碳鋼化學鍍鎳磷腐蝕規(guī)律及其封孔工藝研究
發(fā)布時間:2021-09-25 13:55
化學鍍鎳作為一種經(jīng)濟有效的表面防腐技術,被廣泛應用于電子科技、航空航天、石油化工等諸多領域。然而鍍層固有的針孔極易導致其在腐蝕介質(zhì)中發(fā)生大陰極-小陽極的局部腐蝕而誘發(fā)穿孔,這已成為制約該行業(yè)發(fā)展的瓶頸問題之一。針對這一問題研究人員圍繞有機成膜以及無機轉化膜進行了相應的封孔技術研究;瘜W氣相沉積技術具有高效滲透、快速成膜、均勻覆蓋等優(yōu)勢被廣泛應用于膜層制備,但將化學氣相沉積工藝用于封孔技術的研究相對較少。本文圍繞碳鋼表面化學鍍鎳磷的腐蝕規(guī)律、化學氣相沉積封孔工藝以及二次封孔處理工藝進行了系統(tǒng)研究。首先,考察了化學鍍鎳磷層在循環(huán)水介質(zhì)中的耐蝕性能,并與碳鋼、304不銹鋼進行比較,發(fā)現(xiàn)鎳磷鍍層與不銹鋼的耐蝕性接近。同時,研究了碳鋼與鎳磷鍍層之間的電偶腐蝕規(guī)律,其電偶腐蝕速率隨陰陽極面積比的增大而加快,表明除陽極屏蔽外減小陰陽極面積比也可以降低腐蝕性。隨后,通過化學氣相沉積技術制備了PDMS疏水薄膜封閉鎳磷鍍層孔隙;并設計了電化學溶出法,用于分析通孔面積并計算了膜層的封孔率。結果表明,該膜層可以均勻地覆蓋在孔內(nèi)和試片表面,減少Ni-P鍍層的孔隙面積90%以上,試片耐蝕性能提升12
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 煉廠水冷器腐蝕防護
1.2.1 換熱設備的主要腐蝕形式
1.2.2 主要防護手段
1.3 化學鍍簡介
1.3.1 化學鍍發(fā)展歷史
1.3.2 化學鍍鎳的主要鍍液成分
1.3.3 化學鍍技術特點
1.4 鍍層封孔研究進展
1.5 化學氣相沉積的簡介
1.6 研究的目的、意義和主要研究內(nèi)容
1.6.1 本文的研究目的和意義
1.6.2 本文的主要研究內(nèi)容
2 碳鋼與鎳磷鍍層的電偶腐蝕規(guī)律
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗試劑及設備
2.2.2 實驗裝置及鍍液配方
2.2.3 施鍍工藝
2.2.4 電極制備
2.2.5 模擬循環(huán)水測試液
2.3 結果與討論
2.3.1 化學鍍鎳磷層外觀及晶型結構
2.3.2 碳鋼、304不銹鋼和化學鍍鎳磷鍍層的耐蝕性
2.3.3 平面電偶實驗
2.3.4 碳鋼與鎳磷鍍層的面積比對電偶腐蝕的影響
2.3.5 EDTMPS對碳鋼和鎳磷之間電偶腐蝕的影響
2.4 本章小結
3 化學氣相沉積PDMS薄膜封孔工藝
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗藥品
3.2.2 鎳磷鍍層孔隙制備方法
3.2.3 封孔處理方法
3.2.4 鍍層孔隙面積分析方法-電化學溶出法(ESmethod)
3.2.5 電化學性能測試
3.2.6 材料表征及設備
3.3 結果與討論
3.3.1 形貌與材料表征
3.3.2 封孔效果
3.3.3 耐蝕性能評價
3.3.4 腐蝕機理及模型
3.4 本章小結
4 化學鍍鎳磷二次封孔及冷熱沖擊性能研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 主要藥品和儀器
4.2.2 石墨烯/APTES(GAPs)封孔工藝
4.2.3 PDMS軟膜的制備
4.2.4 耐常溫浸泡性能測試
4.2.5 耐冷熱介質(zhì)沖擊性能測試
4.2.6 材料制備及腐蝕表征
4.3 結果與討論
4.3.1 制備材料的表征
4.3.2 封孔效果評價
4.3.3 二次封孔試樣常溫浸泡實驗
4.3.4 冷熱沖擊實驗評價封孔層耐受能力
4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]化學鍍Ni-P合金鍍層在化工設備和化工管道防腐中的應用概況[J]. 何時劍. 電鍍與環(huán)保. 2017(05)
[2]Q235鋼超疏水表面制備及耐蝕性能研究[J]. 張方銘,曾志翔,王剛,陳軍君,徐勇,王立平. 中國腐蝕與防護學報. 2016(06)
[3]循環(huán)水換熱器腐蝕原因分析及改進措施[J]. 樂明聰,高鵬,徐慶磊. 石油化工腐蝕與防護. 2016(04)
[4]影響循環(huán)冷卻水結垢腐蝕因素及其控制分析[J]. 周楓. 科技創(chuàng)新與應用. 2016(20)
[5]一種生物黏泥處理劑TA-11的制備及評價[J]. 張迪彥,姚光源,張久志. 工業(yè)水處理. 2016(04)
