Vol.7.5 選材、腐蝕試驗及腐蝕控制

7.5.5 緩蝕劑評價與使用

7.5.5.4 緩蝕劑在承壓設備上的應用

緩蝕劑主要用于那些工作時溶液本身不更換或很少更換的系統中，例如在原子能工業、化學工業某些冷卻系統中水質處理上，常用有機磷酸鹽、聚磷酸鹽、硅酸鹽、鋅鹽、鉻酸鹽和重鉻酸鹽等作為緩蝕劑。抗濕硫化氫腐蝕的緩蝕劑，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大量應用。在合成氨生產的苯菲爾脫碳系統、煉油化工系統、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用實例。硝酸鈉為作為碳鋼和低合金鋼防止堿脆的緩蝕劑，不僅延長設備的使用壽命，而且減少介質中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用，壓力容器及鍋爐結垢或污漬的化學清洗，大多是在清洗液里添加緩蝕劑完成的。在腐蝕介質中，添加緩蝕劑，也有可能在某種條件下減少或消除應力腐蝕。

緩蝕劑的應用也有較大的局限性，如，一般只用在封閉和循環的體系中、不適用于高溫環境，大多數在150℃以下使用；在強腐蝕性的介質（如酸）中，不宜用緩蝕劑作長期保護。

在緩蝕劑的使用上需要注意的有：

01 應根據腐蝕體系的具體情況，通過試驗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變化的關系，為當介質中腐蝕性組分發生變化時，調整緩蝕劑的濃度提供依據；

02 需進行緩蝕劑保護效果的經濟性評價，要考慮到在生產系統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中；

04 需要評價緩蝕劑對設備材質或產品品質是否會造成損害；

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

06 需要評價緩蝕劑的毒性和對環境的影響；

07 應對緩蝕效果進行監測；

08 確定緩蝕劑的種類、生產廠商、加入濃度和方式后，在實際使用中的任何調整，都應經過上述內容的重新評價和監測；

09 對于管理水平較低、技術人員素質較低企業，應盡可能地不推薦使用緩蝕劑。

針對煉油廠蒸餾裝置塔頂系統HCl-H2S-H20型腐蝕環境的緩蝕劑已得到大量研究和應用，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注。

低溫緩蝕劑，目前，在實際應用中，很少有常減壓裝置單獨使用某一類緩蝕劑。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揮有效的緩蝕作用。需要注意的是，不同煉油企業體系環境不同，同一類緩蝕劑的效果也不一樣。不同的塔頂環境，緩蝕劑的用量也會有所不同。此外，緩蝕劑與中和劑、阻垢劑及其他助劑復配使用，有時會產生協同效應，達到更好的效果。

高溫緩蝕劑要求能在240-480℃高溫下保持穩定。近年來，國內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等元素的有機化合物。研究結果表明，在緩蝕效果方面磷系緩蝕劑優于非磷系緩蝕劑，若將兩者混合使用，會具有協同效應，取得更好的防腐蝕效果。

隨意更換緩蝕劑往往會造成嚴重腐蝕，某柴油加氫裝置基礎油中原使用國產緩蝕劑，對碳鋼設備緩蝕效果一直較好，后某緩蝕劑經銷商建議更換為美國某品牌緩蝕劑，管線和設備出現了嚴重的全面腐蝕，導致裝置非計劃停車。實驗室實驗表明，該緩蝕劑本身對碳鋼有嚴重的腐蝕性。

腐蝕試驗按JB/T 7901-1999，試驗溫度為略低于介質的沸點溫度，時間48h，介質分為基礎油、基礎油+緩蝕劑（8:2 V/V）和緩蝕劑，試樣材質20鋼，結果見表7-20。

表7-20  試驗數據及結果

因試驗溶液在沸點溫度下沸騰非常劇烈，所以試驗溫度略低于溶液沸點。在試驗24h后，基礎油+緩蝕劑、緩蝕劑溶液中出現絮狀物質，最終形成灰色沉淀。試驗結束后，試樣表面被灰色沉淀物包裹，腐蝕嚴重；基礎油溶液在整個試驗階段溶液無明顯性狀變化，試樣腐蝕較輕。基礎油+緩蝕劑介質試驗后的樣品宏觀腐蝕形貌見圖7-23。

圖7-23基礎油+緩蝕劑腐蝕試驗試樣清洗后表面形貌

教訓，未經實驗評價的緩蝕劑不得投入工業應用。