1、PDF外文：http:/ 6400 字 在 饱和 二氧化碳溶液 中 乙氨基咪唑啉衍生物 对 低碳钢 的缓蚀作 用 用 电化学阻抗谱技术和扫描电镜观测 吸附在 N80 低碳钢的 2 -十一烷基 - 1 -乙基氨基咪唑啉 （ 2UEI）在CO2 饱和的 3 NaCl 溶液中 的 腐蚀抑制 行为。研究表明， 抑制剂 2UEI 的腐蚀抑制 效率 随其 浓度的增加而提高 ， 在 一定 温度 范围内 抑制效率在温度和活化腐蚀 随 抑制剂 2UEI 的 降低 而 增加。 并对 一对金属表面的化学吸附 研究了 2UEI 抑制腐蚀的 机制。 并对 抑制剂的吸附特性 建立了 近似的 Te
2、mkin 等温线。 发现 碘离子的存在 会使 2UEI 抑制效率提高 。 2009 年 Elsevier 公司版权所 有。 1 简介 碳钢腐蚀是在石油和天然气生产和运输系统的重大问题， 经常 造成重大经济损失 。 会造成 管壁的腐蚀破裂 ，结果常常导致石油和天然气管道的 失效 。其次是该故障的产品 会引起 环境 污染 和生态 破坏而造成 损失。 二氧化碳 腐蚀 碳钢导致的石油和天然气管道 故障，低合金钢腐蚀 的 多数 是 在井下 的 生产 作业 时 或是在 地面设备 设施的 加工 时发生的 。二氧化碳的腐蚀机理是一个复杂的过程，受多种因素和条件
3、限制 。 其中 的因素 有管道和 腐蚀溶液的成分 ， 以及 其他环境因素。然而，已取得 研究成果 了解 了 二氧化碳在石油和天然气行业中的 的 腐蚀机理，但对其抑制机理的 研究 和必要的抑制过程的动力学进行量化的 分析 ， 并 提供一适当水平的保护，仍然不完整的。 化学抑制剂的使用已被承认为 一种抵抗 CO2 腐蚀 的最 实用，最经济 的 方法。 它 通过的抑制分子阻碍作用在金属的腐蚀速率 来形成 腐蚀性介质界面。氮基咪唑啉等有机表面活性剂或它们的盐类，已被用作在石油和天然气工业缓蚀剂，即使没有一个成功的抑制机理的 理论 。然而，最近 对 咪唑啉在二氧化碳饱和溶液的金属表面吸附的工
4、作机制上 的 实验和建模 则为以后的研究指明了道路 。 在这项工作中， 对 2 -十一烷基 - 1 -乙基氨基咪唑啉（ 2UEI） 在 二氧化碳饱和的 3 NaCl 溶液 中的 抑制和吸附行为的 调查采用动电位极化和电化学阻抗谱（ EIS）技术以及 SEM 观察。这项研究是进一步 研究了碘离子合作社对 2 -十一烷基 - 1 -乙基氨基咪唑啉抑制效率，迄今为止，没有在公开文献中 说明其对 二氧化碳腐蚀影响 的报告 。 2。实验 2.1。材料制备 实验进行了使用传统的三电极与铂电极箔制成的 500 毫升 组装电池 和饱和甘汞电极（ SCE）的参比电
5、极。从 N80 碳钢 母管切削下 钢板 的 用作测试材料 ，其 具有化学成分如表 1 所示。钢板被切割成维 1* 1* 0.8厘米的 试样 。该 试样 脱脂 后 在 超声波水浴约 10 分钟，空气干燥 ， 嵌入 安装在 丙酮 双组分环氧树脂 或 聚氯乙烯 基座上。 铜线焊接 在试样 的背面作为电 极 。该电极（面积 1 cm2 的） 裸露部分 经过 湿的砂纸 或 800粒度 碳化硅磨料 打磨后 用乙醇冲洗，放置 在 内 超声波浴 约 5 分钟 ，消除可能残留抛光打磨 颗粒 后 空气干燥。作为在工作电极的电化学测试。 表 1 N80 碳钢的化学成分。 元素
6、 C S Mn P S Al Cu Nb Ni 成分（ wt） 0.52 0.23 1.50 0.011 0.008 0.01 0.07 <0.005 0.02 测试培养基为
