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钝化技术提高材料在恶劣环境中的耐腐蚀性分析

  • 发布日期:2022-04-15      信息来源:本站      浏览次数:1034
    • 基于化学气相沉积(CVD)技术的硅涂层具有*的性能,它在特制的炉中放置所需处理的部件,导入特定组份的气体而形成硅涂层。主要特点是这种气体可以渗透到曲折的管道内部任何部位并提供很薄的均匀涂覆,即使复杂的形状也能完成均匀的1微米涂覆层。

      CVD技术特性允许微流孔,如:小口径油管或调节阀体的应用,涂层不会显著改变表面的尺寸或物理特性,更为重要的CVD涂层(Dursan®)是美国SilcoTek®公司的技术,它具有防止操作系统污染,提高设备、管道和组件的寿命,能够提高测量、测试的准确性,如:含硫组分的检测准确度、重复性得到了很好的提高。

      化学气相沉积(CVD)技术的硅涂层因具有其*的性能,现在炼油以及上游石油、天然气等实验室仪器分析应用中得到了充分的利用与发挥。

      ▲涂层的优势:

      Dursan®和Silcolloy®惰性涂层提高了材料的耐腐蚀性能,同时防止离子污染,进而提高了工艺系统管控水平和产品质量。Dursan®的涂层无毒,符合USP 美国药典标准,此项技术可应用于更耐用的基材上,如:不锈钢或哈氏合金上使用钝化涂层技术。  

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      1:经甲醇溶液浸泡1个月后金属离子浓度

       

      1显示了每个容器中甲醇溶液浸泡后的总金属离子浓度。Blank代表甲醇瓶中空白金属离子的含量,Bare C-22代表未涂覆处理的哈氏合金,Bare 316L代表未涂覆处理的不锈钢材料,柱状图表示浸出到甲醇中的金属离子水平。

      从如上图1数据显示Bare C-22、Bare 316L其金属离子浸出污染的浓度达到了800-1200ppb的水平,与此相比对的SL 1000 C-22 及SL 1000 C 316L是由SilcoTek®公司做了涂层保护,数据显示出经惰性化处理的材料几乎没有金属离子浸出。

       

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      图2:稀盐酸浸泡实验

       

      ▲耐蚀性分析:

      Dursan®或Silcolloy®在整个液体管路上涂上惰性硅涂层后,可以增加工艺系统的寿命,因它有助于防止材料中的组份流失或腐蚀后造成颗粒的形成,而吸附流体中的组份。锈蚀颗粒具有的吸附能力,即使少量锈蚀的存在也会使产品的质量降低和取样的准确度,并可能导致仪器校验的误差和分析定值的准确性,由于这些问题的发生,将需要技术人员花费大量的人力、物力和更多的时间来解决。

      如上图2是不同材质在稀盐酸中浸泡实验,实验表明做涂覆的材质与未涂覆的不锈钢相比,Silcolloy®和Dursan®涂层后的耐蚀性很高,耐蚀性提高了几个数量级,Dursan® 耐蚀性最高。

       

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      3-1:漂白剂暴露后的腐蚀速率对比图(Dursan® VS 其它类型涂层)



       

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       图3-2:漂白剂暴露后的实景对比图

      Dursan® VS 其它类型涂层)

       

      ▲钝化涂层在炼厂分析中的应用:

      石化炼厂中,仪器探头、油管、配件、过滤器和调节设备暴露在腐蚀性采样流体中,可能将这些设备腐蚀,导致采样系统出现故障,然而通过表面涂覆Dursan®涂层降低接触面的反应,来增强接触面的惰性和耐腐蚀,它可以在微小表面进行涂覆,包括金属过滤器,来提高材料的耐久性和防止不锈钢表面的腐蚀,进而 Dursan®可实现防止整个分析流道中取样组件的损坏和污染。

      如上图3-1、3-2漂白剂浸泡测试实验进一步表明,Dursan®涂覆和其它类型的涂层,具有*的耐腐蚀性能。

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      4  损失磨损速率对比图

      Dursan® VS 未涂覆不锈钢)

       

      ▲钝化涂层磨损和润滑试验:

      如上图4看到Dursan®可显著降低流动摩擦损失,因它防止材料腐蚀而阻止破坏流体通道的表面,进而其耐磨性、耐久性也得到了提高;不锈钢因其表面相对柔软,随着时间的推移因暴露潜在的活性液体中而会腐蚀,致使降低系统寿命。

      从如上图4也充分说明由于SilcoTek®的化学气相沉积工艺在不锈钢表面嵌入了持久的涂层,提高了材料的惰性和耐久性,有效减缓腐蚀所造成的损失速率。

       

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       5:耐高温情况对比图(Silcolloy® VS PTFE)

       

      ▲克服高低温:

      PTFE(聚四氟乙烯)材料的特性在暴露250℃以上的温度下可以迅速降解,在低温环境中变得脆化。说明高、低温环境暴露可以很容易超出PTFE和其它涂层的耐高、低温的能力。

      SilcoTek®提供惰性涂层后,能够很好的解决环境温度从-270℃到超过1000℃不发生材质变性的特点,可以方便而准确的采样,并不破坏采样通道。 

      低温方面,SilcoTek®所有的涂层在低温或极冷的条件下展现出极为稳定的特性,即使暴露在低温液体中,其表面也不会分层或开裂。


    北京明尼克分析仪器设备中心

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