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碳钢设备在自然环境中具有较好的耐蚀性,因其成本低、实用性强,被广泛用于机械制造、石油、化工、生活等各个领域。但碳钢设备在使用中常因介质中的杂质沉积而结垢,极易产生垢下腐蚀,并导致设备运行效率降低,造成巨大的损失。清除积垢的最佳方法就是化学清洗,常用的有效清洗剂多为酸性溶液。碳钢在清洗时极易与酸反应,因此,在酸性介质中添加有效缓蚀剂是清洗积垢的关键,而植物提取液用作绿色缓蚀剂具有重要的意义。植物提取液主要是从各种绿色植物中提取出有效的缓蚀成分,最终的产品不但无毒无害,而且对碳钢设备的清洗有很好的缓蚀效果。因此,本实验主要研究植物提取液在酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。本文采用失重法,对多种植物提取液进行筛选,在氢氟酸、盐酸、土酸溶液中,选出对碳钢具有缓蚀作用的植物提取液。改变西瓜、木瓜提取液的添加浓度、酸浓度、时间、温度时,考察碳钢的腐蚀速率和提取液的缓蚀率。失重法结果表明,两种提取液有较好的缓蚀效果,碳钢的腐蚀速率可降至2 g·m-2·h-1以下,缓蚀率达94%以上。电化学法结果确定木瓜、西瓜提取液均为混合型缓蚀剂。将大蒜、木瓜、西瓜、菠菜、柠檬五种提取液,分别在盐酸和土酸中多次进行协同试验,发现提取液间有较好的协同效应。结果表明,在盐酸中西瓜和大蒜、柠檬和大蒜、西瓜和菠菜、木瓜和菠菜之间的协同效果最佳。在土酸中西瓜和菠菜、柠檬和菠菜、大蒜和菠菜、柠檬和西瓜之间的协同具有缓蚀作用;并确定这8种协同提取液的最佳配比和电化学类型。利用协同提取液与多种化合物进行多组分复配,在土酸介质中研制出对碳钢有更好缓蚀效果的复合提取液J-XY。采用正交实验,确定不同组分间的最佳比例。同时研究了复合提取液的缓蚀性能以及对酸度、温度和时间的抗干扰能力。失重法结果表明,复合提取液J-XY在50℃以下的环境中,用量为3%,酸度在6%以下时缓蚀效果最好,碳钢腐蚀速率小于0.4000 g·m-2·h-1,缓蚀率在97%以上。电化学法结果表明,J-XY为混合型缓蚀剂。J-XY无毒无害,是一种环境友好型的高效碳钢土酸清洗复合提取液。