7、 350 毫升常压饱和二氧化碳气体与二氧化碳净化连续 3 NaCl 溶液。出口密封的气体用 水蒸 气 。当需要时 HCl 或碳酸氢钠，增加了调整 pH 值。温度是保持在所有实验放置在一个恒温水浴细胞在 1 C。 pH 值监测与 PB 10 结合 pH 值 /温度（ ）米（精度为 0.01）， 以 两个 标准 缓冲溶液（ pH 4和 pH 值 7）校准。电化学测量了使用 PARSTAT 2273 电化学测量系统 外接 一台电脑， 以及用 一个 30 倍景深的 电子扫描显微镜 。 扫描电子显微 镜 用以 监测腐蚀表面的形成并对 腐蚀表面形貌观察。 2.2。实验过程 将 工作
8、电极 浸入试液中直至 自腐蚀电位（ 标准电极 ） 稳定在 1 毫伏。 接下来 在为 5 mV 信号振幅扰动 100千赫 - 10 MHz 频率范围内进行交流阻抗测试。 用 ZsimpWin 软件 分析阻抗数据的 Nyquist 图 。 获得了在半圆的直径 的 Nyquist 图 电荷转移电阻（ RCT） ，其抑制效率的关系确定 为 ： 其中 Rct 和 Rct（ inh） 抑制电荷转移电阻 ，分别由 对照试验 随机得出。 fmax 为特征频率 下 获得极大的半圆，并用 以下 公式计算电容： 进行动电位扫描在恒定 的 pH 值，扫描速度为 0.2 mV / s 时，腐
9、蚀电流密度 为 icorr， 由 线性外推塔菲尔曲线段的阴极的腐蚀电位增高（与 SCE）的图形如前所述 30 ， 31。从 而 测 得 icorr 值，抑制效率计算的关系 如下 ： 其中 iocorr 和 icoor 是非别在不同电流抑制密度下的随机对照试验得出的结果。 该 试液 和金属 试样在每 次扫描后发生了变化。在另一组实验，取浸泡 PH4 试液 3 h 后 交流阻抗和极化测量。 图。 1。 25环境下 N80 碳钢 在 CO2 饱和的 3 NaCl 溶液 抑制剂的情况下浸泡 30 分钟后 极化曲线 。 3。结果与讨论 3.
10、1。动电位极化测量 图 .1 显示了在 25和 pH 值在 4 至 6 抑制剂的情况下暴露 30 分钟后得到 的 极化曲线。观察到 pH 值增加对阳极反应有很少或没有影响。类似的 现象 已被前人 研究并归因于 碳酸氢根 离子 在 pH 值增加 时 使 金属表面 饱和 ，从而抑制了 从金属晶格离子中 运输 Fe2 +离子的增加。 然而，在阴极反应 pH 值减少是由于观 测中的主要在阴极反应所涉及的 物质的 浓度的变化。得到的极化曲线参数见表 2。 介绍了 2UEI 在 25和 pH 值 4 时，对三个鲜明的特征进行了观察，得到了极化曲线（如图 2）。：该抑制剂的存在大大增
11、加了腐蚀电位（对比 SCE）， 使一个区域 活性更强 并依赖于抑制剂浓度 转移。 自腐蚀电位（与SCE）的大转移行动表明，该系统抑制剂可能是由于阻塞作用的活性位点 33。其次，阳极反应在（高于0.5 V）的抑制剂的存在时略有加快。但这种影响可能是由于潜在的腐蚀抑制剂（与 SCE）的较大变化。最后，一 个明显的效果施加在阴极过程。析氢的极限电流大大减少，表明抑制仅限于氢还原反应阻碍。 在 pH = 4 或下，在 pH = 4 或以下，直接还原的 H +离子， 2H+2e-<=>H2 是主要反应。 特别是在降低二氧化碳分压 34和阻碍这一进程大大减少抑制 了腐蚀反应速率。此外，腐蚀电流密度降低到如表 3 所示较低值。 据 观察，随电流密度增加 对抑制剂 分子的浓度显示抑制作用。极化曲线表明，在抑制剂存在下腐蚀过程 是 阴极控制。应该指出的是， 在 参数 为 （ pH 值 4， 25 C 和 30 分钟） 条件下腐蚀产物膜的形成是不可能的，或是 腐蚀产物膜在此条件下的生成 非常缓慢。 表 2。 N80 碳钢在二氧化碳饱和无抑制剂 的 3 NaCl 溶液浸泡 30 分钟后 电位极化和电化学阻抗图谱 。
