如下：去离子水、亚硫酸钠、十二胺、铜缓蚀剂、磷酸三钠和氨水；
所述亚硫酸钠在所述去离子水中的质量百分比为0.0003％-0.0005％，所述十二胺在所述去离子水中的质量百分比为0.0010％-0.0015％，所述铜缓蚀剂在所述去离子水中的质量百分比为0.0015％-0.0020％，所述磷酸三钠在所述去离子水中的质量百分比为0.0250％-0.0300％，氨在所述去离子水中的质量百分比为0.0000150％-0.0000200％。
优选地，所述缓蚀剂的pH为10-11.5。
优选地，所述缓蚀剂的pH为11.0。
优选地，所述铜缓蚀剂为硫基苯并噻唑、甲基苯骈三氮唑、苯并三氮唑、丁基苯并三氮唑、改性的甲基苯骈三氮唑中一种或多种。
优选地，所述铜缓蚀剂为甲基苯骈三氮唑。
本发明还提供一种用于闭式冷却水系统的缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：先将亚硫酸钠加入去离子水中除氧，再加入十二胺和铜缓蚀剂，预定时间后再加入磷酸三钠和氨水。
优选地，将亚硫酸钠加入去离子水中进行除氧0.5-1.5h；加入十二胺和铜缓蚀剂后，经过0.5-1.5h后再加入磷酸三钠和氨水。
本发明还提供一种闭式冷却水系统的缓蚀方法，包括以下步骤：
S1、将亚硫酸钠加入闭式冷却水系统的冷却水中，除氧0.5-1.5h；
所述亚硫酸钠在所述冷却水中的质量百分比为0.0003％-0.0005％；
S2、将十二胺和铜缓蚀剂加入所述冷却水中处理0.5-1.5h；
所述十二胺和铜缓蚀剂在所述冷却水中的质量百分比分别为0.0010％-0.0015％和0.0015％-0.0020％；
S3、将磷酸三钠和氨水加入所述冷却水中；
所述磷酸三钠和氨在所述冷却水中的质量百分比分别为0.0250％-0.0300％和0.0000150％-0.0000200％。
优选地，在步骤S3之后，所述冷却水的pH为11.0。
优选地，所述铜缓蚀剂为硫基苯并噻唑、甲基苯骈三氮唑、苯并三氮唑、丁基苯并三氮唑、改性的甲基苯骈三氮唑中一种或多种。
本发明的缓蚀剂，用于闭式冷却水系统，能够同时实现碳钢、铜和不锈钢材料的缓蚀，对核电机组常规岛设备闭式冷却水系统防腐工作具有重要意义；生态毒性低，使用后产生的废液符合环境排放标准。
另外，优化了各原料的添加顺序以及作用时间，保证核电机组常规岛设备闭式冷却水系统的除氧效果、成膜效果。
具体实施方式
本发明的用于闭式冷却水系统的缓蚀剂，包括原料如下：去离子水、亚硫酸钠、十二胺、铜缓蚀剂、磷酸三钠和氨水。
亚硫酸钠、十二胺、铜缓蚀剂、磷酸三钠和氨水按特定顺序加入到去离子水中，形成混合液，即为缓蚀剂。
缓蚀剂的pH为10-11.5。为有效抑制碳钢和铜的腐蚀，综合缓蚀效果，缓蚀剂的pH优选为11.0。
在去离子水中，亚硫酸钠的质量百分比为0.0003％-0.0005％，十二胺的质量百分比为0.0010％-0.0015％，铜缓蚀剂的质量百分比为0.0015％-0.0020％，磷酸三钠(以磷酸根计算)的质量百分比为0.0250％-0.0300％，通过加入氨水使得氨的质量百分比为0.0000150％-0.0000200％。
铜缓蚀剂为硫基苯并噻唑、甲基苯骈三氮唑、苯并三氮唑、丁基苯并三氮唑、改性的甲基苯骈三氮唑中一种或多种。优选地，铜缓蚀剂为甲基苯骈三氮唑。
本发明的用于闭式冷却水系统的缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：先将亚硫酸钠加入去离子水中除氧0.5-1.5h；再加入十二胺和铜缓蚀剂，预定时间后(如0.5-1.5h)再加入磷酸三钠和氨水。
其中，去离子水预先加入到密闭容器中，再往其中加入亚硫酸钠进行除氧，再根据顺序加入其他原料。
本发明的缓蚀剂用于核电中的闭式冷却水系统，可直接替换传统使用的冷却水，还可以根据原料组成将亚硫酸钠、十二胺、铜缓蚀剂、磷酸三钠和氨水加入到冷却水中，使其具有缓蚀功能。对应该后一种方式，本发明的闭式冷却水系统的缓蚀方法，包括以下步骤：
S1、将亚硫酸钠加入闭式冷却水系统的冷却水中，除氧0.5-1.5h，优选1h。亚硫酸钠在冷却水中的质量百分比为0.0003％-0.0005％。
S2、将十二胺和铜缓蚀剂加入冷却水中处理0.5-1.5h，优选1h。
