近年来,随着我国对能源的需求激增,我国石油天然气的开发进程加快,进口油气比例增加,油气输送管道铺设也得到极大的发展。预计到2020 年,我国长输油气管道里程将超过15 万km。长度增加的同时也带动了管道钢向高强度、大运力方向发展,当今X70、X80 等管道钢已被大量用于油气输送行业[2],从我国油气的需求及消费结构看,预计到2020 年,X80 钢将成为高压油气输送的首选钢种]。
油气管道随着服役年限的增长,其运行稳定性因运输介质、环境等的破坏日益下降,我国每年因管破裂带来的生命财产损失、环境污染等问题层出不穷。而腐蚀破裂是威胁管道运输安全的最大因素。2014 年,我国油气开采炼化领域腐蚀损失347 亿人民币,占行业总产值的2. 82%。X80 钢同其他低级别管道钢相比,钢材的晶粒度更大,基体的储存能更大,因此其在机械性能提升的同时也增大了腐蚀的发生机率。由于管道内外部环境的作用,X80 钢随着服役时间加快,表面涂层破损、脱落,完整性遭到破坏,进一步加剧了腐蚀速率。
而超双疏表面涂层由于其自身特性对抑制管道腐蚀、结垢有着显著的作用。目前超双疏涂层的主要采用氟化癸基多面体低聚硅氧烷( PD - POSS) 、氟化硅烷( FAS) 等制备,具有优异的耐久性及自修复性能,为提高该类材料的耐腐蚀性能,本文采用二氧化硅与聚苯硫醚( SiO2 + PPS) 在X80 钢表面制备具有超双疏性能的耐蚀涂层。
结果表明:( 1) 在X80 钢基体上制备的PPS - SiO2涂层在经过基材表面处理后可以达到超疏水超疏油的效果,其中经过方式A 处理的试样超疏效果最优,方式B、C 略差,但相比于A 差别不大。
( 2) 试样经过涂层后在3. 5%NaCl 溶液中自腐蚀电位由原来0. 647 V 偏移至0. 540、0. 499、0. 475、0. 554 V,腐蚀电流密度由2. 36 × 10 - 4 A/cm2 偏移至4. 02 × 10 - 5、6. 10 × 10 - 6、3. 26 ×
10 - 6、2. 15 × 10 - 4 A/cm2 ,相对于未处理试样的耐腐蚀性均产生了改善。A、B、C 三种处理方式耐腐蚀性能改善显著,且其中方式C 最优,方式B 次之,A 最次,而仅涂层的处理方式对试样的腐蚀性能略有改善。
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