王震宇
国家金属腐蚀控制工程技术研究中心
中国科学院金属研究所
石化行业重腐蚀领域的应用背景
油田钻采设备:长期处于含氧、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、氯离子、泥浆的腐蚀环境中,及交替变化应力的动态环境中。这些因素产生电化学腐蚀、应力腐蚀、疲劳和磨损腐蚀十分严重。炼油装置、冷换设备、脱硫装置:长期处于高温高压酸汽、高温强酸碱等强腐蚀环境中。
常用耐温防腐涂料:有机硅涂料、酚醛环氧涂料和氟碳聚氨酯涂料等在高温酸性条件下极易降解,与金属基材结合力差,使用寿命很短。
针对以上高温高压酸汽腐蚀问题,本单位不断研究创新,研发纳米复合杂化聚合物重防腐涂层。
新型耐高温酸汽重防腐涂层研究
一、硼酚醛-钛重防腐复合涂层 (针对高温高压强腐蚀的炼化装置、冷换装置)
二、酚钛-有机硅杂化复合涂层 (针对高温强腐蚀化学储罐)
三、改性酚醛环氧-结构胺-砜纳米复合涂层 (针对高硫化氢和强酸汽的油田钻采设备)
四、纳米复合改性杂化聚合物涂层 (针对高温硫酸的脱硫装置)
1、硼酚醛-钛重防腐复合涂层
特点:是有机-无机杂化复合相。有机相(改性硼酚醛)用其柔性来胜无机材料之刚,无机相(硼和钛)以强耐化学性和高强度来补高分子材料之弱,纤维相以高韧性、高力承载解决高交联聚合物的开裂问题,从而达到性能的最佳平衡。该涂层耐高温高压酸液/酸汽腐蚀性能优异,强腐蚀环境中最高使用温度达180℃。
应用领域: 石油化工、电力等行业腐蚀严重的换热器、冷却器、炼化装置和脱硫设备。
2、有机硅-酚钛杂化复合涂层
特点:由酚钛与有机硅杂化而成,其长期耐高温水汽、酸汽和高温原油的腐蚀破坏,最高使用温度150℃,可常温固化,便于现场应用。
应用范围:炼化设备、反应釜、化学罐和脱硫设备等。
3、改性酚醛环氧-结构胺-砜纳米复合涂层
特点:甲组分由改性酚醛环氧聚合物、表面张力调解剂、耐蚀填料等组成,乙组分为砜类、胺类和纳米母液组成的复合固化剂。纳米粒子的“迷宫”效应可屏蔽高温强腐蚀性介质渗透。其耐高温水汽和酸汽腐蚀、耐环氧丙烷等强溶剂。
应用领域:油田钻采设备、重腐蚀设备。
4、纳米复合改性杂化聚合物涂层
特点:利用纳米颗粒包覆改性、微胶囊化改性制备纳米母液,再将纳米母液加到杂化聚合物中制备成纳米复合重防腐涂料,解决了纳米粒子的分散性和稳定性,涂层综合使用性能明显提高,尤其是抗渗性。
应用领域:石油化工、电力脱硫设备、航空航天。
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耐高温酸液酸汽纳米复合涂层的研究与应用进展 .