防腐蚀陶瓷涂层的高温高压腐蚀试验

针对各种管道的使用对防腐蚀陶瓷涂层的需求，防腐蚀陶瓷涂层的水性化和高性能化是未来陶瓷涂层发展的重点，以三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化镁为骨料，磷酸二氢铝为粘结剂制备陶瓷陶瓷涂层，测试该陶瓷涂层性能，通过高温高压釜试验对其防腐蚀性能进行研究。

图（1）防腐陶瓷涂层在高温高压反应釜设备中的应用

一、高温高压腐蚀试验

1、将试件置于4MPa、120℃、含硫量为1.15mg/、埋层深度3500L～4200m、温度为85～105℃模拟含硫地层水中进行浸泡试验，测试其防腐蚀性能。

2、本实验选择符合标准GB2520规定的X80钢为基材试板，其主要化学成分。X80钢片尺寸为25×50×2mm，用280﹟、320﹟金相砂纸一次打磨，然后分别用丙酮和乙醇清洗试片表面，用冷风吹干，以待涂膜时使用。

陶瓷涂层骨料为高温灼烧过得SiO2、TiO2、AI2O3、MgO,胶粘剂为磷酸二氢铝，采用刷涂方式涂于X80钢试件上，并在200℃环境下固化2h，即制得陶瓷陶瓷涂层。

3、陶瓷涂层性能测试

用涂镀膜测厚仪、附着力测试仪、摆式硬度仪、漆膜冲击器以及漆膜圆盘磨耗仪测试了陶瓷涂层的厚度、附着力、硬度、抗冲击性和耐磨性，同时采用电化学工作站，测试了陶瓷涂层的防腐蚀性能。

二、结果与分析

1、陶瓷涂层物理性能测试

对陶瓷涂层式样进行陶瓷涂层厚度、显微硬度、附着力、磨损量和抗冲击性等物理性能测试。

陶瓷涂层物理性能

由表中数据可以看出陶瓷涂层附着力为一级，一方面，X80钢试件具有一定的表面粗糙度，有利于陶瓷涂层附着在其表面；另一方面，实验制得的磷酸二氢铝具有良好粘结效果，有利于陶瓷涂层附着在X80钢试件表面。陶瓷涂层式样抗冲击的最大能力为20cm，陶瓷涂层抵抗冲击能力较弱的原因在于其内含有大量的陶瓷相，质脆。同时所制陶瓷陶瓷涂层试样都具有良好的耐磨性，这主要是因为陶瓷涂层中含有陶瓷相，硬度极高，在很大程度上提高了陶瓷涂层试样耐磨性。所制陶瓷陶瓷涂层试样都具有较高硬度，这与耐磨性测试结果一致。

图（2）压力容器中的搪瓷涂层已经腐蚀

2、高温高压腐蚀试验

在温度120℃，压力4MPa条件下，将陶瓷涂层试样和空白试样浸泡在含硫量为1.15mg/l模拟地层水中进行3d腐蚀。之后将试样取出用蜡固封，留出1m2工作面积，进行电化学极化曲线、交流阻抗测试。

陶瓷涂层的子腐蚀电位小于空白试样，陶瓷涂层试样的腐蚀倾向小于空白试样；陶瓷涂层的电流密度为-4.296×10^-7A/cm2远小于空白试样的电流密度-1.824×10^-4A/cm2，说明陶瓷涂层对金属基体在高温环境下，起到了一定的保护作用。

    陶瓷涂层试样的阻抗远大于空白试样的阻抗，陶瓷涂层在高温下能有效的保护金属基体，陶瓷涂层试样阻抗大于空白试样的阻抗，说明该陶瓷陶瓷涂层在高温环境下仍然试用。

结论：

1、经测试，陶瓷涂层厚度为26μm时，显微硬度为637.5HV,附着力为一级，磨损量为0.0003g和抗冲击性为20cm，陶瓷涂层试样具有良好的附着力和耐磨损性。
2、高温高压釜实验中陶瓷涂层的电流密度为-4.296×10^-7A/cm2，空白试样的电流密度为-1.824×10^-4A/cm2，陶瓷涂层试样的阻抗值大于空白试样的阻抗值。说明在高温下陶瓷涂层试样的防腐效果仍可使用。