緩蝕劑主要是用于減緩金屬腐蝕的一類水處理劑,緩蝕劑的緩蝕作用會受材料、環境、添加濃度及設備結構和力學因素等因素影響,具體的緩蝕作用影響因素是復雜的。
1.金屬材料的性能與表面狀態
大多數緩蝕劑對金屬的緩蝕作用都有極強的針對性。在同種腐蝕介質中,同一種添加劑對不同的金屬材料有不同的作用。例如,硫酸鹽對于水中的碳鋼是有腐蝕性的,而對于在帶Cl-水中的不銹鋼的孔蝕和應力腐蝕卻有緩蝕作用。金屬表面有無潤滑油污染及腐蝕產物,粗糙度的大小都會影響緩蝕劑的使用效果。
2.環境因素
(1)介質的組成:緩蝕劑要根據材料—環境的組合進行選擇。緩蝕劑的性質必須于介質相容,即不但可以分散于介質中,而且不應與介質發生中和、氧化還原等反應,從而造成緩蝕劑失效。要注意介質中的雜質離子對緩蝕作用可能產生的影響。例如,在中性介質中的Cl-、SO42-等離子常常有重大的影響。
(2)介質的pH值: 幾乎所有的緩蝕劑都有一個有效緩蝕作用的pH范圍。在中性介質中,嚴格控制其pH值,是保證緩蝕劑持久有效的重要條件。例如,亞硝酸鈉在pH<5.5~6.0時失效;多磷酸鹽在pH為6.5~7.5時使用。
(3)溫度:在使用緩蝕劑時要十分注意溫度的影響。
(4)微生物:當微生物存在于腐蝕環境時,由于微生物會從下述三個方面影響腐蝕與緩蝕作用,因此可能導致緩蝕劑失效。
①微生物會參加腐蝕過程,造成大量腐蝕產物的生成與孔蝕。
②凝絮狀真菌的生長與積累會妨礙介質的流動,使緩蝕劑不能均勻分散于金屬表面。
③細菌會直接破壞緩蝕劑,緩蝕劑可能成為微生物的營養源。
3.緩蝕劑濃度
所有緩蝕劑都存在一個最低濃度值,只有緩蝕劑濃度大于此最低濃度值才具有一定的緩蝕效率。緩蝕劑濃度對緩蝕效率的影響有三種不同的情況:
(1)緩蝕效率隨緩蝕劑濃度增大而增大。許多緩蝕劑在酸性及濃度不大的中性溶液中都屬于這種情況。例如,在硫酸或鹽酸溶液中,若丁對碳鋼的緩蝕作用就是這樣。
(2)當緩蝕劑濃度達到某一值時,緩蝕效率出現最大值。例如,當硫化二乙二醇的濃度是2×10-2mol/L時,碳鋼在5mol/L HCl中的腐蝕速度降到最低值。
(3)當緩蝕劑濃度不足時,會加速均勻腐蝕或孔蝕。大部分氧化膜型緩蝕劑,如鉻酸鹽、亞硝酸鹽和過氧化氫等緩蝕劑,在用量不足時是危險的。因此,氧化膜型緩蝕劑又叫危險緩蝕劑。