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钨基非晶态合金电镀防腐技术

浏览次数:0 日期:2022-03-18

镀渗钨合金镀层性能指标

 

工艺

镀层厚度

硬度

耐蚀性

摩擦系数

结合力

阻垢率

A+B+C+

≥50um

≥800Hv

中性盐雾5%NaCl

300h

10级

0.11-0.14

结合力好,符合热震法要求

41.73%

5% H2SO4浸泡

200h

8级

  石油钻井设备和采油设备在矿场应用中碰到两大难题:腐蚀与磨损。为了延长油管抽油杆的使用寿命,必须提高油管抽油杆的耐磨和防腐性能,我公司采用国家863计划最新成果——钨基非晶态合金电镀防腐技术,生产出镀渗钨合金(DSW)防腐耐磨油管抽油杆,在钢材表面形成了致密均匀的耐蚀镀层,在不降低原有机械性能的前提下其表面抗蚀性能得到明显改善。由于钨基非晶态合金具有长程无序、短程有序的结构,结构致密,各向同性,没有晶界、错位和缺陷,因而镀渗钨合金防腐油管、套管具有显微硬度高、耐磨性好、耐酸碱腐蚀,且与基底材料结合力好等特点,它是一种高新科技产品,具有以下优点:镀层的耐磨、耐蚀方面具有很好的综合性能;镀层均匀,物料利用率高,能耗和水耗比较低;无污染,属高科技环保产品,有效解决磨损与腐蚀两大难题。
耐磨性:在干摩擦和油边界润滑情况下均有较好的耐磨性。油边界润滑情况下,摩擦系数低,在同等对偶条件下,摩擦副的磨损量比硬铬层的磨损量小很多。
耐蚀性:具有耐H2S 、CO2、 NaCl等腐蚀性介质,中性盐雾试验300小时可达10级,5%硫酸、盐酸和有机酸均对它无影响。
防H2S 性能:经西安管材研究所检验,防H2S成为通过NACE TM0177-2005标准的表面处理产品。
防结垢结蜡性能:镀渗钨基合金ABC镀层均匀,表面光洁度高达0.2-0.4um;可有效降低因管内不光滑表面、已腐蚀表面造成的区域紊流,从而避免因局部井液过饱和度增大而产生的结垢现象发生。我公司委托胜利石油管理局质量监督检验所对镀渗钨基合金挂片进行阻垢委托检验,阻垢率41.73%,阻垢效果明显。

ABC钨合金结构和耐腐蚀机理

  镀层由A、B、C三层构成,通过工艺控制,C层为非晶态结构,B层为层状结晶,A层为柱状结晶,且各层电极电位C>A>B,由于结晶不同,柱状孔隙与片状孔隙不易重合在一点上,孔隙率减小,腐蚀的机率就下降。镀层破坏后,在腐蚀的环境中,因B层电位最低,做为阳极,造成B层的横向腐蚀,先B层发生保护性腐蚀,后A层发生腐蚀,有效保护了机体,所以ABC结构具有明显的抗腐蚀性能。

对于地下环境相对恶劣时,可采用ABC+高分子材料封闭结构。

  外加减磨高分子材料封闭结构层,具有减磨、耐磨特性,有效保护油井管杆,且隔离腐蚀介质与镀渗层的接触,在ABC结构基础之上进一步增加油管、抽油杆的抗蚀耐磨性能。

 

       

 
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