КорпусПрименениетрубвгазовыхскважинахвысокотемпературных
январь4,2019
Кактеоретическийвесспиральнойстальнойтрубырассчитывается吗?
январь2019
0

КоррозионнаястойкостьAPI 5 l管道сталисзащитнымпокрытием

АННОТАЦИЯ

коррозиясопротивлениеэмали-спокрытиемстальнойтрубыв3.5мас%的NaClраствора,оценивалиисравнивалистаковымисэпоксиднымпокрытиемтрубыспомощьюразомкнутойцепипотенциал,линейныйро-сопротивлениеризация,иэлектрохимическиеspectrosимпеданса-Тестыкопирования。T-001сэмальюсуспензияиGP2118порошокэмалиопрыскивалидостальныхтрубвовлажныхиэлектростатическихпроцессах,соответственно。Фазовыйсоставимикроструктурадвухэмалейбылиохарактеризованысрентгеновскойдифракцииисканирующейэлектронноймикроскопии(SEM)。Шероховатостьповерхностиэмалииихпрочностьсцеплениясстальнымиподложкамибылаколичественнофи-йиздом,чтобыпонятькачествопокрытия。SEMизображениепоказало,чтообатипаэмалевыхпокрытийимеетпрочнуюструктурусизолированнымипузырьками。ЭлектрохимическиеиспытанияпоказаливысокуюкоррозионнуюстойкостьэмалевыхпокрытийкакVERIфи-еиздввизуальномосмотренаиспытуемыхобразцов。Особенно,вGP2118эмальспокрытиемобразцыпоследовательнопревзошлиэпоксидноепокрытиеобразцов。

КЛЮЧЕВЫЕСЛОВА:коррозияспектроскопииэлектрохимическогоимпеданса,эмалевоепокрытие,трубопроводстальной,сканирующаяэлектроннаямикроскопия

ВВЕДЕНИЕ

природныйгаз、маслоиопасныежидкиепередачиисборатрубопроводыдостигли484000мильв美国1Старениетрубопроводовсталкиваютсясуменьшенными
срокслужбыинадежностьврезультатекоррозии。Онимогутбытьзащищеныоткоррозиизащитногопокрытия,катоднаязащита,ииспользованиеингибиторовкоррозии。ПокрытиевкачествефизическогобарьерадляэлектролитаПенетра——Тионявляетсяоднимизнаиболееэффективныхиэфметодовфи字母系数всмягчениикоррозии。
КогдавнутриприменяютсякстальнымтрубопроводамПальто- INGимеетрядпреимуществ。Первый,внутреннеепокрытиеможетпредотвратитьжидкостиилигазаизвзаимодействующихивзаимодействияснижележащейсталью。второй,стальныхтрубспокрытиемуменьшаетмикробиологическиеотложенияибактериибиопленка形式——ЦИИпотомучточемвышешероховатостьповерхностинепокрытойтрубыпомогаетзащититьбактериииобеспечитьусловияростабактериальной殖民地。2Третийипоследний,в
Внутреннеепокрытиеможетуменьшитьпадениедавлениянабольшоерасстояниетрубопроводаи,такимобразом,мощность,требуемоедляпередачинефтиигаза。Падениедавлениявтрубеспокрытием,былоэкспериментальнодоказано,нижечто35%,чемвголойстальнойтрубепричислеРейнольдса
1×107.3
Cегодня,состоящийиздвухчастейрастворителянаосновеэпоксидныхпокрытий,безрастворителейислитыесвязаныпокрытий,иполиамидныепокрытияширокоиспользуютсявсыройнефтииприродногогаза管道。4 - 6Этипокрытияслабосвязанногос
ихсталиподложкии,такимобразом,склонныкнедо——пленкиcorrosion.7
эмаль,вкачественеорганическогоматериала,химическисвязансподложкойметалловпритемпературеот750°Сдо~ 850°cЭтоможетбытьнетолькоготовымсгладкойиэстетическойповерхностью,ноиобеспечитьэкс——良好的химическаястабильность,хорошаякоррозионнаястойкость,идолговечностьвразличныхсуровых环境。8Вотличиеот

эпоксидноепокрытие,эмалевоепокрытиенеимеетнедо——коррозиипленки,когдалокальнонарушенаиз-заегохимическойсвязисметаллической基质。9Онширокоиспользуетсядлязащитыбытовойкухоннойпосудыилизащитыконтейнерасталивпромышленности。Егокоррозиявновь——sistanceвкачествезащитногопокрытиядлястальнойарматурывбетонныхконструкцияхбылиисследованвпредварительно——самоочевидноеисследованиеипоказал,чтобыбытьудовлетворительнымвgeneral.10-11

