AlCuFe准晶涂层的制备及其油田环境腐蚀研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuxuan_huang
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在油气开采与储运过程中,石油管表面常发生磨损、结垢、结蜡等现象,尤其是腐蚀问题,严重影响了油气田企业的生产效率与安全运行。本文用等离子喷涂技术在16Mn钢表面分别制备AlCuFe准晶涂层和Ni60涂层,并对制备的涂层采用包括:电化学极化实验、交流阻抗实验、CO2高温高压腐蚀实验和H2S高温高压腐蚀实验等方法进行模拟油田环境的腐蚀实验,对比评判涂层的耐蚀性能及其优劣。另外试验采用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、接触角测试仪等分析手段,对所制备涂层的成分、微观形貌、涂层与基体的结合状况、涂层的硬度与表面能等性能进行了分析研究。 研究结果表明:(1)采用等离子喷涂方法制备Al70Cu20Fe10准晶涂层,在其它参数一定的情况下,喷涂的电流/电压选择400A/40V,所得涂层中有较高的准晶相含量,而且涂层孔隙率小,与基体结合状态良好;(2)扫描电镜检测与分析结果表明,准晶涂层表面凹凸不平,Ni60涂层表面则相对平整;与准晶涂层相比,Ni60涂层比较致密,与基体的结合状况较好;涂层显微硬度测试表明,准晶涂层的硬度比16Mn钢基体的硬度高:表面能检测结果则显示,准晶涂层、Ni60涂层、16Mn钢的表面能依次增大;(3)极化曲线分析表明,相对于16Mn钢基体,Ni60涂层为阴极性涂层,准晶涂层为阳极性涂层,Ni60涂层的腐蚀电流小于准晶涂层的腐蚀电流;电化学交流阻抗实验的结果表明,两种涂层中Ni60涂层的反应电阻比较大,其腐蚀速率较低,有较好的耐蚀性能;(4)CO2高温高压腐蚀实验及H2S高温高压腐蚀实验表明,在模拟油田环境腐蚀条件下,其耐蚀性能从强到弱的排列顺序为Ni60涂层、准晶涂层和16Mn钢基体。 综上所述,虽然准晶涂层的耐蚀性能比Ni60涂层的耐蚀性能差,但综合考虑其硬度高、表面能低等其它特性,而且在本文实验条件下表现出一定的耐蚀性能,因此该涂层在石油工业腐蚀防护中将会有一定的应用前景。
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