贾巧燕等：油水两相界面处缓蚀剂的作用效果及机理 229· 1600- 100- (a) 0-H,0 (b) 1400 100mgL-H,0 油区 o2h a 2h 油区 80- o6h 1200- o6h △24h 424h X65 1000 60- HO X65 800- HO 40- 600- 400- 20 200- 0 功 40 60 80 100 02004006008001000120014001600 ReZ/ ReZ/O 350 50 (c) 0-耦合 (d) 100mgL.耦合 e2h 300- 2h 油区 o6h o6h 40- X65 624h 250- 油区 X65 30- 200- H.O 150- H,O 20 100- 0 0 10 20 30 40 50 0 50 100 150200 250300350 ReZ/O ReZ/ 图4X65钢在油水分层介质不同区域中的交流阻抗谱.(a)水区，0：(b)水区，100mgL-,(c)耦合，0(d)耦合，100mgL- Fig.4 EIS results of X65 steel measured at different areas of oil-water stratified medium:(a)in water region,0;(b)in water region,100 mg-L; (c)coupled,(d)coupled,100mg-L (a) (b) CPE (c) CPE 000 国5EIS等效电路图.(a)单容抗：(b)双容抗：(c)容抗+感抗+容抗 Fig.5 Equivalent circuit used for fitting the EIS results:(a)single capacitive reactance;(b)double capacitive reactance;(c)capacitive reactance inductive reactance capacitive reactance 合试样R,值相对较低，表明该工况下，试样表面 剂作用效果会大大降低，为此，在60℃，500rmin 暴露于水区和两相界面区，水相润湿区域增大，阻 转速，饱和CO2环境下的油水分层介质中进行了 抗降低.当加入100mgL十七烯基胺乙基咪唑 周期为24h的X65钢浸泡实验以对上述结果进行 啉季铵盐缓蚀剂后，其水相中初始R,值较小，但 验证，宏观形貌如图7所示.从图7(a)和(b)中可 随着时间的推移，R,值急刷增大，表明随着时间的 以看出，不加缓蚀剂时，油相区的试样表面较为 推移，缓蚀剂逐渐吸附于试样表面，起到了良好的 光亮，腐蚀非常轻微，而界面与水区则发生了较为 缓蚀效果.而试样处于两相耦合环境中时，R,值上 严重的腐蚀.从图7(c)和(d)中可以看出，添加 升较慢，且相对于水相区阻抗值大大降低，表明界 100mgL缓蚀剂后，在油相中，与未加缓蚀剂类 面区缓蚀剂作用效果明显较差 似，表面光亮，未发生腐蚀.水相中试样表面腐蚀 2.3腐蚀形貌分析 非常轻微，酸洗后表面依然光亮，表明水相区该缓 电化学结果已经表明，在油水两相界面处缓蚀 蚀剂缓蚀效果良好，为金属基体提供了良好的保合试样 Rp 值相对较低，表明该工况下，试样表面 暴露于水区和两相界面区，水相润湿区域增大，阻 抗降低. 当加入 100 mg·L−1 十七烯基胺乙基咪唑 啉季铵盐缓蚀剂后，其水相中初始 Rp 值较小，但 随着时间的推移，Rp 值急剧增大，表明随着时间的 推移，缓蚀剂逐渐吸附于试样表面，起到了良好的 缓蚀效果. 而试样处于两相耦合环境中时，Rp 值上 升较慢，且相对于水相区阻抗值大大降低，表明界 面区缓蚀剂作用效果明显较差. 2.3    腐蚀形貌分析 电化学结果已经表明，在油水两相界面处缓蚀 剂作用效果会大大降低，为此，在 60 ℃，500 r·min−1 转速，饱和 CO2 环境下的油水分层介质中进行了 周期为 24 h 的 X65 钢浸泡实验以对上述结果进行 验证，宏观形貌如图 7 所示. 从图 7（a）和（b）中可 以看出，不加缓蚀剂时，油相区的试样表面较为 光亮，腐蚀非常轻微，而界面与水区则发生了较为 严重的腐蚀. 从图 7（ c）和（d）中可以看出，添加 100 mg·L−1 缓蚀剂后，在油相中，与未加缓蚀剂类 似，表面光亮，未发生腐蚀. 水相中试样表面腐蚀 非常轻微，酸洗后表面依然光亮，表明水相区该缓 蚀剂缓蚀效果良好，为金属基体提供了良好的保 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 (a) (b) (c) (d) ImZ/Ω ImZ/Ω ImZ/Ω ImZ/Ω ReZ/Ω ReZ/Ω ReZ/Ω ReZ/Ω 2 h 6 h 24 h 0 - H2O 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 油区 H2O X65 油区 H2O X65 2 h 6 h 24 h 100 mg·L−1-H2O 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 2 h 6 h 24 h 0 - 耦合 0 50 100 150 200 250 300 350 0 50 100 150 200 250 300 350 2 h 6 h 24 h 100 mg·L−1 - 耦合 油区 H2O X65 油区 H2O X65 图 4    X65 钢在油水分层介质不同区域中的交流阻抗谱. （a） 水区, 0; （b） 水区, 100 mg·L−1; （c） 耦合, 0; （d） 耦合, 100 mg·L−1 Fig.4     EIS  results  of  X65  steel  measured  at  different  areas  of  oil –water  stratified  medium:  (a)  in  water  region,  0;  (b)  in  water  region,  100  mg·L−1; (c) coupled, 0; (d) coupled, 100 mg·L−1 Rs Rs Rs CPEdl CPEdl CPEdl CPEf CPEf Rct Rct Rct Rf Rf RL L (a) (b) (c) 图 5    EIS 等效电路图. （a） 单容抗；（b） 双容抗；（c） 容抗 + 感抗 + 容抗 Fig.5     Equivalent  circuit  used  for  fitting  the  EIS  results:  (a)  single  capacitive  reactance;  (b)  double  capacitive  reactance;  (c)  capacitive  reactance  + inductive reactance + capacitive reactance 贾巧燕等： 油水两相界面处缓蚀剂的作用效果及机理 · 229 ·