вэтомисследовании,поведениекоррозиистальнойтрубывнутреннегопокрытиясдвумятипамиэмали(t - 001СуспензиюипорошокGP2118)былрассмотренв3.5мас%раствор氯化钠,。Фазовыйсоставимикроструктураэмалейбылиохарактеризованысрентгеновскойдифракции
(XRD)исканирующейэлектронноймикроскопии(SEM),соответственно。Шероховатостьповерхностиэмалевогопокрытияиегопрочностьсоединениянадподложкамистальныхтруббылиопределены。Электрохимическиеповедениябылиизученысразомкнутойцепипотенциал((OCP)линейнаяполярная——сопротивлениезации(LPR),иэлектрохимическаяimp -Ансспектроскопиятесты(EIS)。Визуальныйосмотрбылисделанынатестируемыхобразцовдлякаких-либоявныхпризнаковкоррозии。Коррозионнаястойкостьсталиэмалиспокрытиемсравниваютсэпоксиднымпокрытиемстали。

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕПРОЦЕДУРЫ

Эмалированияиобразцы

API 5 l X65стальнаятруба全球(MRC)с323.85ммвнаружномдиаметреи9.53ммтолщинастенкибылаиспользованавкачествеподложкиметаллавданномисследовании。Химическийсоставстали,предоставленнойпоставщикомпредставленавтаблице1。25ммСтальнаятрубабылаперваянарезают18×50купонныеобразцымм。Образцырезкибылизатемсталивзорвандля1минчтобыизбавитьсяотокалиныиржавчины,и,наконецочищается
коммерческидоступныечисткирастворитель。
Дватипаэмалинаносилинастальныеобразцы:T-001СуспензиюипорошокGP2118。ХимическиесоставыТ-001стеклянныефриттыипорошокGP2118эмалиопределялиспомощьюрентгеновскогоизлученияфлуоресценции(РФА)какпредставленовтаблице2.Суспензияэмалибылаподготовленапервымифрезернымистекляннымифриттами,Глина,инекоторыеэлектролиты,азатемсмешатьихсводой,покасмесьнебылавстабильномсостоянииподвески。Суспензиюэмаливручнуюраспыляетсянаобразцахкупонныхсиспользованиемпистолета-распылителя,которыйбылприведенвдействииструисжатоговоздухавкачествеСпецифическогоредвтаблице3.Образцынагревалипри150°Свтечение10мин,чтобыотогнатьвлагу,网络连接красныйпри815°Свтечение10мин。,и,наконец,охлаждаютдокомнатнойтемпературы。Дляэлектростатическогораспыления,порошокGP2118эмалисосреднимразмеромчастиц32.8мкмбылиспользован。Электрическоеполебылосформированомеждуэлектродомисопломобразца。частицыЭмаль,самоходныйизпистолета-распылителяспомощьюпотокавоздуха,сталотрицательнозаряженными,мигрироваликобразцу(положительныйэлектрод)ибылиде-положенное。Послевключенияпитаниянапылении,стальныеобразцыбылиперемещенывпечиификрасныйцветпри843°Свтечение10мин。,азатемпереехалиохлаждаютдокомнатнойтемпературы。ТолщинаT-001Покрытиебылоподконтролемвременираспыления,втовремякактолщинапокрытияGP2118контролировалипоколичествураспылителей。 Для сравнения, с эпоксидным покрытием стальные образцы были предварительно- подготовлены и испытаны. В этом случае, 3M Scotchkote 323 † эпоксидная, который был применен в трубопроводной отрасли, был использован для покрытия образцов. Стальные образцы были покрыты с помощью кисти эпоксидной смолы при комнатной температуре, а затем сушили на воздухе в течение 3 д до электрохимических испытаний.

Характеристикаэмалевыхпокрытий

Толщинапокрытияишероховатостьизмеряютспомощьюдатчикатолщиныпокрытия小型试验6008 __иоптическиймикроскопHirox __,соответственно。

