ความต้านทานการกัดกร่อนของAPI 5 lทางท่อเหล็กเคลือบป้องกัน

บทคัดย่อ

การการกร่อนความต้านทานของเคลือบฟัน-ท่อเหล็กเคลือบ3.5ในน้ำหนัก%วิธีการแก้ปัญหาโซเดียมคลอไรด์ได้รับการประเมินและเปรียบเทียบกับท่ออีพ็อกซี่เคลือบโดยใช้ศักยภาพวงจรเปิด,阿宝เชิงเส้น-ต้านทานlarization,และ斯派克ความต้านทานไฟฟ้า——การทดสอบการคัดลอก。t - 001คสารละลายเคลือบฟันและGP2118ผงเคลือบถูกพ่นท่อเหล็กในกระบวนการเปียกและไฟฟ้าสถิต,ตามลำดับ。องค์ประกอบเฟสและจุลภาคของทั้งสองยูงโดดเด่นด้วยเลนส์x射线และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสแกน(SEM)。พื้นผิวที่ขรุขระของยูงและความแข็งแรงพันธะของพวกเขากับพื้นผิวเหล็กเป็นเอ็ดFi quantiจะเข้าใจคุณภาพเคลือบ。ภาพSEMเปิดเผยว่าทั้งสองประเภทของการเคลือบผิวเคลือบฟันมีโครงสร้างที่มั่นคงกับฟองบางแห่ง。การทดสอบแสดงให้เห็นว่าไฟฟ้าความต้านทานการกัดกร่อนสูงของสารเคลือบผิวเคลือบฟันเป็น真实Fiเอ็ดในการตรวจสอบภาพจากตัวอย่างที่ผ่านการทดสอบ。โดยเฉพาะอย่างยิ่ง,GP2118ตัวอย่างเคลือบฟันเคลือบอย่างสม่ำเสมอเฮงตัวอย่างอีพ็อกซี่เคลือบ。

คำสำคัญ:การกร่อน,สเปกโทรสโกความต้านทานไฟฟ้า,สารเคลือบผิวเคลือบฟัน,เหล็กท่อ,กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสแกน

บทนำ

ก๊าซธรรมชาติ,น้ำมัน,และของเสียอันตรายของเหลวการส่งและการชุมนุมท่อได้มาถึง484000ไมล์ในท่อU.S.1老化จะต้องเผชิญกับการลดลง
อายุการใช้งานและความน่าเชื่อถือเป็นผลมาจากการกัดกร่อน。พวกเขาได้รับความคุ้มครองจากการกัดกร่อนโดยการเคลือบป้องกัน,ป้องกัน阴极,และการใช้สารยับยั้งการกัดกร่อน。เคลือบเป็นอุปสรรคทางกายภาพกับอิเล็กโทรไลpenetra,เป็นหนึ่งในวิธีการFiประสิทธิภาพที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดและEFในการบรรเทาผลกระทบต่อการกัดกร่อน。
เมื่อนำมาใช้ภายในเพื่อท่อเหล็ก,เสื้อโค้ท——ไอเอ็นจีมีข้อดีหลายประการ。เป็นครั้งแรก,เคลือบภายในสามารถป้องกันuidชั้นหรือก๊าซที่ได้จากการมีปฏิสัมพันธ์และปฏิกิริยากับเหล็กพื้นฐาน。,ที่สองท่อเหล็กเคลือบลดเงินฝากของจุลินทรีย์และแบคทีเรียFiชีวภาพLMสมมติฐาน-ทั้งนี้เพราะพื้นผิวที่ขรุขระสูงของท่อเคลือบผิวช่วยป้องกันแบคทีเรียและให้เงื่อนไขการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรีย殖民地。2ที่สามและครั้งสุดท้าย,การ
เคลือบภายในสามารถลดความดันลดลงในระยะทางยาวของท่อและทำให้พลังงานที่จำเป็นในการส่งน้ำมันและก๊าซ。ความดันลดในท่อเคลือบก็แสดงให้เห็นการทดลองจะเป็น35%ต่ำกว่าในท่อเหล็กเปลือยที่บ้านเลขที่นาดส์
1×107.3
,ในวันนี้ส่วนที่สองเป็นตัวทำละลายที่ใช้เคลือบอีพ็อกซี่,ตัวทำละลายเคลือบฟรีและฟิวชั่นผูกมัด,และเคลือบใยสังเคราะห์ที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติ管道。4 - 6เคลือบเหล่านี้จะถูกผูกมัดกับระทวย
พื้นผิวเหล็กของพวกเขาจึงมีแนวโน้มที่จะอยู่ภายใต้สายLM corrosion.7
เคลือบพอร์ซเลน,เป็นวัสดุอนินทรี,ผูกมัดทางเคมีกับพื้นผิวโลหะที่อุณหภูมิ750°Cถึง~ 850°Cมันสามารถไม่เพียงแต่จะFiสำเร็จรูปที่มีพื้นผิวเรียบและสุนทรียภาพ,แต่ยังให้อดีต——เสถียรภาพทางเคมี良好,ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี,และความทนทานใน环境。8รุนแรงต่างๆซึ่งแตกต่างจาก

