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重防腐HLX-05涂料性能研究,針對井下油管的腐蝕環境, 研制了HLX-05重防腐涂料
2019年11月08日    閱讀量:718    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

腐蝕現象是國民經濟和國防建設各個部門普遍存在的問題, 腐蝕造成了巨大經濟損失, 在幾個工業發達國家, 每年由于腐蝕造成的直接損失約占其國民生產總值的1% ~ 4%, 間接損失更是難以估量[ 1] 。涂料涂裝防腐蝕技術長久以來作為簡單方便的防腐蝕方法, 在國民經濟中扮演著十分重要的角色[ 2] 。


隨著我國許多主力油田已進入中高含水期,以及油井注水技術和酸化處理技術的廣泛應用, 油管不僅要面臨硫化氫、二氧化碳以及高礦化度地層水等采出物的腐蝕, 還要承受增產作業的破壞中國建材網cnprofit.com。目前使用防腐蝕涂料的防腐蝕措施也越來越受到重視。針對井下油管的腐蝕環境, 研制了HLX-05常溫固化的雙組分油管防腐蝕涂料, 并對其耐腐蝕性能進行了評價。


1 HLX-05重涂料的防腐蝕原理

涂料涂層對基體金屬的防腐蝕保護作用主要是基于以下原理實現的:1) 屏蔽作用, 即通過涂覆漆膜把基體金屬表面與環境分隔開來, 阻止或抑制水、氧和離子透過, 從而屏蔽了基體金屬, 阻止形成腐蝕電池或抑制其活動。


此外, 電絕緣性良好的漆膜還可以體現出電阻效應, 抑制腐蝕電池中陽極或陰極與溶液間離子移動。屏蔽作用是防腐蝕涂料發揮其防腐功效的主要原因; 2) 顏料的鈍化、緩蝕作用, 即借助涂料中某些顏料改變金屬表面性能, 使其金屬表面鈍化, 從而達到延緩腐蝕的目的; 3) 電化學陰極保護作用, 即通過電極電位比被其保護的金屬更負的涂層, 在腐蝕電池中作為陽極而" 犧牲" , 保護了陰極金屬[ 3 4] 。HLX-05重防腐涂料是由改性酚醛環氧樹脂、固化劑和耐酸鹽填料等組成的雙組分涂料。它通過環氧酚醛的良好的附著力, 在基體表面形成致密的漆膜, 再與耐酸鹽填料的鈍化緩蝕作用配合, 從而起到很好的防腐蝕效果。


2 HLX-05重防腐涂料的耐腐蝕性能評價

2. 1 耐鹽霧腐蝕試驗

 按照GB /T1771標準規定的檢測方法測試涂料的耐鹽霧腐蝕性能。首先將涂料涂刷在100 mm x150mmx 1mm的普通低碳鋼金屬試片上, 涂層結構為2道底漆和2 道面漆, 涂刷保證涂層的干膜厚度不小于250 um。同時配制濃度為( 50 士 10) g /L的鹽水, 并用pH 計在25 oc 時測得其pH 范圍在6. 5~ 7. 2。將試片放入AC-120 型鹽霧箱內的樣品架上,放入已配好的鹽水, 設定溫度為( 35 % 2) oc , 連續噴霧4 000 h后取出。HLX-05涂層仍然保持完好。

2. 2 耐油田污水和耐酸腐蝕試驗

首先將涂料涂刷在直徑10 mm, 長為120 mm的普通低碳鋼試棒上, 棒兩端為球面, 在其中一端5 mm 處穿孔用于懸掛。涂層結構為2 道底漆和2道面漆, 涂層干膜總厚度不小于250 um。涂層固化后將試棒分別放入裝有油田污水、20%硫酸、20% 硝酸和15% 土酸溶液的容器中, 對油田污水加熱使其沸騰1 000 h, 而對酸溶液保持常溫浸泡500 h。實驗結果表明, HLX-05重防腐涂料涂層均保持完好。

