隔水套管热喷涂铝基防腐涂层的制备与性能研究
发布时间：2021-01-31 09:41
隔水套管是保证海上钻井作业安全顺畅进行的关键部件,同时又是整个钻井系统中的薄弱环节。隔水套管在海洋环境中面临的严重腐蚀问题,对钻井系统安全运营有严重影响。因此对于隔水套管的防护至关重要,目前主要的防护措施有表面涂刷防护漆、热喷涂防腐涂层等。表面涂刷防护漆不能满足隔水套管长时间服役的要求,热喷涂具有沉积效率高、综合应用成本低等特点,是一种高效的表面强化技术。采用氧-乙炔火焰喷涂技术和高速电弧喷涂技术在隔水套管外表面喷涂金属防腐涂层延长套管使用寿命具有重要的研究价值。本文在充分调研国内外热喷涂海洋钻井平台材料及涂层性能的基础上,结合隔水套管的失效机理和服役性能要求,采用氧-乙炔火焰喷涂制备了 Al、Al-Cu和Al-Si三种Al基涂层,同时采用高速电弧喷涂技术制备了 Al和Al-Zn两种涂层。对涂层试样进行了盐雾试验、相关结构表征以及电化学性能测试。火焰喷涂Al、Al-Cu和Al-Si三种涂层粉末熔融充分,组织结构均匀,没有贯通孔等缺陷,涂层维氏显微硬度依次增加。高速电弧喷涂Al和Al-Zn两种涂层组织结构均匀,涂层中不存在未熔丝材、氧化层和大孔隙等缺陷。在中性盐雾实验中,三种火焰喷涂涂层...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３热喷涂在线粒子的温度及速度［３３］??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｏｆ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｓｐｒａｙ?ｉｎ－ｆｌｉｇｈｔ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?１３３１??
图２－１高速电弧喷涂丝材，（ａ）?Ａｌ，?（ｂ）?Ａｌ－Ｚｎ??Ｆｉｇ．?２－１?Ｗｉｒｅｓ?ｆｏｒ?ｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃ?ａｒｃ?ｓｐｒａｙ，?（ａ）?Ａｌ，?（ｂ）?Ａｌ－Ｚｎ??
高压空气通过Ｌａｖａｌ喷嘴加速后将熔化的金属丝雾化，并将雾化的熔滴加速到超音速状态，??迅速喷射到工件形成涂层。??图２－２是高速电弧设备的基本原理图，表２－２中详细列出了各个序号代表的相关部件??的名称。实验采用卡斯特林ＥＡＳＧｕｎ４高速电弧设备，该设备功率大、喷涂性能稳定，为??增加喷涂过程中的稳定性设计了专用夹具固定喷枪。??氧－乙炔火焰喷涂是将乙炔和氧气混合后燃烧将粉末熔化，然后通过压缩空气将熔融颗??粒雾化喷射到基体表面。实验采用瑞士卡斯特林ＣａｓｔｏＤｙｎ?ＤＳ?８０００氧－乙炔火焰喷涂设备??沉积涂层，图２－３为喷枪照片。??喷涂时两种喷枪均使用六轴ＡＢＢ机器手（ＡＢＢ，瑞典）夹持喷枪，以保证喷枪移动??轨迹，并保证喷枪移动速度均匀。高速电弧喷涂的Ａ１和Ａｌ－Ｚｎ涂层分别用Ａｒｃｌ、Ａｒｃ２表??示，火焰喷涂制备的Ａｌ、Ａｌ－Ｃｕ及Ａｌ－Ｓｉ涂层分别用ＦＳ１、ＦＳ２和ＦＳ３表示。??图２－２高速电弧原理图??Ｆｉｇ．?２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃ?ａｒｃ?ｓｐｒａ
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年全球油气开发形势回顾与趋势展望[J]. 常毓文,王作乾,刘保磊,蒋伟娜,韦青,陈希. 石油科技论坛. 2018(05)
[2]我国发展海洋资源开发装备的机遇和挑战[J]. 蔡敬伟,屠佳樱. 中国船检. 2018(09)
[3]基于430不锈钢的铁基非晶粉芯丝材的热稳定性及耐腐蚀性能[J]. 黄明,陈庆军,吕远斌,谢飞,何光明. 材料热处理学报. 2018(07)
[4]AlMg/Al2O3粉芯丝材电弧喷涂的粒子和涂层特征[J]. 罗兴,贺定勇,周正,王国红,王曾洁,吴旭. 表面技术. 2018(07)
[5]热喷涂金属基防滑耐磨涂层的研究进展[J]. 吴庆丹,肖金坤,张嘎,张超. 表面技术. 2018(04)
[6]海洋经济稳中向好,结构调整继续深化——解读《2017年中国海洋经济统计公报》[J]. 何广顺. 海洋经济. 2018(02)
[7]Zn-Al-Mg-RE涂层在含SRB海水中的耐腐蚀性与机理[J]. 龙伟漾,吴玉萍,高文文,洪晟. 材料工程. 2018(03)
[8]高速电弧喷涂铝基涂层在模拟深水环境下的腐蚀行为及改进研究[J]. 童辉,韩文礼,张维,张彦军,林竹,王志涛,杨耀辉,李玲杰. 天津科技. 2017(10)
[9]我国海洋石油钻井技术发展现状分析[J]. 马国振. 科技创新与应用. 2017(18)
[10]模拟深海环境中热喷涂铝涂层破损后的腐蚀行为[J]. S.Paul,史记. 热喷涂技术. 2017(02)
硕士论文
[1]Zn-Al伪合金涂层的制备及耐海洋腐蚀性能研究[D]. 李春玲.中国石油大学 2010
本文编号：3010623
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３热喷涂在线粒子的温度及速度［３３］??Ｆｉｇ．?１－３?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｖｅｌｏｃｉｔｙ?ｏｆ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｓｐｒａｙ?ｉｎ－ｆｌｉｇｈｔ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?１３３１??