Прочностьсвязимеждупокрытиемиподложкойегосталибылиопределенысиспользованием假定†следующиеASTM d4541 - 09.12Длятого,чтобыповыситьегосвязьспокрытием,一个20тележкамиммдиаметруоснованиябылашероховатойспомощьюабразивныхбумаг,иочищаетсяспиртом,чтобыудалитьокислениеизагрязнений。Базатележкиприклеивалисравномернымслоемклеянаповерхностьтестапокрытия。Послеотверждениядля24h,покрытиевокругтележкибылоудаленоспомощью20ммрежущегоинструментадлятого,чтобыизолироватькуколкунаСпецифическойиспытательнойзонегр。Тележкабыланаконецстащилповерхностьобразцаперпендикулярнососкоростьюнапряжений0.4МПа/с。Максимальнаяпрочностькаждогообразцаспокрытиембылазаписана。
Позавершениюкоррозионныхиспытаний,фазывпокрытиибылирассмотренынепосредственнонаповерхностиобразцовсталиспокрытиемпоXRD (XФилипп'Pert†)сугломдифракции(2Я)колебаласьот10°до55°。ПоперечныесеченияэмалиспокрытиемобразцовбылиподготовленыдляанализамикроструктурысSEM(日立S4700 __)。Каждыйобразецэмальспокрытиемвпервыебылустановленвхолодномэпоксиднойсмоле(EpoxyMount __,盟军的高科技产品,Inc .)иразрезалина10толщинасечениеммсиспользованиемалмазнойпилы。然后1200年,сечениебылоотшлифоватьствердосплавнымиработвзернистость,промываютдеионизированнойводой,и,наконец,сушатнавоздухеприкомнатнойтемпературепередэкспертизы。СЭМизображениябылипроанализированыспомощьюпрограммногообеспеченияImageJ†дляоценкипористости。

Электрохимическиетесты

Каждыйобразецбылприпаянсмеднымпроводомдляэлектрохимическихизмерений,какпоказанонарисунке1。Всестороныобразца,заисключениемэмали——илиэпоксиднымпокрытиемлицобылипокрытыморскойэпоксиднойсмолы。

Воздействиюэмалиилиэпоксиднойобластибыло30мм×20ммпоразмеру。
3.5Всеобразцыбылипогруженывмас%раствора氯化钠сирН7испытывалиприкомнатнойтемпера——рыдля69 d。Растворготовилипутемдобавленияочищаютхлориднатрияизд(ФишерНаучным,Inc .)вдистиллированнойводе。

Намомент1,3,6,13,27,41,55,атакже69 d,OCP,LPR,иEISиспытаниебылопроведенодлямониторингаэволюциикоррозииэмали-исэпоксиднымпокрытиемстальныхобразцов。Стандартнаясистематри-электродабылаиспользованадляэлектрохимическихиспытаний,включающийвсебя25.4мм×25.4×мм0.254ммплатиналиствкачествепротивоположногоэлектрода,насыщенныйкаломельныйэлектрод(SCE)вкачествеопорногоэлектрода,иобразецспокрытиемвкачестверабочегоэлектрода。ВсетриэлектродабылподключеныкGamry 100Потенциостат/гальваностат†длясбораданных。

Послекаждогостабильного(OCP(продолжительностью1h)былозаписано,испытаниеКИСпроводилиссинусоидальнойпотенциальнойволной10мВпоамплитудевокруг(OCPичастота100кГц5мГц。ИспытаниеLPRпроводилипутемсканированиядиапазона±15мВвокруг(OCPприскоростисканирования0.167мВ/с。КривыеLPRиспользуетсядляопределениясопротивленияполяризацииRp,которыйравеннаклонлинейногоучасткакривойполяризациивокругнулевоготока:13

RP = E =Дг

где&三角洲;ЕиДгпредставляютприращениенапряженияитока,соответственно,налинейномучасткекривойполяризациипри我= 0。ИзмеренияLPRбылииспользованыдлярасчетаплотноститокакоррозиипоуравнениюШтерн-Гири:13

icorr = vavc = 2.303½dva +βcThRp (2)

гдеβaи&测试;cпредставляютсобойпостояннуюаноднойтафелевских(0.12)икатоднаяпостоянная塔费尔(0.12),соответственно,иicorrявляетсякоррозиятока。

РЕЗУЛЬТАТЫИОБСУЖДЕНИЕ
ПокрытиеХарактеристика
ЭтапыЭмаль——РентгенограммынаповерхностиGP2118иТ- 001эмалиспокрытиемобразцовпослепогруженияв3.5мас%раствора氯化钠,для69дидентифицируютсяиотображаютсянарисунке2。КварцSiO 2присутствуетвобоихтипахэмалевыхпокрытий。Самыевысокиепикиинтенсивностикварца二氧化硅былина26°и26日5°дляGP2118иТ- 001эмалисоответственно。

Микроструктурав搪瓷/субстратаИнтерфейс——поперечныйразрезSEMизображенийнаграницеразделасталь/покрытиесразличнымиМагникатионовфипредставленынарисунке3。Эмальпокрытиеимеетпрочнуюструктурусотключеннымпузырькамивоздухаповсейтолщинепокрытия(фигуры3 (a1)атакже(b1))。Воздушныепузырькибылисформированывходехимическоговысокотемпературных