十二胺和铜缓蚀剂在冷却水中的质量百分比分别为0.0010％-0.0015％和0.0015％-0.0020％。铜缓蚀剂为硫基苯并噻唑、甲基苯骈三氮唑、苯并三氮唑、丁基苯并三氮唑、改性的甲基苯骈三氮唑中一种或多种，优选甲基苯骈三氮唑。
S3、将磷酸三钠和氨水加入冷却水中。磷酸三钠和氨在冷却水中的质量百分比分别为0.0250％-0.0300％和0.0000150％-0.0000200％。
在步骤S3之后，冷却水的pH为11.0，实现对闭式冷却水系统的碳钢、铜和不锈钢等结构材料的综合缓蚀效果。
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
根据上述方法将各原料加入核电机组常规岛设备闭式冷却水系统中，各原料浓度(所占质量百分比)如下：亚硫酸钠浓度为0.0003％，十二胺的浓度为0.0010％，铜缓蚀剂的浓度为0.0015％，磷酸三钠浓度为0.0250％，氨浓度为0.0000150％；pH为11.0。
根据《GB10124-1988》检测获得该实施例的闭冷水系统碳钢腐蚀速率0.05mm/a。
实施例2
根据上述方法将各原料加入核电机组常规岛设备闭式冷却水系统中，各原料浓度(所占质量百分比)如下：亚硫酸钠浓度为0.0004％，十二胺的浓度为0.0012％，铜缓蚀剂的浓度为0.0017％，磷酸三钠浓度为0.0270％，氨浓度为0.0000170％；pH为11.0。
根据《GB10124-1988》检测获得该实施例的闭冷水系统碳钢腐蚀速率0.02mm/a。
实施例3
根据上述方法将各原料加入核电机组常规岛设备闭式冷却水系统中，各原料浓度(所占质量百分比)如下：亚硫酸钠浓度为0.0005％，十二胺的浓度为0.0015％，铜缓蚀剂的浓度为0.0020％，磷酸三钠浓度为0.0300％，氨浓度为0.0000200％；pH为11.0。
根据《GB10124-1988》检测获得该实施例的获得闭冷水系统碳钢腐蚀速率0.005mm/a。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先将亚硫酸钠加入去离子水中除氧，再加入十二胺和铜缓蚀剂，预定时间后再加入磷酸三钠和氨水;
所述缓蚀剂包括原料如下：去离子水、亚硫酸钠、十二胺、铜缓蚀剂、磷酸三钠和氨水；所述缓蚀剂的pH为11.0；
所述亚硫酸钠在所述去离子水中的质量百分比为0.0003%-0.0005%，所述十二胺在所述去离子水中的质量百分比为0.0010%-0.0015%，所述铜缓蚀剂在所述去离子水中的质量百分比为0.0015%-0.0020%，所述磷酸三钠在所述去离子水中的质量百分比为0.0250%-0.0300%，氨在所述去离子水中的质量百分比为0.0000150%-0.0000200%；
所述铜缓蚀剂为硫基苯并噻唑、甲基苯骈三氮唑、苯并三氮唑、丁基苯并三氮唑、改性的甲基苯骈三氮唑中一种或多种。
2.根据权利要求1所述的缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述铜缓蚀剂为甲基苯骈三氮唑。
3.根据权利要求1所述的缓蚀剂的制备方法，其特征在于，将亚硫酸钠加入去离子水中进行除氧0.5-1.5h；加入十二胺和铜缓蚀剂后，经过0.5-1.5h后再加入磷酸三钠和氨水。
4.一种闭式冷却水系统的缓蚀方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将亚硫酸钠加入闭式冷却水系统的冷却水中，除氧0.5-1.5h；
所述亚硫酸钠在所述冷却水中的质量百分比为0.0003%-0.0005%；
S2、将十二胺和铜缓蚀剂加入所述冷却水中处理0.5-1.5h；
所述十二胺和铜缓蚀剂在所述冷却水中的质量百分比分别为0.0010%-0.0015%和0.0015%-0.0020%；
S3、将磷酸三钠和氨水加入所述冷却水中；
所述磷酸三钠和氨在所述冷却水中的质量百分比分别为0.0250%-0.0300%和0.0000150%-0.0000200%。
5.根据权利要求4所述的闭式冷却水系统的缓蚀方法，其特征在于，在步骤S3之后，所述冷却水的pH为11.0。
6.根据权利要求4所述的闭式冷却水系统的缓蚀方法，其特征在于，所述铜缓蚀剂为硫基苯并噻唑、甲基苯骈三氮唑、苯并三氮唑、丁基苯并三氮唑、改性的甲基苯骈三氮唑中一种或多种。
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