เคลือบอีพ็อกซี่,เคลือบไม่มีการกัดกร่อนFi LMภายใต้เมื่อละเมิดในประเทศเพราะพันธะเคมีกับโลหะ基质。9จะได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการป้องกันการปรุงอาหารในครัวเรือนภาชนะหรือการคุ้มครองคอนเทนเนอร์เหล็กในอุตสาหกรรม。การกัดกร่อนของมันอีกครั้ง- sistanceเป็นเคลือบป้องกันสำหรับเหล็กเสริมในโครงสร้างคอนกรีตได้รับการตรวจสอบก่อน-การศึกษาviousและแสดงให้เห็นเป็นที่น่าพอใจในgeneral.10-11

ในการศึกษานี้,พฤติกรรมการกัดกร่อนของท่อเหล็กเคลือบภายในด้วยทั้งสองประเภทของเคลือบฟัน(t - 001สารละลายและGP2118ผ)งได้รับการตรวจสอบใน3.5น้ำหนัก%วิธีการแก้ปัญหาโซเดียมคลอไรด์。องค์ประกอบเฟสและจุลภาคของยูงโดดเด่นด้วยการเอ็กซ์เรย์เลนส์
(XRD)และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน(SEM),ตามลำดับ。พื้นผิวที่ขรุขระของสารเคลือบผิวเคลือบฟันและความแข็งแรงพันธะของตนเหนือพื้นผิวท่อเหล็กได้รับการพิจารณา。พฤติกรรมการไฟฟ้าการศึกษาที่มีศักยภาพวงจรเปิด((OCP)เชิงเส้นขั้วโลก-ต้านทาน(LPR)、และimpไฟฟ้า——สเปกโทรสโก性质(EIS)การทดสอบ。ภาพการตรวจสอบได้ทำตัวอย่างการทดสอบสำหรับสัญญาณใดๆที่ชัดเจนของการกัดกร่อน。ความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กเคลือบเคลือบเมื่อเทียบกับที่ของเหล็กเคลือบอีพ็อกซี่。

