超音速电弧喷涂CS-T5涂层在柱塞修复中的应用

通过金相观察、显微硬度测试、涂层结合强度和耐磨性试验与测定、X射线衍射(XRD)与扫描电镜(SEM)分析,研究了超音速电弧喷涂CS-T5涂层显微组织和力学性能,探讨了喷涂电压对涂层显微组织和显微硬度的影响。结果表明:超音速电弧喷涂CS-T5涂层呈现典型的层状结构,随着喷涂电压的增加涂层组织结构致密性增强,在一定喷涂电压条件下涂层具有较高硬度和结合强度,较好的耐磨性。实际应用表明,采用超音速电弧喷涂CS-T5涂层对失效的柱塞进行修复,修复后的柱塞不仅恢复了原来设备功能,而且延长使用寿命1倍以上。     

钻井平台高压管线的电弧喷涂防护研究

为了提高深海钻井平台高压管线在海洋大气环境中的耐蚀性,以纯铝丝为喷涂材料,采用电弧喷涂的方法在钢基体上制备金属涂层,随后进行有机封孔处理,利用电化学阻抗谱测试结合盐雾腐蚀试验评价涂层的耐蚀性能,并与三种海洋专用有机防护涂层进行对比。结果发现,铝涂层的界面反应阻力虽然小于有机涂层包覆钢,但可有效阻止介质向钢基体的渗透。铝涂层因具有阴极保护作用,在有机涂层因涂覆质量或老化等原因局部失效后,仍能使钢基体得到完全保护。     

高频感应熔覆超音速火焰喷涂NiCrBSi涂层研究

用NiCrBSi自熔性合金粉末、采用超音速火焰喷涂和高频感应加热技术相结合,在35CrMo钢基体表面进行熔覆并制得涂层。利用光学显微镜（OM）和x射线衍射（XRD）分析技术观察和测定了熔覆层组织和相结构,并对其硬度和冲蚀磨损性能进行了测试。结果表明：熔覆后镍基涂层与基体形成了良好的冶金结合,层状结构消失,涂层硬度分布均匀,涂层耐冲蚀磨损能力约为HVOF涂层的3倍。     

电弧喷涂铝涂层海洋飞溅区腐蚀模拟试验研究

采用自制的海洋飞溅区腐蚀模拟试验装置,对电弧喷涂铝涂层在海洋飞溅区的腐蚀行为进行了研究。结果表明:在海洋飞溅区模拟条件下,涂层试样和基体试样的腐蚀失重与试验时间的关系曲线遵循幂函数规律。试验初期,涂层腐蚀较轻微;试验中期,涂层在闭塞电池作用下发生坑蚀,由于铝涂层的自腐蚀电位远比20号钢基体低,腐蚀坑不向纵深方向发展,而是朝横向扩展,涂层作为牺牲阳极保护基体免受腐蚀;随着涂层的不断消耗,涂层表面出现锈迹,但是涂层对基体金属仍具有一定的保护作用。     

热喷涂氧化铝、碳化钨涂层性能研究

采用爆炸喷涂、超音速喷涂工艺制备了氧化铝、碳化钨涂层,并对2种涂层基本性能以及腐蚀、摩擦磨损特性进行比较分析。结果表明,超音速喷涂碳化钨涂层具有低孔隙率、高硬度、高结合强度、低表面能特点以及优异的耐蚀、耐磨性能。由于在喷涂过程中发生相变,爆炸喷涂氧化铝涂层产生了亚稳定相-γAl2O3,在酸性环境下遭到腐蚀,其综合性能比碳化钨涂层差。     

稀土铝合金涂层的工业应用研究

针对中间油储罐的腐蚀情况,采用喷涂稀土铝合金涂层进行工业应用试验,结果证明,在G1504重污油罐、G127催化重整原料罐中使用超音速电弧喷涂的稀土铝合金涂层具有优良耐湿H2S、Cl-腐蚀的性能,采用该涂层能有效地解决中间油储罐的腐蚀问题。挂片结果表明,超音速电弧喷涂稀土铝合金涂层的质量好,孔隙率低,耐蚀性能优于铝涂层。     

电弧喷涂稀土铝合金涂层在储油罐中的应用

介绍了稀土铝合金及其涂层的性能。超音速电弧喷涂稀土铝合金涂层的质量好,其孔隙率是火焰涂层的1/3～1/2倍。工业应用证明,使用超音速电弧喷涂的稀土铝合金涂层具有优良的耐湿硫化氢和Cl~-腐蚀性能,其经济效益显著,不仅可以在石油化工行业的储油罐中应用,也可以在其他储罐上推广应用。     

