粉末结构对HVOF金属陶瓷涂层腐蚀冲蚀磨损性能的影响

采用3种不同NiCr粘结相含量和两种不同尺度WC颗粒的金属陶瓷粉末,运用超音速火焰喷涂(HVOF)方法制备了Cr3 C2-NiCr、WC-12%Co涂层,在5%H2 SO4、15%棕刚玉和水混合介质条件下,运用腐蚀冲蚀磨损试验机测定了涂层在45°冲蚀角下的失重量变化规律,研究了喷涂粉末NiCr含量和WC颗粒尺度对所沉积金属陶瓷涂层耐腐蚀冲蚀磨损性能的影响。结果表明,HVOF喷涂Cr3C2-NiCr、WC-12%Co涂层在5%H2SO4、15%棕刚玉和水混合介质条件下的腐蚀冲蚀率均低于低碳钢,并且Cr3 C2-NiCr涂层的抗腐蚀冲蚀性能要优于WC-12%Co涂层。Cr3 C2-40%NiCr和Cr3 C2-25%NiCr涂层其腐蚀冲蚀率低于Cr3 C2-10%NiCr涂层,与纳米尺度WC颗粒相比,微米尺度WC颗粒所制备的WC-12%Co涂层的抗腐蚀冲蚀性能较好。

不同工况对HVOF喷涂Cr_3C_2-25%NiCr涂层腐蚀冲蚀磨损性能的影响

运用腐蚀冲蚀磨损试验机在水、5%H2SO4与15%棕刚玉配制的腐蚀冲蚀介质中,对超音速火焰喷涂Cr3C2-25%NiCr涂层在不同工况下的腐蚀冲蚀磨损性能进行试验研究,探讨介质冲蚀速度、介质种类对涂层腐蚀冲蚀率的影响规律。结果表明,涂层腐蚀冲蚀累积质量损失随时间基本呈线性增加趋势,涂层在含5%H2SO4介质中的腐蚀冲蚀率远大于其在水介质中的腐蚀冲蚀率,涂层在高速冲蚀时硫酸介质引起的涂层腐蚀冲蚀率增量较为显著,而在硫酸介质条件下冲蚀速度增加引起的腐蚀冲蚀率增量更为显著。

超音速火焰喷涂Cr_3C_2-NiCr涂层腐蚀冲蚀磨损特性

在腐蚀冲蚀磨损试验机上,用5%H2SO4和质量分数15%棕刚玉组成的腐蚀-冲蚀磨损介质,对不同燃气流量下HVOF喷涂Cr3C2-25%NiCr涂层腐蚀冲蚀磨损性能进行了试验研究,测定了涂层单位面积失重量随腐蚀冲蚀磨损时间和冲蚀角度的变化,用扫描电镜观察了涂层断面组织形貌,分析了涂层腐蚀冲蚀磨损机制.研究表明,涂层的腐蚀冲蚀磨损累积失重量随时间基本呈线性增加,适中燃气流量所沉积涂层的腐蚀冲蚀磨损率较低,且远低于低碳钢.涂层的腐蚀冲蚀磨损主要表现为早期腐蚀介质对粘结相的优先冲蚀腐蚀和随后碳化物颗粒剥落以及涂层沿层间的裂纹扩展、相互贯通和扁平粒子脱落.

冷却液抗气穴腐蚀与冲蚀测定方法的研究

为方便、快捷、低成本评价冷却液抗气穴腐蚀与冲蚀性能,研究采纳了欧洲较常使用的FIAT-IVECO冷却液抗气穴腐蚀与冲蚀性能测定方法,并对该方法进行了改进和一系列测试研究。不同样品的测试结果表明,该方法重复性良好(RSD 0.2%~0.3%),测试结果与ASTM D2809测试方法对应性好。该方法耗时短,操作简单,试验费用低,可以用于冷却液抗气穴腐蚀与冲蚀性能的初步测试。