ขั้นตอนการทดลอง

เคลือบและตัวอย่าง

APIที่ท่อเหล็ก5 l X65 (MRCทั่วโลก)ด้วย323.85เส้นผ่าศูนย์กลางด้านนอกและ9.53มิลลิเมตรความหนาของผนังถูกใช้เป็นโลหะสารตั้งต้นในการศึกษานี้。องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กที่มีให้บริการโดยผู้ขายจะนำเสนอในตาราง1。ท่อเหล็กแรกตัดเป็น18 25มม× 50มมตัวอย่างคูปอง。ตัวอย่างที่ตัดแล้วเป็นเหล็กสำหรับเสียหาย1นาทีเพื่อกำจัดของขนาดโรงงานและสนิม,และสาย纳ชำระด้วย
ตัวทำละลายทำความสะอาดใช้ได้ในเชิงพาณิชย์。
ทั้งสองประเภทของเคลือบฟันถูกนำไปใช้ในคูปองเหล็ก:t - 001สารละลายและGP2118ผง。องค์ประกอบทางเคมีของt - 001熔化แก้วและผงGP2118เคลือบฟันถูกกำหนดโดยการเอ็กซ์เรย์ชั้นuorescence(光谱仪)ที่แสดงในตาราง2。สารละลายเคลือบฟันถูกจัดทำขึ้นโดย熔化แก้วแรกกัด,ดินเหนียว,และอิเล็กบาง,แล้วผสมกับน้ำจนส่วนผสมอยู่ในสภาพที่มั่นคงระงับ。สารละลายเคลือบฟันถูกพ่นด้วยตนเองตัวอย่างคูปองใช้ปืนสเปรย์,ซึ่งขับเคลื่อนโดยเจ็ทอากาศอัดเป็นเอ็ดระบุไว้ในตาราง3。ตัวอย่างที่ถูกความร้อนที่150องศาเซลเซียส10นาทีจะขับรถออกความชื้น,ไฟสีแดงที่815องศาเซลเซียส10นาที,และสาย纳ระบายความร้อนที่อุณหภูมิห้อง。สำหรับการฉีดพ่นไฟฟ้าสถิต,ผงGP2118เคลือบฟันที่มีขนาดอนุภาคเฉลี่ยของ32.8ไมโครเมตรถูกนำมาใช้。古人สายไฟฟ้าที่ถูกสร้างขึ้นระหว่างขั้วหัวฉีดและตัวอย่าง。อนุภาคเคลือบ,ขับเคลื่อนออกมาจากปืนสเปรย์ตามกระแสของอากาศ,กลายเป็นประจุลบ,อพยพไปยังกลุ่มตัวอย่าง(ขั้วบวก)และได้รับการยกเลิก-提出。หลังจากฉีดพ่นอำนาจ,คูปองเหล็กที่ถูกย้ายเข้าไปในเตาและไฟสีแดงที่843องศาเซลเซียส10นาที,และจากนั้นก็ย้ายออกและระบายความร้อนที่อุณหภูมิห้อง。ความหนาของt - 001เคลือบถูกควบคุมโดยเวลาการฉีดพ่น,ในขณะที่ความหนาของการเคลือบGP2118ที่ถูกควบคุมโดยจำนวนของปืนสเปรย์。 สำหรับการเปรียบเทียบ, ตัวอย่างเหล็กอีพ็อกซี่เคลือบถูกก่อน- เทียบและทดสอบ. ในกรณีนี้, 3M Scotchkote 323 †อีพ็อกซี่, ซึ่งถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมท่อ, ถูกนำมาใช้เพื่อขนตัวอย่าง. คูปองเหล็กเคลือบอีพ็อกซี่โดยการแปรงที่อุณหภูมิห้องแล้วแห้งในอากาศ 3 d ก่อนที่จะมีการทดสอบทางเคมีไฟฟ้า.

ลักษณะของเคลือบเคลือบ

ความหนาเคลือบและความขรุขระวัดที่มีความหนาเคลือบวัด小型试验6008 __และกล้องจุลทรรศน์Hirox __,ตามลำดับ。

