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鎢合金電鍍

油田設備的“腐蝕”和“磨損”被稱為兩大世界級難題。我國約有29200口油井存在不同程度的腐蝕和磨損,隨著我國油氣田開發年限的增加和設備使用壽命的延長,這種情況越來越嚴重。此外,高硫原油進口量大增,煉油設備的腐蝕問題也日益突出。更可怕的是,腐蝕和磨損對設備安全穩定運行的不利影響會越來越突出。

在幾種主要的電鍍工藝中,鍍鉻工藝耐磨,成本低,但環境汙染嚴重,不耐氯離子腐蝕。化學鍍鎳磷工藝耐腐蝕但不耐磨,成本高;熱噴塗工藝技術指標好,但生產成本高,難以大規模推廣。

據我國著名青年化學專家、加州大學博士後、湖南大學博士生導師何教授介紹:“對磨損和腐蝕引起的零件失效的研究表明,這些失效大多發生在材料表面。利用表面工程技術對材料表面進行處理,提高材料的表面性能,將有效延長零件的使用壽命。因此,表面工程在石油石化工業中起著重要的作用。”

“從目前來看,只有鎢合金電鍍的技術性能有了很大提高,硬度與耐磨、鍍鉻相當,但耐酸耐堿,生產成本低。而且可以根據油井的具體作業條件配置電鍍液,實施相應的電鍍工藝,滿足其作業要求。現在在同樣的環境下,電鍍鎢合金的設備使用壽命要高出幾倍。”何教授解釋說,“鎢合金電鍍性能之所以如此優越,是因為鎢合金電鍍後得到的鍍層是壹種非晶結構的新型合金材料。經過不同的熱處理工藝,可以轉變為非晶混合納米晶或納米晶結構。該合金具有良好的耐磨性、耐酸性、耐堿性、耐鹽霧性和優異的高溫抗氧化性,與基材非常好。

鎢合金電鍍技術壹舉解決了腐蝕和磨損兩大難題。據統計,我國每年有300多萬噸油井管,而高技術含量、高附加值的高端油井管,如耐H2S、耐Cl-腐蝕的油管幾乎全部進口,每年進口60萬噸油管,價值300多億元。該成果已獲得8項專利授權,獲得國家機械工業科學技術獎壹等獎,並獲得國家重點新產品證書。更讓何教授欣喜的是,國家環保總局將該技術列為國家環境保護重點實用技術(A類)和國家鼓勵的資源節約和綜合利用環保技術。

鎢合金電鍍技術在石油機械行業的應用,不僅可以解決鍍鉻帶來的汙染問題,更重要的是可以提升中國石油機械制造業各種關鍵零部件的性能,給整個石油機械制造業帶來變革,促進產業鏈的整體升級。特別是防腐抗硫圍油欄和抗硫鉆桿,可適用於H2S含量大於或等於1.5百萬PPM。CL-含量1.50g/L的極端腐蝕環境,使我國在該行業達到國際領先水平,解決了我國高端鉆采設備依賴進口的現狀。

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