复合尼龙涂层的腐蚀—冲蚀磨损特性

本文对尼龙涂层及尼龙+5％Al_2O_3陶瓷颗粒和尼龙+5％SiC晶须复合涂层进行了腐蚀—浆体冲蚀磨损试验研究。研究了砂浆的pH值,冲击速度等参数对涂层的腐蚀冲蚀磨损的影响,对涂层表面的组织结构和形貌进行了观察分析,探讨了复合尼龙涂层的腐蚀冲蚀磨损机理,建立了V_e-pH-U腐蚀—冲蚀磨损三维图。

用于燃气锅炉低碳钢耐冲蚀-腐蚀磨损的双层热喷涂层

为防护发电厂锅炉的热交换器管道的腐蚀冲蚀磨损，研究开发了一种热喷涂双层涂层（高速火焰喷涂Cr3C2/TiC–25NiCr涂层+燃烧电弧喷涂Ni21Cr9Mo35Nb涂层）。在锅炉管道上实际应用两年后，对这种双涂层进行冲蚀试验和金相分析，并对其性能进行讨论。结果发现，燃烧电弧喷涂Ni21Cr9Mo3.5Nb涂层在高硫及氯环境中是一种良好的防护涂层。

不锈钢在液固双相流中的冲蚀腐蚀行为

采用旋转圆筒电极装置研究了 1Cr1 3(铁素体 )、31 6L(奥氏体 )、0Cr1 4Ni5Mo(马氏体 )及CD 4MCu(α +γ双相 )等不锈钢在不同流速水砂双相流中的冲蚀及NaCl(+H2 SO4 )砂浆中的冲蚀腐蚀行为 ,用SEM观察了冲蚀 (腐蚀 )后材料表面形貌 ,并测定了样品表层硬度变化 .结果表明双相不锈钢CD 4MCu因其较强的加工硬化能力而具有优良的抗冲蚀腐蚀性能 .

La对热浸镀渗铝层抗冲蚀腐蚀磨损性能的影响

研究了稀土La及其加入量对热浸镀渗稀土铝合金渗层显微硬度及抗冲蚀腐蚀磨损性能的影响.结果表明,在相同的工艺条件下,与渗纯铝相比,加入稀土La元素后,渗层的显微硬度和抗冲蚀腐蚀磨损性能均得到了不同程度的提高.且当La含量为0.5%时,渗铝层的显微硬度和抗冲蚀腐蚀磨损性能均为最好.

电弧喷涂不锈钢涂层的冲蚀和冲蚀腐蚀磨损性能

在２０钢基体上喷涂３Ｃｒ１３和１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ两种不锈钢涂层，系统研究了它们的抗冲蚀和抗冲蚀腐蚀性能，分析了涂层孔隙和氧化物及力学性能等因素对其耐冲蚀和冲蚀腐蚀性的影响，考察了涂层耐磨性随喷涂工艺参数变化的情况，并对机理进行了讨论。

电泵井防冲蚀腐蚀配套技术

解决电泵壳体冲蚀腐蚀问题主要有两种方法,即使用107系列小直径电机和使用镍磷镀电机。107系列小直径机组主要是针对5″及以下套管、排量大、有腐蚀情况的电泵井。107系列电机在5″套管中环空空间比116系列电机大一倍,流速可降低到116系列电机的一半。由于电机表面液体流速的减小,从而对电机壳体的冲蚀作用也减小,使冲蚀腐蚀现象减弱或消失,电泵检泵周期得以延长。在电机外壳表面进行镍磷镀增加了电机外壳的强度和耐磨性,能最大限度地降低高流速井液对电机外壳的冲蚀磨损作用。

电泵井防冲蚀腐蚀配套技术研究及应用

针对胜利采油厂电泵井冲蚀腐蚀严重、造成电泵井检泵周期变短现象，通过对冲蚀腐蚀机理进行研究，优化了解决办法，制定了配套技术，控制冲蚀腐蚀井发生，延长了潜油电泵机组使用寿命，提高了采油厂经济效益。