ความแข็งแรงพันธะระหว่างเคลือบเหล็กและพื้นผิวของมันได้รับการพิจารณาโดยใช้假定†ASTMต่อไปd4541 - 09.12เพื่อเสริมสร้างความผูกพันกับการเคลือบผิว,一个20ดอลลี่มิลลิเมตรเส้นผ่าศูนย์กลางที่ฐานถูกหยาบกับเอกสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อน,และทำความสะอาดด้วยแอลกอฮอล์เพื่อลบออกซิเดชันและสารปนเปื้อน。ฐานของตุ๊กตาที่ถูกยึดติดกับชุดชั้นของกาวกับพื้นผิวเคลือบทดสอบ。หลังจากบ่ม24ชั่วโมง,สารเคลือบผิวรอบดอลลี่จะถูกลบออกโดยใช้20มมเครื่องมือตัดเพื่อแยก多莉บนspeci Fiในพื้นที่ทดสอบค。ตุ๊กตาถูกไฟ纳ดึงออกจากพื้นผิวของตัวอย่างตั้งฉากในอัตราความเครียดของ0.4 MPa / s。ความแข็งแรงสูงสุดของแต่ละตัวอย่างเคลือบถูกบันทึกไว้。
ที่ที่เสร็จสิ้นการทดสอบการการกัดกร่อนโดยในการเคลือบมีการโดยตรงบนพื้นผิวของของเหล็กเคลือบบนพื้นผิวของตัวอย่างเคลือบxrd（ฟิลิปx'pert†）ด้วยมุมการเลี้ยว（2ผม）ที่ที่กันระหว่าง10°และ55°。ส่วนส่วนครอสของตัวอย่างเคลือบฟันเคลือบกำลังเตรียมพร้อมสำหรับการวิเคราะห์โครงสร้างจุลภาคกับ（บริษัทฮิตาชิs4700†）。แต่ละตัวอย่างเคลือบฟันเคลือบแรกเย็นติดตั้งอีพอกซีเรซิน（环氧单词†，พันธมิตรผลิตภัณฑ์ที่มีเทคโนโลยี，อิงค์）และและเป็น10มมหนาใช้เลื่อยเพชร。แล้วก็，ส่วนส่วนถูกขัดถูกับเพื่อคาร์ไบด์1200ขบ，ล้างด้วยน้ำปราศจาก，และสายnallyแห้งแห้งในอากาศที่ห้องก่อนที่จะมีมีการการภาพsemวิเคราะห์กับซอฟต์แวร์imagej†สำหรับการประเมินผลความพรุน。

การทดสอบทางเคมีไฟฟ้า

แต่ละตัวอย่างบัดกรีด้วยลวดทองแดงสำหรับการตรวจวัดไฟฟ้าดังแสดงในรูปที่1。ทุกด้านของกลุ่มตัวอย่างยกเว้นเคลือบฟัน-หรือใบหน้าอีพ็อกซี่เคลือบถูกปกคลุมไปด้วยอีพ็อกซี่ทะเล。

เคลือบอีพ็อกซี่หรือพื้นที่สัมผัสเป็น30มม×20มมขนาด。
ตัวอย่างทั้งหมดถูกแช่อยู่ใน3.5วิธีการแก้ปัญหาโซเดียมคลอไรด์น้ำหนัก%มีค่าpHของ7และผ่านการทดสอบที่อุณหภูมิห้อง-真正สำหรับ69 d。ทางออกที่ถูกจัดทำขึ้นโดยการเพิ่ม宫Fiเอ็ดโซเดียมคลอไรด์(ฟิชเชอร์ทางวิทยาศาสตร์Fi,คอิงค์)ลงไปในน้ำกลั่น。

ในเวลาที่1、3、6、13、27日,41岁,55岁,และ69 d (OCP, LPR,และการทดสอบEISได้ดำเนินการในการตรวจสอบวิวัฒนาการการกัดกร่อนของเคลือบฟัน-และตัวอย่างเหล็กเคลือบอีพ็อกซี่。ระบบสามขั้วไฟฟ้ามาตรฐานที่ใช้สำหรับการทดสอบทางเคมีไฟฟ้า,รวมทั้ง25.4มม×25.4มม×0.254แผ่นทองคำมิลลิเมตรเป็นขั้วไฟฟ้า,อิเล็กโทรดอิ่มตัวไขว้เขว(SCE)เป็นขั้วอ้างอิง,และตัวอย่างที่เคลือบเป็นขั้วไฟฟ้าทำงาน。ทั้งสามขั้วถูกเชื่อมต่อกับGamry 1000 e稳压器/恒流器†สำหรับการเก็บข้อมูล。

หลังจากที่แต่ละเสถียรภาพ(OCP(ยาวนาน1ชั่วโมง)ได้รับการบันทึก,การทดสอบEISได้ดำเนินการกับคลื่นที่มีศักยภาพของซายน์10 mVในความกว้างรอบ(OCPและความถี่ของ100 kHzถึง5 mHz。การทดสอบLPRได้ดำเนินการโดยการสแกนช่วงของ±15 mVรอบ(OCPในอัตราที่สแกน0.167 mV / s。เส้นโค้งLPRจะใช้ในการตรวจสอบความต้านทานโพลาไรซ์รูเปียห์,ซึ่งเท่ากับความลาดชันของพื้นที่เชิงเส้นของเส้นโค้งการโพลาไรซ์รอบศูนย์ปัจจุบัน:13

