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鎢合金電鍍工藝有望一舉解決石油機(jī)械腐蝕與磨損兩大難題
油田設(shè)備的“腐蝕”與“磨損”被稱為兩大世界級(jí)難題，全國(guó)約2.92萬(wàn)口油井都存在不同程度的腐蝕與磨損，隨著我國(guó)油氣田開(kāi)發(fā)年限和設(shè)備使用年限的增長(zhǎng)更是每況愈下。
另外，高含硫原油進(jìn)口量大幅增加，煉制設(shè)備的腐蝕問(wèn)題同樣日益突出。
更加可怕的是，因腐蝕和磨損對(duì)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)的不利影響會(huì)越來(lái)越突出。
在目前普遍使用的幾種主要電鍍工藝中，電鍍鉻工藝耐磨，成本低，但環(huán)境污染嚴(yán)重，且不耐氯離子腐蝕;化學(xué)鍍鎳磷工藝耐腐蝕卻不耐磨，成本也高;熱噴涂工藝各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均不錯(cuò)，可是生產(chǎn)成本高，很難大范圍推廣。
據(jù)我國(guó)知名青年化工專家，美國(guó)加州大學(xué)博士后，湖南大學(xué)博導(dǎo)何鳳姣教授指出：“對(duì)磨損、腐蝕造成零件失效的研究表明，這些失效大都發(fā)生在材料表面。利用表面工程的技術(shù)手段對(duì)材料表面進(jìn)行處理，改善材料的表面性能，會(huì)有效地延長(zhǎng)零件使用壽命，因此，表面工程在石油石化工業(yè)中具有重要地位?！?/p>
“從目前來(lái)看，只有鎢合金電鍍技術(shù)性能大幅提高，其硬度與耐磨性和電鍍鉻相當(dāng)，但是耐酸耐堿，生產(chǎn)成本低廉，而且可以根據(jù)石油井下的具體作業(yè)情況配置電鍍液，實(shí)施相應(yīng)的電鍍工藝，滿足其作業(yè)要求。
現(xiàn)在，同樣的環(huán)境下，采用鎢合金電鍍的設(shè)備使用壽命高出好幾倍。” 何鳳姣教授解釋說(shuō)，“鎢合金電鍍之所以性能如此優(yōu)越，是因?yàn)殒u合金電鍍后所得的鍍層是新的合金材料，鍍態(tài)為非晶結(jié)構(gòu)，經(jīng)不同的熱處理工藝，可轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷A雜納米晶或納米晶結(jié)構(gòu)，經(jīng)國(guó)家權(quán)威部門檢測(cè)，該合金具有很好的耐磨性，很好的耐酸、耐堿、耐鹽霧性能，以及優(yōu)異的抗高溫氧化性能，與基底材料有很好的結(jié)合力?！?/p>
鎢合金電鍍工藝在石油機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用，不但可以解決電鍍鉻帶來(lái)的污染問(wèn)題，更重要的是可以提高中國(guó)石油機(jī)械制造業(yè)各類關(guān)鍵性零部件產(chǎn)品的性能，給整個(gè)石油機(jī)械制造業(yè)帶來(lái)了變革，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)鏈的整體升級(jí)，特別是防腐抗硫油井臂和抗硫鉆桿可應(yīng)用于H2S含量大于等于15萬(wàn)PPM，CL-含量達(dá)150克/L的極端腐蝕環(huán)境，使我國(guó)在該產(chǎn)業(yè)上達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先的水平，解決了我國(guó)高端鉆采設(shè)備依賴國(guó)外進(jìn)口設(shè)備的現(xiàn)狀。