【摘 要】
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埋地钢质保温管道由于具有复杂的结构特征,其一旦进水后,可能会导致管道发生较为严重的电化学腐蚀,而添加固体缓蚀剂是对埋地钢质保温管道较为有效的缓蚀剂防腐技术。本文的研究基于Material Studio软件的Discover模块和DMol3模块,对葡萄糖酸钠(C6H11Na O7)、乙二胺四甲叉磷酸钠(C6H12O12N2P4Na8C)、月桂酰肌氨酸钠(C15H28NO3Na)、乙二胺四乙酸二钠(C
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埋地钢质保温管道由于具有复杂的结构特征,其一旦进水后,可能会导致管道发生较为严重的电化学腐蚀,而添加固体缓蚀剂是对埋地钢质保温管道较为有效的缓蚀剂防腐技术。本文的研究基于Material Studio软件的Discover模块和DMol3模块,对葡萄糖酸钠(C6H11Na O7)、乙二胺四甲叉磷酸钠(C6H12O12N2P4Na8C)、月桂酰肌氨酸钠(C15H28NO3Na)、乙二胺四乙酸二钠(C10H14N2Na2O8)四种不同的缓蚀剂分子进行了模拟计算和理论筛选;通过高温熔融法将筛选出的缓蚀剂制备成固体缓蚀剂,通过固体缓蚀剂的释放率测试、缓蚀效果评价,结合线性极化、动电位极化和交流阻抗图谱（EIS）等电化学测试分析,探讨其缓蚀作用机理及在高温输送管道防护中的适用性。研究结果表明:这四种缓蚀剂分子在水溶液体系和真空体系下的分子动力学模拟实验当中,乙二胺四甲叉磷酸钠分子在Fe表面的吸附能均为最大值,分别为-2850.95 k J·mol-1、-544.65 k J·mol-1;在量子化学计算中,乙二胺四甲叉磷酸钠分子在这四种缓蚀剂分子当中的最高占有轨道能量EHOMO最大且能隙差ΔE最小,分别为-2.044 e V、0.926 e V,并且该缓蚀剂分子的软度最大,为2.160 e V-1。综合分子动力学与量子化学计算的结果分析,乙二胺四甲叉磷酸钠分子应具有最优的缓蚀性能。制备的固体缓蚀剂在管输工况条件下释放时间为33 d。当固体缓蚀剂加药量为5000 mg/L时,缓蚀效率为89.16%。添加固体缓蚀剂后,T/S-52K钢的极化电阻Rp迅速升高,电极反应阻力增大,自腐蚀电位显著正移,腐蚀速率明显降低;固体缓蚀剂的有效成分可在金属表面形成吸附膜层,阻滞腐蚀电化学的阳极反应过程,发挥缓蚀作用,随着腐蚀时间的延长,缓蚀剂吸附膜层的膜阻Rm显著增大。
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