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标题: 激光处理提高油井介质环境下材料耐蚀性的研究 [打印本页]

作者: wghglaser 时间: 2014-4-3 09:12
标题: 激光处理提高油井介质环境下材料耐蚀性的研究

激光处理提高油井介质环境下材料耐蚀性的研究

武汉武钢华工激光大型装备有限公司莫衡阳熊大辉蔡菲菲王喜王爱华

一、试样的准备
用华工激光5kw CW CO2激光器，以45钢钢板为基材，对其进行淬火、合金化和熔覆的处理。根据GB/T699—1999标准，45钢的成分见下表2-1。

淬火处理时，在45钢表面喷涂淬火涂料，以降低表面对激光的反射，提高能量的吸收率。合金化采用人工涂刷预引入合金粉末，涂刷涂料301和302，层厚100μm左右。融覆采用人工预置粉料Ni60（Ni基粉末）和HGLC60（铁基粉末），层厚200μm左右。将不同方法处理后的45钢钢板和一块未处理的钢板，线切割呈表面为20mm×10mm的长方体试样。

二、浸泡实验的方案设计
浸泡实验中腐蚀溶液的成分见表2-3

   （1）试样预处理。将试样用超声波清洗后再在砂纸上打磨，初步出去试样表面的油污和铁锈。在无水乙醇中浸泡5min，取出用毛刷蘸取酒精刷洗处理表面，再用吹风机吹干，用游标卡尺精确测量试样的长和宽，长宽各取三处测量，取三点的平均值。
   （2）试样表面的密封。将环氧树脂胶按1：1的比例混合，放入DHG9146A 电热恒温鼓风干燥箱中，在100℃下保温30min，待胶熔化后，将其均匀涂于试样的未处理面，再将涂上密封胶的试样放入恒温箱中，在60℃下保温180min，取出。密封胶已凝固，放置24h后用FA2004电子分析天平精确称量试样重量并记录。
   （3）浸泡腐蚀。将试样垂直悬吊放入装有腐蚀溶液的广口瓶中，保存所有试样处于同一液面高度，腐蚀表面不能相对，试样间保持一定的间隔，将广口瓶放入HH-42数显恒温搅拌循环水箱中在70℃下保温。
   （4）动态记录试样的重量改变。每隔一天将试样取出，用毛刷刷洗腐蚀面，再在酒精中浸泡3分钟，用吹风机吹干至恒重，用FA2004电子分析天平称量记录当时的重量。

三、腐蚀试验结果

   用浸泡实验对试样进行全浸腐蚀240h，其重量的改变如图所示。
   从图4-4中可以看到，六种试样在腐蚀初期，重量改变都表现为先增后减，而后，只有融覆的两个试样又出现了明显的重量增加现象，而其他试样的重量除合金化301在腐蚀了200h后稍有升高，都保持着降低的趋势。
   以腐蚀过程中金属溶解量的多少作为腐蚀程度的评判标准，则实验中六种试样的腐蚀严重程度依次为：未处理>合金化302>淬火>合金化301>Ni60熔覆>HRC60熔覆。经过激光处理后的45钢，均表现出了更好的抗腐蚀性。
   Ni60和HGLC60两种融覆的试样，在腐蚀了约90h后质量又增加，反应了融覆试样的自修复功能，此时试样表面发生了再钝化，被破坏的氧化膜在试样与溶液的界面处重新生长好，起到保护作用。
   说明所研发的铁基粉末激光熔覆层硬度达到HRC60，且在油井介质中具有与镍基合金相当的耐蚀性，显示出良好的应用前景。

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