腐蚀综合实验方案-终板

碳钢在自来水、除盐水中的腐蚀和防护综合实验

(碳钢+除盐水-低温停保、闭冷水系统腐蚀与防护)

一、综合实验目的

因为20号碳钢在自来水、除盐水中有一定腐蚀,自来水、除盐水中加入缓蚀剂、调pH和通N2除氧都可抑制20号碳钢的腐蚀。所以综合评价碳钢(这里指20号碳钢)在自来水、除盐水中的腐蚀情况和防护措施。

二、综合实验内容

1. 待防护体系:20号碳钢+30℃(待定)实验室自来水、除盐水

2. 防护措施设计与试验

2.1 比较20号碳钢在30℃实验室自来水、除盐水中的耐蚀性

(1)试验体系

20号碳钢+30℃实验室自来水、除盐水(实测30℃时的电导率、pH)(查长江水为水源的武汉自来水水质)

(2)试验仪器和药品

20号碳钢试片4个,500ml试剂瓶4个、水浴锅1个、镊子2把,尼龙线、砂纸、无水乙醇、丙酮、脱脂棉、去圬粉若干,电导率仪(带电导池常数为1左右的光亮铂电极)、pH计(带复合电极)各1台

(3)试验方法:

①测定自来水、除盐水的电导率、pH、温度,查阅武汉市武昌区自来水水质

②静态挂片,测定20号碳钢在自来水、除盐水中的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

2.2 介质处理

2.2.1 介质处理—除盐、ETA调pH或除盐+ETA调pH至9.5、11.0

(1)试验体系

①20号碳钢+30℃实验室除盐水(2.1已做)

②20号碳钢+30℃实验室自来水+ETA调pH至9.5、11.0

③除盐水+ETA调pH至9.5、11.0(实测30℃时调pH前后、试验后的电导率、pH)

(2)试验仪器和药品

准备20号碳钢试片8,500ml试剂瓶8个、水浴锅1个、镊子2把,1瓶分析纯ETA、容量瓶1个,除盐水、尼龙线、砂纸、无水乙醇、丙酮、脱脂棉、去圬粉若干

(3)试验方法

①静态挂片,测定20号碳钢在自来水+ETA调pH至9.5的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

②静态挂片,测定20号碳钢在除盐水+ETA调pH至9.5的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

③静态挂片,测定20号碳钢在自来水+ETA调pH至11.0的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

④静态挂片,测定20号碳钢在除盐水+ETA调pH至11.0的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

2.2.2介质处理—除盐+缓蚀剂或除盐+缓蚀剂+ETA调pH至9.5。

缓蚀剂:钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为100mg/L;钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为25mg/L+25mg/L十八胺或乙醇胺

(1)试验体系

①20号碳钢+30℃实验室除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为100mg/L)的腐蚀效率(通过测水中铁含量和失重求得),(实测30℃时加缓蚀剂前后、试验后的电导率、pH)

②20号碳钢+30℃实验室除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为100mg/L)+ETA调pH至9.5的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),(实测30℃时加缓蚀剂前后、试验后的电导率、pH)

③20号碳钢+30℃实验室除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为25mg/L+25mg/L十八胺)的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),(实测30℃时加缓蚀剂前后、试验后的电导率、pH)

④20号碳钢+30℃实验室除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为25mg/L+25mg/L十八胺)+ETA调pH至9.5的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),(实测30℃时加缓蚀剂前后、试验后的电导率、pH)

⑤20号碳钢+30℃实验室除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为25mg/L+25mg/L乙醇胺)的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),(实测30℃时加缓蚀剂前后、试验后的电导率、pH)

⑥20号碳钢+30℃实验室除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为25mg/L+25mg/L乙醇胺)+ETA调pH至9.5的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),(实测30℃时加缓蚀剂前后、试验后的电导率、pH)

(2)试验仪器和药品

准备20号碳钢试片各12个,500ml试剂瓶12个、水浴锅2个、镊子2把,1瓶分析纯钼酸钠、适量十八胺,1瓶分析醇乙醇胺,ETA,容量瓶4个,尼龙线、砂纸、无水乙醇、丙酮、脱脂棉、去圬粉若干

(3)试验方法

①静态挂片,20号碳钢在除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为100mg/L)的腐蚀效率(通过测水中的铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

②静态挂片,测定20号碳钢在除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为100mg/L)+ETA调pH至9.5的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

③静态挂片,20号碳钢在除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为25mg/L+25mg/L十八胺)(通过测水中的铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

