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文檔簡介
1、干熱巖環(huán)境下的腐蝕問題嚴(yán)重制約著干熱巖的有效開發(fā)和利用。本文在總結(jié)國內(nèi)外解決腐蝕問題方法的基礎(chǔ)上,提出采用環(huán)保的超聲磷化工藝和表面涂層封孔技術(shù),來改善干熱巖地?zé)崴h(huán)境下碳鋼基底表面的耐腐蝕性能。
通過掃描電鏡(SEM)圖像表征以及常溫極化曲線測量等手段,對超聲磷化工藝參數(shù)進(jìn)行了考察,以確定較優(yōu)的工藝參數(shù)。結(jié)果表明,超聲處理能夠明顯降低磷化膜的晶粒大小,提高磷化膜在模擬干熱巖地?zé)崴械哪透g性能;采用硫酸羥胺(HAS)、Mn2+
2、、NO3-三種促進(jìn)劑協(xié)同促進(jìn)磷化時,得到的磷化膜的抗腐蝕性能最佳。pH值和磷化時間是磷化工藝兩個重要參數(shù),均需保持在較優(yōu)的范圍內(nèi)。較優(yōu)的磷化工藝條件為:磷化液組成:ZnO:12-15 g·L-1,H3PO4(85 wt.%):50-80 g·L-1,HAS:8-10 g·L-1,NaNO3:20-30 g·L-1,Mn(NO3)2(50 wt.%):2-4 g·L-1;pH值:2.6-2.8;超聲磷化時間:30-40 min。
3、 通過浸漬實驗考察了磷化膜在模擬干熱巖中的防腐性能。浸漬后涂層表面的SEM形貌分析表明,超聲磷化膜在80C浸漬14 d后表面幾乎不受腐蝕,150C下雖然腐蝕較為嚴(yán)重,但未見腐蝕產(chǎn)物的沉積。傳統(tǒng)磷化膜和工業(yè)磷化膜在80C和150C的浸漬實驗后,表面覆蓋了較為致密的腐蝕產(chǎn)物,耐腐蝕性能遠(yuǎn)低于超聲磷化膜。交流阻抗譜圖顯示,隨著浸漬溫度和腐蝕性離子Cl-濃度的不斷增加,耐腐蝕性能隨之降低。溫度和結(jié)垢性離子的濃度同時又對膜層表面的結(jié)垢性能有一定的
4、影響,結(jié)垢可以減緩腐蝕過程。超聲磷化膜的耐腐蝕性能隨著浸漬時間的延長而下降。當(dāng)浸漬時間為336 h時,超聲磷化膜的電荷轉(zhuǎn)移電阻 Rct為36.90 k·cm2,高于碳鋼的15.54 k·cm2,仍有較優(yōu)的抗腐蝕能力。
為進(jìn)一步提高耐腐蝕性能,采用溶膠凝膠二氧化硅(sol-gel SiO2)涂層技術(shù)對超聲磷化膜進(jìn)行了封孔處理,并通過表面分析和浸漬實驗考察了耐腐蝕性能。結(jié)果表明:磷化膜經(jīng)封孔后表面更為致密,粗糙度更小,接觸角更大。
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