复合固体缓蚀剂对氯化钾水体系缓蚀性能研究

2015-11-02霍俊钢

天津化工 2015年5期

关键词：钢片硅酸钠磷酸钠

霍俊钢

（中海石油（中国）有限公司天津分公司辽东作业公司，天津300452）

复合固体缓蚀剂对氯化钾水体系缓蚀性能研究

霍俊钢

（中海石油（中国）有限公司天津分公司辽东作业公司，天津300452）

为了减轻氯化钾水体系对钢材的腐蚀，用低毒、缓蚀效果良好的固体缓蚀剂对氯化钾水体系进行改性研究，利用失重法对复合固体缓蚀剂进行研究。结果表明，向20%氯化钾溶液中，加入4g/ L六偏磷酸钠、2g/L硅酸钠复合固体缓蚀剂，对N80钢片的缓蚀效果最好。

缓蚀剂；氯化钾；失重法；六偏磷酸钠；硅酸钠

在修井、试井等作业中，常采用氯化钾盐水作压井液，但氯化钾盐水对钢材的腐蚀问题较为严重。因此，研制出低剂量、缓蚀效果好的缓蚀剂对氯化钾盐水进行改性具有重要意义。目前，聚磷酸盐是使用最为广泛、最为经济的固体缓蚀剂之一［1］。聚磷酸盐不仅具有良好的缓蚀性能，还是优良的阻垢剂。最为常用的聚磷酸盐是六偏磷酸钠，其作为一种阴极阻垢型缓蚀剂，因具有无毒、环保等特点，在水处理及防腐等领域都得到了广泛地应用［2］。但六偏磷酸钠单独作为缓蚀剂使用时，用量较大。因此，本研究通过一系列实验，确定了一种实用、高效的复合固体缓蚀剂，将其加进氯化钾水体系中，能有效降低氯化钾盐水对钢铁基础设施的腐蚀。

1　实验方法

1.1试样制备

试样采用N80钢片，先用水砂纸将钢片打磨至镜面光亮，然后用去离子水冲洗，再用无水乙醇擦干，丙酮除油后，置于干燥器中4h，称重（精确至0．1mg），最后编号。

1.2失重试验

将处理后的试样2片一组，悬挂于不同的缓蚀剂、氯化钾盐水浓度为20%的溶液中，24h后取出，将试样除锈洗涤烘干后，称重，进行失重分析。改变缓蚀剂配方，重复上述实验。同时对几种缓蚀剂复配后的腐蚀速率进行比较，确定缓蚀剂的最佳配比。

2　结果与讨论

2.1单组分缓蚀剂浓度对氯化钾水体系缓蚀效果的影响

图1　六偏磷酸钠浓度对氯化钾盐水缓蚀效果的影响

由图1可知，当六偏磷酸钠低于2g/L时，缓蚀率低于10%，随六偏磷酸钠的浓度增加，缓蚀率也逐渐增加。当六偏磷酸钠为4g/L时，缓蚀率达到74%，随着六偏磷酸钠浓度的继续增大，缓蚀率开始下降。因为六偏磷酸钠是沉淀膜型缓蚀剂，当浓度较低时，不能在碳钢表面形成沉淀膜，缓蚀率没有明显的提高。当六偏磷酸钠浓度过大时，碳钢试片的表面吸附了大量的气泡，不能在碳钢表面形成完整的膜，因此，缓蚀率下降。

2.2筛选六偏磷酸钠与硅酸钠的最佳复配浓度

在20%氯化钾盐水中，分别加入六偏磷酸钠（4g/L）+硅酸钠（0～8g/L），测定缓蚀曲线。结果见图2。

图2　硅酸钠浓度对氯化钾盐水缓蚀效果的影响

由图2可知，随着硅酸钠浓度的增大，缓蚀率逐渐增大，当硅酸钠浓度为2 g/L时，缓蚀率达到最大值96%，当硅酸钠浓度大于2g/L，缓蚀率开始下降，最后基本不再变化。实验表明，硅酸钠的浓度为2g/ L时，与单一的缓蚀剂相比较，二元缓蚀剂的缓蚀率有了明显的提高。这是因为六偏磷酸钠属于阴极型缓蚀剂，硅酸钠属于阳极型缓蚀剂，二者复合后，体现出两种缓蚀剂复合的协同效应。因此，复合固体缓蚀剂最佳浓度为：4g/L六偏磷酸钠，2g/L硅酸钠。