④静态挂片,测定20号碳钢在除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为25mg/L+25mg/L十八胺)+ETA调pH至9.5的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

⑤静态挂片,测定20号碳钢在除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为25mg/L+25mg/L乙醇胺)的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

⑥静态挂片,测定20号碳钢在除盐水+缓蚀剂(钼酸钠按Na2Mo4.2H2O为25mg/L+25mg/L乙醇胺)+ETA调pH至9.5的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

2.2.3 介质处理—除氧处理(不除氧,彻底除氧和部分除氧)或除氧(不除氧,彻底除氧和部分除氧)+ETA调pH为9.5处理

(1)试验体系

①20号碳钢+30℃实验室除盐水密封

②20号碳钢+30℃实验室除盐水通氮气30min(流量80L/h)后密封

③20号碳钢+30℃实验室除盐水通氮气5min(流量80L/h)后密封

④20号碳钢+30℃实验室除盐水通氮气2min(流量80L/h)后密封

⑤用ETA调pH为9.5,20号碳钢+30℃实验室除盐水密封

⑥用ETA调pH为9.5,20号碳钢+30℃实验室除盐水通氮气30min(流量20L/h)后密封

⑦用ETA调pH为9.5,20号碳钢+30℃实验室除盐水通氮气5min(流量80L/h)后密封

⑧用ETA调pH为9.5,20号碳钢+30℃实验室除盐水通氮气2min(流量80L/h)后密封

(2)试验仪器和药品

准备20号碳钢试片各12,500ml带塞试剂瓶12个、水浴锅2个、镊子2把,ETA,容量瓶4个,尼龙线、砂纸、无水乙醇、丙酮、脱脂棉、去圬粉若干;

(3)试验方法

①测定20号碳钢在除盐水中的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。(2.1已做)

②测定20号碳钢在除盐水通氮气30min(流量80L/h)后密封体系中的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

③测定20号碳钢在除盐水通氮气5min(流量80L/h)后密封体系中的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

④测定20号碳钢在除盐水通氮气2min(流量80L/h)后密封体系中的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

⑤测定20号碳钢在用ETA调pH为9.5,20号碳钢在除盐水密封体系中的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。(2.2.1已做)

⑥测定20号碳钢在用ETA调pH为9.5,20号碳钢在除盐水通氮气30min (流量20L/h)后密封体系中的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

⑦测定20号碳钢在用ETA调pH为9.5,20号碳钢在除盐水通氮气5min(流量20L/h)后密封体系中的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

⑧测定20号碳钢在用ETA调pH为9.5,20号碳钢在除盐水通氮气2min(流量20L/h)后密封体系中的腐蚀速率(通过测水中铁含量和失重求得),挂片时间3天,试液体积与试片表面积的体面比为25:1(ml:cm2),温度30℃,挂片前后测定试液的电导率、pH。

⑨挂片结束后观察片表面是否有膜和膜质、以及水中含铁量是否随含氧量增加而减小。

实验共需试片36个,试剂瓶36个,水浴锅4个、镊子2把,除盐水(高纯),尼龙线、砂纸、无水乙醇、丙酮、脱脂棉、去圬粉若干,电导率仪(带电导池常数为1左右的光亮铂电极)、pH计(带复合电极)各1台,1瓶分析纯ETA,1瓶分析纯钼酸钠,适量十八胺,1瓶分析醇乙醇胺,容量瓶10个注:

各组任务有稍微变动

1、第一组:陈程刘淇

负责空白实验部分,以及其他三组的铁含量的测定。

2、第二组:文超,邹琨,谢永华

负责缓蚀剂实验部分,腐蚀速率用失重法,铁含量测定交给第一组

3、第三组:杜玉杰,许密生,王梓铭

负责调pH部分,腐蚀速率用失重法,铁含量测定交给第一组

4、第四组:高扬,鞠庭宇,毛龙

负责除氧部分,腐蚀速率用失重法,铁含量测定交给第一组

1、此实验中除盐水均为高纯除盐水,电导率约为0.2μS/cm。

2、试验中pH的调节均使用ETA。

3、挂片时间四个小组均统一,为2或3天。

4、温度也均统一,实验中温度为30度,待定。具体温度视各个水浴锅情况,再统一。

5、各组试验中溶液体积根据实验中的比例算出一个初值,最终取较大的相同值。如:1号为300ml,2号为325ml,则所有溶液体积均取350ml即可。

6、每个实验均做两个相同的平行样。

附:

一、挂片准备

1:取若干个试片

2.将试片用一系列由粗到细的砂纸打磨,以获得均一光洁的表面;

3.用游标卡尺准确测量试片的尺寸,以计算其表面积

4.先后用无水乙醇和丙酮清洗试片,用滤纸吸干(洗后的试片应避免用手直接接触),标号然后放入干燥器干燥一段时间;

5.将干燥后的试片用电子分析天平称重,准确度应达0.1 mg;再放回干燥器备用

二、铁含量的测定

1、试剂

浓盐酸(G.R级)、浓氨水(G.R级)、10%的盐酸羟胺溶液、0.1%(m/V)磷菲罗啉溶液、乙酸-乙酸胺缓冲溶液、铁标准溶液。

2、仪器

分光光度计,并附有100nm比色皿,常用仪器

3、实验步骤

3.1铁工作曲线的绘制

(1)按照表1取一系列工作溶液于一组50ml的容量瓶中,并用I级试剂水稀释至刻度。

腐蚀综合实验方案-终板

(2)将配置好的标准溶液移入一组编号相对应的125mL锥形瓶中,各加入2mL盐酸(1+1),加热浓缩至小于25mL。冷却至30度后,加盐酸羟胺溶液1mL,摇匀,静止5min,加磷菲罗啉溶液5mL,摇匀后每个锥形瓶中加入一小片刚果红试纸,加氨水至试纸由蓝变紫红,然后各加乙酸-乙酸胺5mL,摇匀后移入原容量瓶中,加除盐水至刻度。在分光光度计上用除盐水做参比测定吸光度。

(3)将测得的吸光度减去编号为0的空白和相应的铁含量用最小二乘法进行回归计算,得回归方程和回归曲线,此即为标准工作曲线。

3.2水样铁含量的测定

(1)用盐酸(1+1)将取样瓶洗涤后用除盐水洗干净,然后按每500mL取2mL的比例加盐酸。

(2)取50mL水样于125mL锥形瓶中,加入2mL盐酸(1+1),然后按照上述做工作曲线的过程浓缩,发色后测吸光度。

(3)同时作单倍和双倍试剂做空白试验双倍试剂减去单倍试剂即为空白值。

(4)测得水样吸光度后减去空白值,参照标准工作曲线便得到水中的铁的含量。

三、pH值的测定

KHC H O)

1、Ph=4.00标准缓冲溶液:准确称取干燥过的纯邻苯二甲酸氢钾(844 10.21g(0.05M),溶解于少量的除盐水中,并稀释到1L

2、pH=6.36标准缓冲溶液的配置(中型磷酸盐标准缓冲溶液):准确称取干燥过的纯磷酸二氢钾3.390g(0.025M)以及纯无水磷酸氢二钾3.55g,溶于少量除盐水中,并稀释至1L。

3、pH=9.20标准缓冲溶液:准确称取纯硼砂3.81g(0.01M),溶于少量的除盐水中,并稀释至1L.此溶液贮存时,应用充填有烧碱石棉的二氧化碳吸收管以防止二氧化碳的影响。

4、仪器校正:按照仪器说明说的规定,进行调零,温度补偿以及满刻度校正等

5、pH定位:在定位前,先用除盐水冲洗电极及测试烧杯2次以上,然后用干净滤纸将电极底部残留水分轻轻吸干。将配置好的ph=6.36的缓冲溶液倒入烧杯中,浸入电极,调整仪器的零点,温度补偿及满刻度校正。最后根据所用的定位缓冲溶液的ph值将ph计定位。重复2次,直到误差允许范围内。

6、复定位:同样的方法在用pH=9.20的标准缓冲溶液标定pH计。

7、将标定好的pH计分别用来测定水浴锅内两烧杯的pH值并记录

四、电导率的测定

1、调整电导率仪:未开电源前,观察表针是否指零,如不指零,可调整表头上的螺丝指零。

2、将“校正、测量”开关打到“校正”。

接通电源预热10分钟以上(待指针完全稳定为止),“量程开关打到×104再用“调正”旋钮调指针到满度1.0处

3、测定溶剂水的电导率值:在150ml锥形瓶中加入50ml水,浸入电极。

4、根据电极上电导常数将“常数”旋钮转到相应数值。

5、将“量程”开关打到×102,电导率仪打到“低周”,再用“调正”旋钮调指针到满度1.0处。

6、读溶剂水的电导率值。

7、测量完毕,将“校正、测量”开关打到“校正”。

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