球形铸造碳化钨对PDC钻头喷焊层冲蚀性能的影响

本研究采用氧乙炔喷焊方法制备了不同含量的球形碳化钨和多角状碳化钨颗粒增强的镍基喷焊涂层,研究了钢体PDC钻头碳化钨喷焊层的抗冲蚀性能。结果表明:随着球形碳化钨含量的降低,喷焊层的显微硬度降低,断裂韧性增加,孔隙率先增大后趋于稳定;喷焊涂层的抗冲蚀性随球形碳化钨含量的降低呈先降低后升高的趋势,耐腐蚀性是影响喷焊涂层抗冲蚀性最主要的因素。当球形碳化钨含量为30%时,样品抗泥浆腐蚀性能最差,腐蚀—冲蚀互作用最强,导致样品受冲蚀磨损最严重。建议球形碳化钨含量不低于40%,可以保持喷焊层较高的硬度和抗冲蚀性能。

电沉积镍合金的冲蚀-腐蚀磨损研究

采用MSH型腐蚀磨损试验机研究了电沉积纯Ni、Ni-P非晶合金、Ni-W-P非晶合金的冲蚀-腐蚀磨损行为,并结合电化学测量系统研究了上述材料冲蚀与腐蚀之间相互促进机理。结合XRD分析了冲蚀前后电沉积镍合金的相变行为。结果表明:冲蚀-腐蚀磨损试验前后,电沉积镍合金镀层的硬度都增加;Ni-P非晶合金受到冲击后,镀层明显的发生了由非晶向微晶的转变;镍合金在含盐砂浆中的腐蚀性能随着工况的不同而不同,试样在含盐砂浆中的冲击速度由0增加到3.14 ms-1时,三种材料的腐蚀速率都减小,之后随着冲击速度的增大,试样腐蚀速度增加;镍及镍合金材料的冲蚀-腐蚀磨损失重都以冲蚀失重为主,试验条件下冲蚀与腐蚀的交互作用最高能使材料的冲蚀-腐蚀磨损失重增加42%。

多因素影响下的X80管道钢两相流冲蚀腐蚀特性

长距离油气输运管道运行工况复杂,事故频发,冲蚀腐蚀是导致管道局部失效的典型问题之一,受多因素作用影响。为探究管道钢冲蚀腐蚀多因素影响机制,通过全因子实验设计方法,量化比较了包含不同颗粒浓度、冲击角度、氯离子浓度和pH的多变量系统中单一因素和因素间相互作用对X80管道钢冲蚀腐蚀损失的影响效应,并分析了它们的显著性与方向性。统计学分析结果表明,4个单一因素对冲蚀腐蚀损失均有显著影响,其中颗粒浓度和氯离子浓度与冲蚀腐蚀损失正相关,pH和冲击角度与冲蚀腐蚀损失负相关;因素间协同作用中只有颗粒浓度与氯离子浓度之间的协同作用以及颗粒浓度与冲击角度之间的协同作用效应显著,其余交叉因素效应不显著。此外,根据这些因子对X80管道钢冲蚀腐蚀质量损失速率影响的显著性,给出了作用大小排序,并通过显微照片分析了不同条件下材料损失模式,讨论了因素间协同作用机制,用示意图对因素作用效果和作用机理进行了解释。

新型CeO_2改性低温渗铝涂层在模拟燃煤流化床中的冲蚀/腐蚀行为研究

利用Ni与CeO2纳米颗粒共电沉积在A3钢表面制备了一层纳米晶结构的Ni-CeO2复合膜（镍晶粒平均尺寸为60±38nm），然后在600℃扩散渗铝5小时获得一种新型CeO2改性的低温渗铝涂层．同时，在上述条件下制备了单镀镍渗铝涂层以及A3钢渗铝涂层作为对比．550℃～850℃模拟流化床燃煤环境中100h冲蚀／腐蚀实验表明，Ni—CeO2复合膜渗铝涂层较单镀镍渗铝涂层和A3钢渗铝涂层具有更好的抗冲蚀／腐蚀能力．