图２－１高速电弧喷涂丝材，（ａ）?Ａｌ，?（ｂ）?Ａｌ－Ｚｎ??Ｆｉｇ．?２－１?Ｗｉｒｅｓ?ｆｏｒ?ｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃ?ａｒｃ?ｓｐｒａｙ，?（ａ）?Ａｌ，?（ｂ）?Ａｌ－Ｚｎ??
高压空气通过Ｌａｖａｌ喷嘴加速后将熔化的金属丝雾化，并将雾化的熔滴加速到超音速状态，??迅速喷射到工件形成涂层。??图２－２是高速电弧设备的基本原理图，表２－２中详细列出了各个序号代表的相关部件??的名称。实验采用卡斯特林ＥＡＳＧｕｎ４高速电弧设备，该设备功率大、喷涂性能稳定，为??增加喷涂过程中的稳定性设计了专用夹具固定喷枪。??氧－乙炔火焰喷涂是将乙炔和氧气混合后燃烧将粉末熔化，然后通过压缩空气将熔融颗??粒雾化喷射到基体表面。实验采用瑞士卡斯特林ＣａｓｔｏＤｙｎ?ＤＳ?８０００氧－乙炔火焰喷涂设备??沉积涂层，图２－３为喷枪照片。??喷涂时两种喷枪均使用六轴ＡＢＢ机器手（ＡＢＢ，瑞典）夹持喷枪，以保证喷枪移动??轨迹，并保证喷枪移动速度均匀。高速电弧喷涂的Ａ１和Ａｌ－Ｚｎ涂层分别用Ａｒｃｌ、Ａｒｃ２表??示，火焰喷涂制备的Ａｌ、Ａｌ－Ｃｕ及Ａｌ－Ｓｉ涂层分别用ＦＳ１、ＦＳ２和ＦＳ３表示。??图２－２高速电弧原理图??Ｆｉｇ．?２－２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃ?ａｒｃ?ｓｐｒａ
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年全球油气开发形势回顾与趋势展望[J]. 常毓文,王作乾,刘保磊,蒋伟娜,韦青,陈希. 石油科技论坛. 2018(05)
[2]我国发展海洋资源开发装备的机遇和挑战[J]. 蔡敬伟,屠佳樱. 中国船检. 2018(09)
[3]基于430不锈钢的铁基非晶粉芯丝材的热稳定性及耐腐蚀性能[J]. 黄明,陈庆军,吕远斌,谢飞,何光明. 材料热处理学报. 2018(07)
[4]AlMg/Al2O3粉芯丝材电弧喷涂的粒子和涂层特征[J]. 罗兴,贺定勇,周正,王国红,王曾洁,吴旭. 表面技术. 2018(07)
[5]热喷涂金属基防滑耐磨涂层的研究进展[J]. 吴庆丹,肖金坤,张嘎,张超. 表面技术. 2018(04)
[6]海洋经济稳中向好,结构调整继续深化——解读《2017年中国海洋经济统计公报》[J]. 何广顺. 海洋经济. 2018(02)
[7]Zn-Al-Mg-RE涂层在含SRB海水中的耐腐蚀性与机理[J]. 龙伟漾,吴玉萍,高文文,洪晟. 材料工程. 2018(03)
[8]高速电弧喷涂铝基涂层在模拟深水环境下的腐蚀行为及改进研究[J]. 童辉,韩文礼,张维,张彦军,林竹,王志涛,杨耀辉,李玲杰. 天津科技. 2017(10)
[9]我国海洋石油钻井技术发展现状分析[J]. 马国振. 科技创新与应用. 2017(18)
[10]模拟深海环境中热喷涂铝涂层破损后的腐蚀行为[J]. S.Paul,史记. 热喷涂技术. 2017(02)
硕士论文
[1]Zn-Al伪合金涂层的制备及耐海洋腐蚀性能研究[D]. 李春玲.中国石油大学 2010
本文编号：3010623
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