2. 3 耐H2 S/CO2 和耐堿腐蝕性試驗

首先將涂料涂刷在100 mmx 70mm x 3mm的普通低碳鋼試片上, 保證不裸露基體金屬。涂層結構為2道底漆和2 道面漆, 涂層干膜總厚度不小于600 um。按照SY /T 6717- 08附錄C 規定的檢測方法,

將試棒放入SAR (型高溫高壓動態腐蝕試驗儀內,充入某氣井采出水(礦化度32 593 mg /L, 氯離子濃度為20 429mg /L), 將試棒全浸入液體中。實驗條件模擬該氣井條件( H2 S 分壓1. 8MPa, CO2 分壓1. 4MPa, 總壓38. 0MPa, 溫度110 oc ), 在靜態條件下持續試驗7 d 后, 檢查涂層的外觀, 并按SY /T0544- 04附錄C 的方法對高溫高壓試驗后的涂層進行附著力測試。改用pH 為12. 5的N aOH 溶液重復以上實驗,試驗溫度改為150 oc , 試驗壓力改為50MPa, 試驗時間改為1 d。試驗結束后, 將試樣取出用清水沖洗, 立即進行外觀檢查; 冷卻到室溫后, 按SY /T0544- 04附錄C 的方法對高溫高壓試驗后的涂層進行附著力測試。

實驗結果表明: HLX-05重防腐涂料涂層經過耐H2 S /CO2 試驗后, 涂層仍有光澤, 沒有顏色變化。涂層附著力測試為A 級, 與基體金屬的附著力基本沒有變化。涂層下基體金屬表面沒有腐蝕現象。涂層經過耐堿試驗后, 涂層顏色略微變淺, 涂層附著力測試為B 級。可見HLX-05 重防腐涂料涂層耐H2 S /CO2 性能較好, 而耐堿性還需改進。


3 HLX-05重防腐涂料的耐熱性能評價

對涂層試件在150 oc 恒溫箱中進行100 h耐熱試驗, 結果表明, 該涂料熱分解溫度為253 oc ,150 oc 下恒溫100 h后涂層依然完好。


4 HLX-05重防腐涂料的涂覆工藝性能

HLX-05可采用常規無氣噴涂工藝進行涂覆, 在常溫條件下固化成膜, 采用1道底漆和2道面漆的涂層結構, 保證涂層干膜總厚度不小于150 um。采用傅立葉變換紅外光譜儀檢測涂層的常溫固化率。固定改性環氧樹脂用量, 改變改性環氧樹脂和改性胺的混合比例為10:3, 10:4和10:5, 其在常溫固化7 d后的固化率均達到99% 以上, 因此HLX-05涂料具有較好的常溫固化特性。


5 HLX-05重防腐涂層綜合物理化學性能

涂料的使用效果除了以上評價的項目以外, 還有耐磨、抗彎曲、抗沖擊等。對HLX-05重防腐涂料及涂層綜合物理化學性能測試結果見表1。

表1 HLX-05重防腐涂料涂層的綜合物理化學性能

HLX-05重防腐涂料涂層的綜合物理化學性能

重防腐HLX-05涂料性能研究,針對井下油管的腐蝕環境, 研制了HLX-05重防腐涂料 中國建材網,cnprofit.com

由表1可知, HLX-05重防腐涂料及涂層性能優異, 完全滿足大多數使用環境的要求。


6 結論

HLX-05重防腐涂料具有優異的耐鹽霧、耐酸和耐油田污水等性能及在高溫高壓下耐H2 S /CO2 腐蝕和耐堿等性能, 具有很好的常溫固化特性, 可采用常規的高壓無氣噴涂工藝進行涂覆, 施工簡便, 適用范圍廣泛。

重防腐HLX-05涂料性能研究


劉暢1, 袁宗明1, 賀三1, 卿大詠2, 王子豪3, 杜艷3

( 1. 西南石油大學石油工程學院, 四川成都  610500; 2. 西南石油大學化學化工學院, 四川成都  610500;3. 中石油西南油氣田分公司輸氣管理處, 四川成都 610500)


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