3Cr13材料的超音速电弧喷涂工艺试验研究

利用超音速喷涂设备,在喷砂处理过的金属样板上喷涂3Cr13防腐涂层,通过对电弧喷涂工艺各参数的试验,得出喷涂工艺参数的不同搭配水平对涂层结合强度、硬度、孔隙率的影响不同。通过正交试验法对3Cr13材料的超音速电弧喷涂工艺参数的研究表明:在合理的喷涂工艺范围内,喷涂电流对涂层性能的影响最大。     

双金属复合涂层制备工艺对耐蚀性能的影响

长庆某区块下古主力产层的H2S和CO2含量均较高,导致部分产水气井的生产管柱腐蚀穿孔严重,修井频繁,严重影响了气田的正常生产。为此提出了双金属复合涂层管柱防腐技术,在管柱表面形成底层1 Cr 13不锈钢、面层Al合金及封孔剂的三层复合结构。采用正交试验法系统研究了喷涂工艺对复合涂层的组织结构、密度和耐腐蚀性能等的影响规律。采用扫描电镜(SEM)对涂层的显微结构进行表征,采用阿基米德排水法对涂层的密度进行测试,采用CORTEST高温高压釜对涂层的耐腐蚀性能进行评价。结果表明:电弧电流和喷涂距离对涂层密度的影响显著,随着电弧电流的升高,涂层密度呈单调增大趋势;随着喷涂距离的增大,涂层密度呈先增大后减小趋势;而电弧电压对涂层密度的影响不显著。在电弧电流240 A,电压32 V,喷涂距离150 mm条件下制备的双金属复合涂层组织较致密,腐蚀速率仅为0.072 mm/a,耐蚀性能较N 80基材提高7倍以上。     

一种新型马氏体不锈钢耐磨涂层性能研究

研制了一种提高零件表面耐磨性能的新型马氏体不锈钢电弧喷涂丝材,并通过高速电弧喷涂设备在Q235低碳钢板表面制备耐磨涂层。利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度仪和磨损试验机等设备研究了涂层的组织结构、结合强度、硬度及耐磨损性能,并分析其耐磨机理。研究结果表明,添加适量的V、Nb和稀土元素,可以促进碳化物硬质相颗粒的形成,有效地改善马氏体不锈钢涂层性能。试验所制备的涂层成形良好,组织均匀且结构致密,涂层结合强度达34.61MPa,涂层显微硬度值达538HV0.1(高于4Cr13涂层),耐磨性约为4Cr13涂层的1.70倍。     

页岩气地面管道20~#钢与碳化钨涂层弯头冲蚀性能研究

针对20~#钢90°弯头在页岩气地面测试流程应用时易出现冲蚀的问题,使用超音速等离子喷涂方法制备了碳化钨涂层。采用气固两相冲蚀试验机,对比20~#钢和碳化钨涂层弯头在不同冲蚀角度下的冲蚀规律及冲蚀机理。研究结果表明:20~#钢冲蚀速率随冲蚀角度增加而降低,冲蚀角度20°时冲蚀最严重;碳化钨涂层冲蚀率随冲蚀角度的增大先增大后减小,50°时冲蚀最严重,其抗冲蚀性能较20~#钢提高85%;20~#钢和碳化钨涂层低角度冲蚀时为微切削机理,高角度冲蚀时以挤压锻打机理为主。     

电弧喷涂铝在海洋工程中应用与质量控制

介绍了电弧喷涂铝涂层防腐机理是铝涂层起物理覆盖作用,可较好地将钢铁基体与水、空气及其它介质隔离开,同时,铝本身的耐蚀性远好于钢铁,在海洋平台环境中,铝涂层将作为牺牲阳极,而使钢铁基体得以保护,起阴极保护作用.也介绍了电弧喷涂铝涂层材料要求和电弧喷涂铝涂层施工要求,同时也介绍了电弧喷涂铝涂层的厚度测量标准、附着力测量平均值应高于7MPa、弯曲强度测量和电弧喷涂孔隙形成机制及控制措施等。     

重熔对电弧喷涂锌铝伪合金涂层性能的影响

为了获得较高结合强度的高质量涂层,采用异质金属丝电弧喷涂工艺在Q235钢板表面制备锌铝伪合金涂层,并对涂层进行整体重熔处理。对比分析了整体重熔处理前、后涂层性能的变化情况。分析结果表明,经过整体重熔处理,基体中的铁元素扩散到涂层中,构成多种铁铝金属间化合物和铁锌金属间化合物,锌铝伪合金涂层转变为合金层;整体重熔处理大大降低了涂层孔隙率,提高了涂层与基体的结合强度和硬度。     

超音速火焰喷涂强化物探螺旋钻杆试验研究

磨损是螺旋钻杆失效的主要原因之一，也是影响钻杆使用寿命和钻进效率的关键因素。为了提高螺旋钻杆的耐磨性能，本文在对钻杆失效分析的基础上，采用超音速火焰喷涂技术对钻杆表面进行强化，制备了三种涂层试样。利用电镜对涂层进行了微观组织结构分析和耐磨性对比试验。研究表明：采用超音速火焰喷涂耐磨合金材料，能明显提高螺旋钻杆的耐磨性；不同的耐磨合金材料，耐磨性提高的程度不同，应根据现场的实际情况和成本等综合考虑选择，以满足沙漠物探钻井的需要。     