硅对球墨铸铁冲蚀腐蚀磨损耐磨性的影响

研究不同含硅量的球墨铸铁分别以 90°和 45°冲击角度在酸性、中性和碱性石英砂介质中的冲蚀腐蚀磨损特性。结果表明 :球墨铸铁的冲蚀腐蚀磨损耐磨性随含硅量和冲击角度的增加而增加 ,在介质 pH值为 7时最高。球墨铸铁冲蚀腐蚀磨损机理的研究表明 ,在酸性介质中是粒子显微切削和腐蚀共同作用为主 ,而在中性和碱性介质中是以粒子显微切削为主 。

井下管柱钢材冲蚀-CO_(2)腐蚀耦合试验

采用自行设计的高温高压冲蚀-腐蚀耦合试验装置,进行井下管柱钢材的冲蚀-CO_(2)腐蚀耦合试验,研究不同工况下N80钢和13Cr钢的冲蚀-腐蚀耦合作用,测试CO_(2)分压、含砂质量分数、砂粒粒径、流体流速等对冲蚀-腐蚀速率的影响。结果表明具有较高抗CO_(2)腐蚀能力的钢材,其抗冲蚀-腐蚀耦合的能力也较好;在CO_(2)分压为0~5 MPa条件下,13Cr钢的冲蚀和腐蚀耦合速率从0.014 mm/a增大到0.062 mm/a,而N80钢的冲蚀和腐蚀耦合速率从0.197 mm/a增大到24.19 mm/a;腐蚀破坏了材料的表层结构,腐蚀速率越大,材料表面的抗冲蚀能力越低,冲蚀-腐蚀的耦合作用越大;揭示了冲蚀和腐蚀的相互作用关系,验证了自行设计的高速搅拌式冲蚀-腐蚀耦合试验装置的有效性,为井下管柱选材和设计提供了基础数据。

合金元素对球墨铸铁冲蚀腐蚀磨损特性的影响

研究了添加Cr、Ni、Mo合金元素的球墨铸铁,分别以90°和45°冲击角度在酸性、中性和碱性石英砂介质中的冲蚀腐蚀磨损特性。结果表明:球墨铸铁的冲蚀腐蚀磨损耐磨性随合金元素的加入而增加,并且随介质pH值和冲击角度的增加而增加。球墨铸铁冲蚀腐蚀磨损的机理,在酸性介质中是以粒子显微切削和腐蚀共同作用为主,而在中性和碱性介质中是以粒子显微切削为主,腐蚀的作用很弱。

海上高产气井防砂管柱冲蚀-腐蚀耦合作用风险评估研究

冲蚀腐蚀耦合作用对海上高产气井防砂管柱的损害机理比单一腐蚀或冲蚀作用更为复杂,实验显示,耦合作用下的管材损失速率比单一作用高16.27%~251.79%。结合冲蚀腐蚀实验和已有的冲蚀腐蚀理论模型,考虑CO_(2)分压、温度、流速、粒径和含砂量等因素影响,建立了适用于筛管冲蚀腐蚀耦合作用的经验模型;以南海L-1气田为目标区,分析11口井防砂筛管冲蚀腐蚀情况并预测管柱寿命。

含CO_2油气混输管道动态腐蚀研究

以国内某高温高压气田为例,应用失效分析理论、流体动力学理论和数值模拟方法,分析了高温高压高含气(气体体积分数约为95%)油气混输管道动态腐蚀机理。样品失效源于高温高压环境下不均匀分布的气液混合物CO2腐蚀―冲蚀共同作用。液相沉积和结构引起的湍动对管壁的冲击是管壁减薄的主要原因。根据现场试验,研究了高温高压条件下CO2动态腐蚀规律,提出了相关结论。