Rp = ΔE = Δi

ที่ΔEและΔ我แทนแรงดันและกระแสเพิ่มขึ้น,ตามลำดับ,ในส่วนของเส้นตรงเส้นโค้งการโพลาไรซ์ที่我= 0。วัดLPRถูกนำมาใช้ในการคำนวณการกัดกร่อนความหนาแน่นในปัจจุบันโดยสมสเติร์นgeary: 13

ICORR = = vavc½2.303dva + βcThRp (2)

ที่β一และβcแทนคงขั้วบวก塔费尔(0.12)และ阴极คง塔费尔(0.12),ตามลำดับ,และICORRเป็นกัดกร่อนปัจจุบัน。

ผลลัพธ์และการอภิปราย
ลักษณะการเคลือบผิว
ขั้นตอนในเคลือบ——รูปแบบXRDบนพื้นผิวของGP2118และที-001ตัวอย่างเคลือบฟันเคลือบหลังจากการแช่ใน3.5น้ำหนัก%วิธีการแก้ปัญหาโซเดียมคลอไรด69 d์เป็นเอ็ดFiระบุและแสดงในรูปที่2。ควอตซ์二氧化硅มีอยู่ในทั้งสองประเภทของการเคลือบผิวเคลือบฟัน。ยอดเขาที่สูงที่สุดความเข้มของควอทซ์二氧化硅อยู่ที่26°และ26.5องศาสำหรับGP2118และt - 001ยู,งตามลำดับ。

จุลภาคที่เคลือบ/พื้นผิวอินเตอร์เฟ——สตัดภาพSEMที่อินเตอร์เฟซเหล็ก/เคลือบกับไพเพอร์Fi马尼ที่แตกต่างกันจะถูกนำเสนอในรูป3。เคลือบผิวเคลือบฟันมีโครงสร้างที่มั่นคงกับอากาศเชื่อมต่อฟองผ่านความหนาของสารเคลือบผิว(ตัวเลข3 (a1)และ(b1))。ฟองอากาศเกิดขึ้นในระหว่างสารเคมีที่อุณหภูมิสูง

ปฏิกิริยาของฟริตแก้วเคลือบด้วยเหล็กระหว่างแหวนFi的过程。14日至15日เคลือบผิวเคลือบฟันมีจำนวนมาก
รูขุมขนเล็กๆบางแห่งมีข้อยกเว้นของGP2118เคลือบฟันที่มีรูขุมขนกว้างไม่กี่ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณที่105Μ。เนื้อหาพรุนของt - 001เคลือบวัดจะเป็น4.26%,ซึ่งต่ำกว่า12.72%สำหรับเคลือบGP2118。ตัวเลข3 (a2)และ(b2)แสดงการเชื่อมต่อสายเอ็ดเคลือบฟัน/เหล็ก马尼ที่ยื่นออกมาเล็กเฟเติบโตเป็นสารเคลือบผิวเคลือบฟันในรูปแบบจุดยึดต่างๆ。เหล่านี้อนุภาคนิล外延ปรับปรุงพันธะระหว่างเคลือบฟันและ衬底。16เหล็กของ

ดึงปิดความแข็งแรง-ความหนาที่วัด,พื้นผิวที่ขรุขระ,และความแข็งแรงพันธะสามประเภทของไม้แปรรูปได้สรุปไว้ในตาราง4。ค่าเฉลี่ยและค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของความหนาและพื้นผิวที่หยาบกร้านของแต่ละเคลือบจะถูกคำนวณจาก
27วัดที่นำมาจากสามตัวอย่างที่แตกต่างกันที่ถูกขัดจะมีชั้นที่พื้นผิวสำหรับการทดสอบการดึงออก。ค่าเฉลี่ยและค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของความแข็งแรงพันธะของแต่ละเคลือบจะถูกคำนวณจากสามการทดสอบเลื่อนปิดดำเนินการ。มันสามารถเห็นได้จากตาราง4ที่เคลือบอีพ็อกซี่เป็นหนา(396Μ)และt - 001เคลือบฟันบางที่สุด(230Μ)。การ