Реакцияэмалистеклофриттысостальювовремяфикольца过程。14日至15日Эмалипокрытиеимеетмногочисленное
изолированныенебольшиепоры,заисключениемGP2118эмали,котораяимеетнесколькобольшихпорсдиаметромприблизительно105Мкм。Содержаниепористостиt - 001эмалиБылоизмерено,4.26%,чтониже,чем12.72%дляGP2118эмали。фигуры3 (a2)атакже(Би2)показатьМагнифи-еиздэмали/стальныеинтерфейсы,прикотороммалыевыступы-Feврастаютвэмалевымпокрытиемдляформированияразличныхопорныхточек。Этиэпитаксиальныечастицышпинелейулучшитьсцеплениемеждуэмальюиеесталоsubstrate.16

扯下Прочность——Измеренноетолщину,шероховатостьповерхности,ипрочностьсоединениятрехтиповпокрытийприведенывтаблице4。Среднееистандартноеотклонениетолщиныишероховатостиповерхностикаждогопокрытиябылирассчитаныиз
27个Измерениясделанныеизтрехразличныхобразцов,которыебылиотполированы,чтобыиметьплоскуюповерхностьдляиспытанияотвытягивания。Среднееистандартноеотклонениепрочностисвязикаждогопокрытиябылирассчитаныизтрехиспытанийнаотрыв,проведенных。Каквидноизтаблицы4чтоэпоксидноепокрытиеявляетсясамымтолстым(396Мкм)ит- 001Эмальявляетсясамымтонким(230Мкм)。

шероховатостьтрехпокрытийсоставляетоколо1Мкмуказываетнагладкиеповерхностивовсехобразцах。

Позавершенииотрываиспытаний,тележкииразрушенияповерхностиподложкипоказанынарисунке4。Втестесвязитяговой-офф,четыревозможныхвидовотказоввключают:(1)адгезияразрывмеждупокрытиемиегостальнойподложкой,(2)когезииразрыввпределахслояпокрытия,(3)клейперерыв,атакже(4)смешанныйперерывиликомби——нациявышеуказанныхперерывовнанесколькихlocations.17

Эмальпокрытиеимеетсмешанныйрежимотказав——volveразрыввнутрипокрытия(сплоченныйперерыв)иперерыввклейиспользуетсядляприклеиванияДоллиобразца。Эпоксидноепокрытиетакжеимеетсмешанныйрежимотказасучастиемразрывавнутрипокрытия(сплоченныйперерыв),разрывмеждупокрытиемистальнойподложкой(клейперерыв),иразрывклея。Тамнетклейкихперерывовдляэмалевыхпокрытий,таккакопорныеточкинаграницеразделаувеличиваютсцеплениемеждупокрытиемэмалииееподложкамистала,какпоказанынарисунке3。Конкретно,GP2118эмалевоепокрытиеимеетсамуювысокуюпрочностьсцеплениясосреднимзначением17.89 MPA,эпоксидноепокрытиеимеетсамуюнизкуюпрочностьсоединения8.01 MPA,ит- 001эмалевоепокрытиеимеетпрочностьсоединения16.85 MPA。

фигуры5 (一个)атакже(b)представляютМагниповерхностныетрещиныфи-еиздморфологию,какпоказанонарисунках4 (a2)атакже(Би2),соответственно。Когдатележкабыластянулиобразецспокрытиемподпрямымуглом,трещинаираспространяетсянабольшиепузырькивоздухавпределах外套——ИНГпривозрастающемНАГРУЗОК。цифры6 (一个)атакже(b)ПоказатьSEMизображенийдлясеченийтестируемогоSPE -试件впрямоугольнойплощадифигур4 (a2)атакже(Би2),соответственно。ПереломповерхностьобразцовобычносглаживаетсминимальнымиОСТАЛАСЬ涂层толщиныПРИМЕРНО70мкМи
40мкМДляGP2118иТ- 001эмалисоответственно。Всравнениисфигурном3цифры6 (一个)атакже(b)ПоказываетчтотрещинаПОВЕРХНОСТИдалекиотсоответствующих结合послойнонаЭмаль/субстратныеинтерфейсыипройтичерезсамоеслабыйСЛОЙ,соединяющийКРУПНЫЕПузырькивоздухавпокрывающем,ПОТОМУприлипаниеЭмалинастальныхповерхностяхХимическиукрепленыростэпитаксиальногошпинеляЧАСТИЦвЭмальприхимическойреакциивProcESS.16фи戒指

Комментариизакрыты。