Vol.7.5 选材、腐蚀试验及腐蚀控制

7.5.5 缓蚀剂评价与使用

7.5.5.4 缓蚀剂在承压设备上的应用

缓蚀剂主要用于那些工作时溶液本身不更换或很少更换的系统中，例如在原子能工业、化学工业某些冷却系统中水质处理上，常用有机磷酸盐、聚磷酸盐、硅酸盐、锌盐、铬酸盐和重铬酸盐等作为缓蚀剂。抗湿硫化氢腐蚀的缓蚀剂，如兰4-A、咪唑啉、粗喹啉、1014、氧化松香胺等已在油田和炼油化工企业大量应用。在合成氨生产的苯菲尔脱碳系统、炼油化工系统、蒸汽锅炉中以及军事装备的贮存中等也有大量的缓蚀剂应用实例。硝酸钠为作为碳钢和低合金钢防止碱脆的缓蚀剂，不仅延长设备的使用寿命，而且减少介质中Fe3+的含量。此外，在金属酸洗、除垢和除锈过程中也得到了较广泛的应用，压力容器及锅炉结垢或污渍的化学清洗，大多是在清洗液里添加缓蚀剂完成的。在腐蚀介质中，添加缓蚀剂，也有可能在某种条件下减少或消除应力腐蚀。

缓蚀剂的应用也有较大的局限性，如，一般只用在封闭和循环的体系中、不适用于高温环境，大多数在150℃以下使用；在强腐蚀性的介质（如酸）中，不宜用缓蚀剂作长期保护。

在缓蚀剂的使用上需要注意的有：

01 应根据腐蚀体系的具体情况，通过试验确定缓蚀剂的最佳投效剂量和使用条件，确定缓蚀剂浓度与介质变化的关系，为当介质中腐蚀性组分发生变化时，调整缓蚀剂的浓度提供依据；

02 需进行缓蚀剂保护效果的经济性评价，要考虑到在生产系统中缓蚀剂的流失或消耗；

03 需确定缓蚀剂的加入位置和加入方式，通常需要将缓蚀剂配置成稀释溶液后再加入到介质中；

04 需要评价缓蚀剂对设备材质或产品品质是否会造成损害；

05 需要考虑缓蚀剂对生产过程可能不利影响，如：起泡，形成乳状液；使锈皮疏松脱落而导致管线阻塞；造成新腐蚀问题；结垢而影响传热等；

06 需要评价缓蚀剂的毒性和对环境的影响；

07 应对缓蚀效果进行监测；

08 确定缓蚀剂的种类、生产厂商、加入浓度和方式后，在实际使用中的任何调整，都应经过上述内容的重新评价和监测；

09 对于管理水平较低、技术人员素质较低企业，应尽可能地不推荐使用缓蚀剂。

针对炼油厂蒸馏装置塔顶系统HCl-H2S-H20型腐蚀环境的缓蚀剂已得到大量研究和应用，近年来，随着加工高酸值、高含硫原油量越来越大，常减压装置高温部位腐蚀问题越来越突出，因而，高温缓蚀剂也受到了更为广泛的关注。

低温缓蚀剂，目前，在实际应用中，很少有常减压装置单独使用某一类缓蚀剂。目前一般采用咪唑啉类缓蚀剂与氨（胺）中和剂配合使用以发挥有效的缓蚀作用。需要注意的是，不同炼油企业体系环境不同，同一类缓蚀剂的效果也不一样。不同的塔顶环境，缓蚀剂的用量也会有所不同。此外，缓蚀剂与中和剂、阻垢剂及其他助剂复配使用，有时会产生协同效应，达到更好的效果。

高温缓蚀剂要求能在240-480℃高温下保持稳定。近年来，国内外研究和使用的高温缓蚀剂主要有磷系和非磷系两种系列。磷系缓蚀剂是指含磷酸或亚磷酸基的有机化合物，如磷酸酯类、亚磷酸芳基酯类和硫代（亚）磷酸酯类等；非磷系缓蚀剂是一些含N、S等元素的有机化合物。研究结果表明，在缓蚀效果方面磷系缓蚀剂优于非磷系缓蚀剂，若将两者混合使用，会具有协同效应，取得更好的防腐蚀效果。

随意更换缓蚀剂往往会造成严重腐蚀，某柴油加氢装置基础油中原使用国产缓蚀剂，对碳钢设备缓蚀效果一直较好，后某缓蚀剂经销商建议更换为美国某品牌缓蚀剂，管线和设备出现了严重的全面腐蚀，导致装置非计划停车。实验室实验表明，该缓蚀剂本身对碳钢有严重的腐蚀性。

腐蚀试验按JB/T 7901-1999，试验温度为略低于介质的沸点温度，时间48h，介质分为基础油、基础油+缓蚀剂（8:2 V/V）和缓蚀剂，试样材质20钢，结果见表7-20。

表7-20  试验数据及结果

因试验溶液在沸点温度下沸腾非常剧烈，所以试验温度略低于溶液沸点。在试验24h后，基础油+缓蚀剂、缓蚀剂溶液中出现絮状物质，最终形成灰色沉淀。试验结束后，试样表面被灰色沉淀物包裹，腐蚀严重；基础油溶液在整个试验阶段溶液无明显性状变化，试样腐蚀较轻。基础油+缓蚀剂介质试验后的样品宏观腐蚀形貌见图7-23。

图7-23基础油+缓蚀剂腐蚀试验试样清洗后表面形貌

教训，未经实验评价的缓蚀剂不得投入工业应用。