热喷涂技术在石油石化工业中的应用与发展

采用热喷涂技术的最大优势是能够以多种方法制备出优于本体材料的表面功能薄层,其厚度仅为结构尺寸的几十分之一,却使其具有了比本体材料更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温等性能。常用的热喷涂方法有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂、超音速火焰喷涂,其中,等离子喷涂、超音速火焰喷涂、电弧喷涂的市场比例越来越大。热喷涂技术在石油石化工业中主要用于修复石油机械,提高机械零件的耐磨性以及容器、管道、塔架的耐腐蚀性。在石油石化工业中进一步推广热喷涂技术,走低成本发展之路是当务之急。     

热喷涂技术在重油催化裂化装置的应用

通过对重油催化裂化装置几台容器应用火焰喷涂技术的得失和分析，选用了具有世界先进水平的超音速电弧喷涂技术，使涂层结合强度高，孔隙低，致密性好，提高了装置的防腐水平。     

硬质涂层膨胀锥减摩耐磨性能

为降低膨胀锥/膨胀管间摩擦阻力,提高膨胀锥耐磨损性能,制备了硬质涂层膨胀锥,研究了硬质涂层膨胀锥的性能,并对其进行了现场应用。采用超音速火焰喷涂技术在合金钢膨胀锥表面制备了碳化物硬质涂层,使膨胀锥表面硬度提高了近60%。摩擦磨损实验结果表明:锂基脂润滑条件下,硬质涂层使膨胀锥试块摩擦系数降低超过30%,磨损量降低约33%;水润滑条件下,硬质涂层使膨胀锥试块摩擦系数降低约25%;硬质涂层显著降低了膨胀锥和膨胀管间的摩擦阻力,减轻了磨损,增加了膨胀锥的使用寿命。现场应用结果表明:硬质涂层膨胀锥具有良好的耐磨损性能,应用4口井后涂层与膨胀锥基体结合良好,表面无明显磨损现象,成功完成现场套损井的修补作业。     

常压化学气相沉积法制备SiO_2涂层及其抗结焦性能

以正硅酸乙酯为硅源物质、空气为载气和稀释气,采用常压化学气相沉积法在HP40钢表面制备了SiO2涂层;采用扫描电子显微镜和能量色散能谱表征了SiO2涂层的组织结构和表面形貌;考察了在乙烯裂解的工艺条件下SiO2涂层的结焦抑制能力。实验结果表明,所制备的SiO2涂层具有表面平整、均匀致密的特点,粒径均在1μm以下,且与基体具有一定的结合强度;在乙烯裂解的工艺条件下,SiO2涂层具有良好的抑制结焦能力,当裂解温度为830℃、水蒸气与石脑油的质量比为0.67时,SiO2涂层的结焦抑制率为75%左右,大大提高了HP40钢的抗结焦能力。     

深水钻井隔水管表面电弧喷涂铝锌伪合金涂层腐蚀行为研究

利用电弧喷涂方法在钢表面制备了铝锌伪合金涂层和铝涂层.通过力学试验、实海试验、室内腐蚀挂片试验等对比分析了铝锌伪合金涂层的优势.采用电子探针(EPMA)、X-射线衍射(XRD)技术分析了铝锌伪合金涂层在质量浓度为35 g/L NaCl水溶液中的离子渗透情况和腐蚀产物成分,并结合电化学阻抗谱(EIS)方法研究了涂层的腐蚀机理;指出铝锌伪合金涂层鼓包主要是由于涂层发生含锌相选择性腐蚀引起,并提出了相应的改进措施.     

陶瓷涂层的组织及腐蚀性能研究

针对石油机械设备中的腐蚀问题,选取了两种商用喷涂粉末:Al2O3-13%Ti O2粉末及Ni Cr-Cr3C2粉末,采用等离子喷涂技术在45#钢表面制备涂层,研究了Al2O3-13%Ti O2和Ni Cr-Cr3C2两种涂层的腐蚀性能及腐蚀机理并对涂层的相结构和显微组织进行了分析。研究表明,Al2O3-13%Ti O2涂层的物相以γ-Al2O3相为主,同时存在α-Al2O3相。Ni Cr-Cr3C2涂层的物相成分为Cr23C6、Cr7C3、Cr3C2等Cr的碳化物。两种涂层的组织致密性及耐蚀性能都较好,且Ni Cr-Cr3C2涂层的耐蚀性更好一些。涂层腐蚀破坏过程均为沿颗粒边界产生腐蚀裂纹,逐渐向涂层内部和沿颗粒边界扩展,最终导致涂层呈块状脱落。