ความหยาบกร้านของสามเคลือบอยู่รอบๆ1Μm,แสดงให้เห็นพื้นผิวเรียบในทุกตัวอย่าง。

ที่เสร็จสิ้นการทดสอบดึงออก,ตุ๊กตาและแตกหักพื้นผิวพื้นผิวที่จะแสดงในรูป4。ในการทดสอบพันธบัตรดึงออก,สี่โหมดความล้มเหลวที่เป็นไปได้รวมถึง:(1)แบ่งการยึดเกาะระหว่างพื้นผิวเคลือบและเหล็ก,(2)แบ่งการทำงานร่วมกันภายในชั้นเคลือบ,(3)แบ่งกาว,และ(4)แบ่งผสมหรือ结合-ประเทศแบ่งข้างต้นที่位置。17หลาย

เคลือบลงยามีโหมดความล้มเหลวในการผสม——volveแบ่งภายในเคลือบที่(แบ่งเหนียว)และพักผ่อนในกาวที่ใช้ในการผูกพันดอลลี่เพื่อชิ้นงาน。เคลือบอีพ็อกซี่ยังมีโหมดความล้มเหลวผสมที่เกี่ยวข้องกับการแบ่งภายในเคลือบที่(แบ่งเหนียว),แบ่งระหว่างการเคลือบเหล็กและพื้นผิว(แบ่งกาว),และการพักผ่อนกาว。ไม่มีการแบ่งกาวสำหรับเคลือบผิวเคลือบฟันเพราะจุดยึดบนอินเตอร์เฟซเพิ่มพันธะระหว่างเคลือบเหล็กและพื้นผิวของมันดังแสดงในรูปที่มี3。ถอนรากถอนโคนระบุไว้,GP2118เคลือบมีความแข็งแรงพันธะสูงสุดกับค่าเฉลี่ยของ17.89 Mpa,เคลือบอีพ็อกซี่มีความแข็งแรงพันธะต่ำสุดของ8.01 Mpa,และt - 001เคลือบมีความแข็งแรงพันธะของ16.85 Mpa。

ตัวเลข5 (一个)และข)เป็นตัวแทนของ马尼รูปร่างลักษณะพื้นผิวFiเอ็ดแตกหักดังแสดงในรูปที่4 (a2)และ(b2),ตามลำดับ。เมื่อดอลลี่ถูกดึงออกจากชิ้นงานเคลือบที่มุมขวา,แตกริเริ่มและแพร่กระจายไปทั่วขนาดใหญ่ฟองอากาศภายในเสื้อ-ไอเอ็นจีภายใต้แรงที่เพิ่มขึ้น。ตัวเลข6 (一个)และข)แสดงภาพSEMสำหรับส่วนครอสของSPEทดสอบ——试件ในพื้นที่สี่เหลี่ยมของตัวเลข4 (a2)และ(b2),ตามลำดับ。พื้นผิวแตกหักของชิ้นงานจะเรียบโดยทั่วไปกับขั้นต่ำยังคงเคลือบหนาประมาณ70ไมครอนและ
40ไมครอนสำหรับgp2118และt-001ยูง，ตามลำดับ。ในการเปรียบเทียบกับตัวเลข3，ตัวเลข6(一个)และข)แสดงให้เห็นว่าพื้นผิวการแตกหักที่อยู่ห่างไกลออกไปจากพวกเขาชั้นพันธะที่สอดคล้องกันในการเชื่อมต่อเคลือบฟัน/สารตั้งต้นและผ่านชั้นที่อ่อนแอที่สุดในการเชื่อมต่อฟองอากาศขนาดใหญ่ในการเคลือบเพราะยึดมั่นเคลือบบนพื้นผิวเหล็กมีความเข้มแข็งเคมีกับการเจริญเติบโตของอนุภาค外延尖晶石ในเคลือบฟันในช่วงเคมีปฏิกิริยาในProcESS.16Fiแหวน