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石油化学工业是一个国家的支柱产业,在国民经济生活起着极为重要的作用。石化工业工况往往是最容易造成工业设备发生腐蚀的环境,石化工业中的设备腐蚀相当普遍和严重。腐蚀不仅造成了巨大的经济损失,而且还关系到资源浪费、环境保护、安全生产等重大的经济和社会问题。对工业设备腐蚀进行系统的研究,发展先进的腐蚀检监测技术和腐蚀防护技术是当前石化工业极为重要的任务。针对石油化学工业的腐蚀问题,本文重点研究了碳钢在S2-和Cl-共同影响下的腐蚀行为,并在此基础上发展了若干适用于石化工业设备的腐蚀监测技术。本文的主要研究内容和结果如下: (1)应用电化学阻抗谱和极化曲线测试方法,结合扫描电子显微镜和X射线能谱分析技术,研究了pH=7不同含浓度的S2-和Cl-的模拟液对20#碳钢腐蚀行为的影响。初步探明了S2-和Cl-存在的情况下,碳钢表面腐蚀发生过程和腐蚀产物的形成机理。结果表明,腐蚀产物中含有FeS(FeS1-x),FeS2(FeS1+x),FeSn(n>2)等多种形式的硫化物。随着溶液中S2-浓度的升高,腐蚀产物由FeS逐渐向FeS2和FeSn转变。FeS较为活泼,容易继续反应;FeS2腐蚀膜层较为致密稳定,能延缓碳钢进一步腐蚀;FeSn腐蚀膜层疏松多孔不能延缓碳钢的腐蚀。Cl-能加速FeS向FeS2和FeSn转变。 (2)探索了应用循环伏安技术测量工业水溶液中铁溶解量的方法。结果表明扫描速度为100 mV/s,扫描范围为相对饱和甘汞电极0~0.8 V可实现Fe2+浓度的定量测量。在Fe2+浓度大于1×10-4 M时,循环伏安曲线电流峰对Fe2+浓度有很好的响应。 (3)研制了Ag/Ag2S电极、Ti/IrO2电极,并以此制备了硫传感器。结合SEM和EDS等分析技术对电极表面膜层进行表征,考察了膜层的组成与表面形态对探针响应的影响。结果表明,当S2-浓度大于0.6 ppm时,研制的Ag/Ag2S电极的电极电位对S2-浓度有良好的响应。在pH=1~13时,研制的电位对pH值有良好的线性响应。复合Ag/Ag2S电极,Ti/IrO2电极及参比电极所研制硫传感器能监测溶液中S2-浓度,H2S浓度,pH值及总硫浓度。总硫浓度测量误差小于6%,测量下限约为1×10-4M。