專利名稱：一種耐高硫高碳介質腐蝕的高錫Ni-Sn-P化學鍍層及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種應用于天然氣輸送管線用鋼表面防腐的化學鍍配方及エ藝參數(shù)，制備高含錫的N1-Sn-P化學鍍層。
背景技術：
高H2S、高CO2含量的氣田為高含硫氣田，同時Cl'元素S的存在使腐蝕環(huán)境更加復雜和惡劣。表面涂層技術是提高輸氣管線設備材料抵御co2/H2s腐蝕能力的有效措施，但其應用環(huán)境大多為大氣或海洋環(huán)境等，尚未見到在高含硫氣田環(huán)境中成功運用的報道?；瘜W鍍N1-Sn-P鍍層的過程中，Sn元素對鍍液的影響作用導致鍍液的鍍覆能力不佳，最終鍍層中Sn含量低，現(xiàn)有專利CN1317596A自催化鎳-錫-磷合金鍍液及其鍍層中合金鍍層的錫含量在2%-4%之間，難以制備高錫含量的化學鍍層，但提高鍍層的錫含量可大大提高鍍層的耐蝕性。
發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明的目的是為了克服目前N1-Sn-P化學鍍層含Sn量低，耐蝕性差，提供ー種可在金屬材料表面沉積ー層高含錫的N1-Sn-P鍍層的化學鍍配方及エ藝參數(shù)。本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的通過添加復合型絡合劑,并試驗研究鍍液中主鹽及絡合劑的最佳配比，最終制備耐高硫高碳介質腐蝕的化學鍍層。具體的配方及エ藝參數(shù)為=CH3COONa 10-30 g/L, C2H5COOH 0-5 mL/L, NaH2PO2 10-45 g/L, NiSO4 10-65 g/L, SnCl410-65 g/L, C6H5O7Na3 2H20 10-65 g/L, C3H6O3 10-65 g/L ，溫度 55_110°C，pH 值:3. 0-9. 0。本發(fā)明的技術方案是優(yōu)化了化學鍍液的配方，添加了復合型絡合剤，能提高化學鍍液中Sn元素的絡合能力，使參加鍍層沉積的Sn元素含量大為提高。在使用過程中本發(fā)明的反應原理為
Ni2++ Sn4++3H2P02>3H20 — 3H2P03>6H++Sn+Ni
配制鍍液時，將主鹽SnCl4加入絡合劑溶液中，這個過程中，Sn4+被絡合劑完全絡合并以錫的絡合離子形式存在，催化反應進行吋，Sn4+釋放出來，立即被還原，從而沉積在鍍層中。乳酸、檸檬酸鈉復合絡合劑可提高Sn4+在溶液中的絡合反應，在催化反應進行中，提供大量的Sn4+，從而提高沉積鍍層的Sn含量。按配方配料，然后將各組分分別溶解，然后按順序混合，即制得本發(fā)明用于天然氣輸送管線用鋼表面防腐的化學鍍液。
本發(fā)明化學鍍液中加入了復合絡合劑，是Sn4+在溶液中的絡合量提高，保持鍍層沉積過程中Sn元素的供應，從而提高鍍層的Sn含量。以碳鋼L245為例，用本發(fā)明的化學鍍液鍍覆，可得到25 左右的化學鍍層，鍍層的含錫量為7%，含鍍層的碳鋼耐高硫高碳介質腐蝕具體實施方式
實施例基體為L245天然氣輸送管線鋼，樣品尺寸為30 X 15 X 2. 5 mm，試樣的每個表面在磨拋機上依次用400#、800#、1200#水砂紙打磨,然后用金剛石拋光膏拋光至鏡面,然后進行表面除油一浸蝕處理一活化處理一化學鍍。即
1)表面除油首先用洗滌劑除油(去離子水中添加適量洗滌劑，25°C，15min);然后用丙酮除油(25°C，15min);最后用堿性溶液除油(配方為25 g/LNaOH ；35 g/LNa2C03 ；25 g/LNa3PO4 ；8 g/LNa2Si03，75°C，30 min)；
2)去離子水清洗；
3)浸蝕處理10%稀鹽酸，25°C，5min,目的是去除基體表面的氧化層；
4)去離子水清洗；
5)活化處通10%稀硫酸,25C，5min,目的是提聞基體表面活性，促進自"[隹化反應的進
行；
6)去離子水清洗，風干；
7)化學鍍化學鍍液的基本組分經(jīng)正交試驗確定。獲得耐腐蝕性能最佳的N1-Sn-P鍍層。本發(fā)明通過檢測 N1-Sn-P鍍層在模擬高含硫氣田腐蝕介質中的腐蝕情況，評估N1-Sn-P鍍層エ業(yè)應用的可靠性。從耐蝕性方面考慮，鍍層的合金化很成功，含Sn量為7. 53%wt的鍍層在H2S、CO2,cr共存環(huán)境下能夠快速形成組織致密的、完整的腐蝕產(chǎn)物膜，抵抗腐蝕介質向基體的擴散。
權利要求
1.ー種應用于天然氣輸送管線用鋼表面防腐的化學鍍配方及エ藝參數(shù)，適于制備高含錫的N1-Sn-P化學鍍層，其特征在于配方及エ藝參數(shù)為=CH3COONa 10-30 g/L, C2H5COOH0-5 mL/L, NaH2PO2 10-45 g/L, NiSO4 10-65 g/L, SnCl4 10-65 g/L，C6H5O7Na3.2H20 10-65 g/L，C3H6O3 10-65 g/L ，溫度 55-110°C，pH 值3. 0-9. 0。
2.按權利要求1所述的ー種應用于天然氣輸送管線用鋼表面防腐的化學鍍配方及エ藝參數(shù)，其特征在于如下成分組成配方及エ藝參數(shù)為=CH3COONa 25 g/L，C2H5COOH 2. 5mL/L, NaH2PO2 35 g/L, NiSO4 45 g/L, SnCl4 45 g/L, C6H5O7Na3 2H20 35 g/L, C3H6O3 50 g/L ;溫度 80°C，pH 值4. 5。
全文摘要
一種應用于天然氣輸送管線用鋼表面防腐的化學鍍配方及工藝參數(shù)，適于制備高含錫的Ni-Sn-P化學鍍層。其特征在于配方及工藝參數(shù)為CH3COONa10-30g/L，C2H5COOH0-5mL/L，NaH2PO210-45g/L，NiSO410-65g/L，SnCl410-65g/L，C6H5O7Na3·2H2O10-65g/L，C3H6O310-65g/L；溫度55-110℃，pH值3.0-9.0。
文檔編號C23C18/50GK103060781SQ201310002740
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月6日 優(yōu)先權日2013年1月6日
發(fā)明者范洪遠, 王均, 歸艷華 申請人:四川大學