余氯对苯并三氮唑缓蚀效果的影响作者简介：杨玉（1983―），女，河北承德人,硕士,工程师,主要从事电化学腐蚀与防护、膜技术等相关科研工作。中图分类号：TQ085文献标识码：A文章编号：1674??9944(2014)05??0309??031引言铜换热器是一种常用的循环冷却水换热设备,一般投加缓蚀剂来控制铜的腐蚀,最为常用且有效的铜和铜合金缓蚀剂为苯并三氮唑(Benzotriazole,BTA)［1］。其缓蚀机理在于利用BTA与铜或铜的氧化物基体形成连续的膜把铜与环境隔离开,阻止腐蚀离子到达铜表面,从而抑制溶液中铜的腐蚀［2,3］。目前,循环冷却水中为了控制微生物的生长通常需加入氧化型杀菌剂［4］,如强氯精、优氯净等。此类型的杀菌剂须保持一定的余氯浓度才能保证水中微生物的数量不超标,而余氯普遍认为会对苯并三氮唑的铜缓蚀效果有影响,但影响程度有待进一步研究。2材料与方法2.1试验试剂及仪器苯并三氮唑(BTA),天津市光复精细化工研究所,分析纯;强氯精,山东德蓝化工有限公司,有效氯≥89%。RCC-Ⅱ型旋转挂片仪,高邮市秦邮仪器化工有限公司;CHI660D电化学工作站,上海辰华仪器公司;752-P紫外可见分光光度计,上海现科仪器有限公司;SC-15B高温循环器,上海比朗仪器有限公司。2.2试验方法2.2.1电化学试验采用三电极体系,饱和甘汞电极为参比电极,铂电极为辅助电极,黄铜70-1A为研究电极(工作面积为1cm2,工作面积以外的部分用聚四氟乙烯封装)。研究电极经280#~1000#砂纸逐级抛光后依次经去离子水、无水乙醇清洗,干燥备用。使用CHI660D电化学工作站进行动电位极化曲线测试,电位扫描范围为-200mV~+200mV(相对于开路电位),扫描速率为1mV/s。电极在实验溶液中浸泡1h后进行电化学测试,电解池置于45℃的恒温水浴中。利用Tafel直线外推法得到的腐蚀电流计算腐蚀速率,公式为［5］:V(mm/a)=MiρAZ×3.27×103。式中:M为电极材料的分子量(g/mol);i为腐蚀电流(A);ρ为电极材料的密度(kg/m3),ρ70-1A=8.97×103kg/m3;A为电极的面积(cm2)。2.2.2腐蚀挂片实验将黄铜70-1AⅠ型腐蚀挂片固定在挂片仪上,并放入加有药剂的试验用水中,恒定温度45±1℃,保持试验转速75r/min旋转72h,记录试验前后腐蚀失重,计算平均腐蚀速度［6］。平均腐蚀速度计算公式为:F=C×△WA×T×ρ。其中:C为计算常数,以mm/a(mm/年)为单位时,C=8.76×107;△W为试片的腐蚀失重(g);A为试片的面积(cm2);T为腐蚀试验时间(h);ρ为试件材料的密度(kg/m3),ρ70-1A=8.97×103。2.3分析项目及方法BTA的测定:《工业循环冷却水中苯并三氮唑测定方法(HG/T3519-2003)》;余氯的测定:《锅炉用水和冷却水分析方法余氯得到测定(HG/T-14424-93)》;循环冷却水换热设备的控制指标:《工业循环冷却水处理设计规范GB50050-2007》。2.4试验水质试验用水的水质见表1。表1试验水质项目数值Ca2+(mg/L,以CaCO3计)160碱度(mg/L,以CaCO3计)200Cl-(mg/L)110pH值7.8±0.2电导率(μs/cm)4503结果与讨论3.1BTA的缓蚀效果3.1.1不同浓度BTA的动电位极化曲线测试结果从图1可以看出,当BTA浓度从0??5mg/L到2??0mg/L变化时,缓蚀剂的加入没有引起阴阳极Tafel曲线形状的明显变化,表明缓蚀剂的加入没有明显改变金属的阳极溶解反应和阴极的氧还原反应,但随着缓蚀剂浓度的增加,其腐蚀电流降低。图1不同浓度BTA的动电位极化曲线表2所示数据为由动电位极化曲线拟合出的腐蚀电流和腐蚀速率。由表2可知,只有当BTA浓度达到2.0mg/L时,铜电极的腐蚀电流明显降低,铜的腐蚀速率较小,为0.0008mm/年,说明在试验水质的条件下,当BTA浓度达到2.0mg/L时,能够达到铜腐蚀速率低于0.0050mm/年的循环水标准。表2不同BTA浓度下的动电位极化曲线测试结果BTA/(mg/L)腐蚀电流/A腐蚀速率/(mm/年)01.29×10-60.01500.51.25×10-60.01451.01.22×10-60.01421.58.19×10-70.00962.02.59×10-80.00083.1.2不同浓度BTA的腐蚀挂片测定结果腐蚀挂片法测试结果如表3所示。由表3的数据可知,在试验水质的水质条件下,温度为45℃时,加入不同浓度的BTA,铜挂片的腐蚀速率均在0.0050mm/年以内。说明试验水质本身对铜的腐蚀性不强,空白时铜的腐蚀速率也未超标。表3不同BTA浓度下的腐蚀挂片测定结果BTA/(mg/L)腐蚀速率/(mm/年)00.00480.50.003410.00151.5...