[6]煉廠循環(huán)水設備腐蝕原因及對策[J]. 王冬梅. 中小企業(yè)管理與科技(下旬刊). 2016(03)
[7]碳酸鈣結垢預測及影響因素分析[J]. 王宇飛. 石化技術. 2015(06)
[8]Ni-P化學鍍層對工業(yè)鍋爐腐蝕防護的可行性研究[J]. 黃暉,富陽,劉艷華,梁平,史艷華. 電鍍與環(huán)保. 2014(06)
[9]化學鍍非晶態(tài)Ni-P鍍層鹽霧腐蝕行為[J]. 吳永忠,孔德軍,王文昌,付永忠,葉存冬,張壘. 材料科學與工藝. 2013(01)
[10]鎳-銅-磷化學鍍層在硫酸溶液中的腐蝕行為[J]. 梁平,王運玲,史艷華. 電鍍與涂飾. 2012(10)
博士論文
[1]二維材料/聚合物復合涂層的防腐性能研究[D]. 孫文.大連理工大學 2016
[2]有機無機復合硅氧烷防腐涂層的制備與性能研究[D]. 董澤.浙江大學 2013
[3]燃氣冷凝器表面耐蝕材料的制備及腐蝕行為研究[D]. 劉貴昌.大連理工大學 2013
碩士論文
[1]多功能超雙疏涂層的制備與性能研究[D]. 吳詩琪.東北石油大學 2017
[2]化學鍍Ni-P合金在模擬地熱水中耐蝕阻垢性能研究[D]. 程子非.華東理工大學 2016
[3]稀土及其轉化膜對Ni-Cu-P化學鍍層的影響[D]. 黃宗響.大連理工大學 2013
[4]化學鍍鎳層孔隙率影響因素及降低對策[D]. 盧光波.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[5]碳鋼表面復合涂層的制備及在海水中的防腐性能研究[D]. 王建飛.中國海洋大學 2011
[6]化學鍍鎳磷合金鍍層封孔工藝及耐蝕性能研究[D]. 孫明志.中國海洋大學 2009
[7]化工裝置中循環(huán)水換熱器的腐蝕與防護研究[D]. 韓月輝.大慶石油學院 2007
本文編號:3409859
【文章來源】:大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
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摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 煉廠水冷器腐蝕防護
1.2.1 換熱設備的主要腐蝕形式
1.2.2 主要防護手段
1.3 化學鍍簡介
1.3.1 化學鍍發(fā)展歷史
1.3.2 化學鍍鎳的主要鍍液成分
1.3.3 化學鍍技術特點
1.4 鍍層封孔研究進展
1.5 化學氣相沉積的簡介
1.6 研究的目的、意義和主要研究內(nèi)容
1.6.1 本文的研究目的和意義
1.6.2 本文的主要研究內(nèi)容
2 碳鋼與鎳磷鍍層的電偶腐蝕規(guī)律
2.1 引言
2.2 實驗部分
2.2.1 實驗試劑及設備
2.2.2 實驗裝置及鍍液配方
2.2.3 施鍍工藝
2.2.4 電極制備
2.2.5 模擬循環(huán)水測試液
2.3 結果與討論
2.3.1 化學鍍鎳磷層外觀及晶型結構
2.3.2 碳鋼、304不銹鋼和化學鍍鎳磷鍍層的耐蝕性
2.3.3 平面電偶實驗
2.3.4 碳鋼與鎳磷鍍層的面積比對電偶腐蝕的影響
2.3.5 EDTMPS對碳鋼和鎳磷之間電偶腐蝕的影響
2.4 本章小結
3 化學氣相沉積PDMS薄膜封孔工藝
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 實驗藥品
3.2.2 鎳磷鍍層孔隙制備方法
3.2.3 封孔處理方法
3.2.4 鍍層孔隙面積分析方法-電化學溶出法(ESmethod)
3.2.5 電化學性能測試
3.2.6 材料表征及設備
3.3 結果與討論
3.3.1 形貌與材料表征
3.3.2 封孔效果
3.3.3 耐蝕性能評價
3.3.4 腐蝕機理及模型
3.4 本章小結
4 化學鍍鎳磷二次封孔及冷熱沖擊性能研究
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 主要藥品和儀器
4.2.2 石墨烯/APTES(GAPs)封孔工藝
4.2.3 PDMS軟膜的制備
4.2.4 耐常溫浸泡性能測試
4.2.5 耐冷熱介質(zhì)沖擊性能測試
4.2.6 材料制備及腐蝕表征
4.3 結果與討論
4.3.1 制備材料的表征
4.3.2 封孔效果評價
4.3.3 二次封孔試樣常溫浸泡實驗
4.3.4 冷熱沖擊實驗評價封孔層耐受能力
4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]化學鍍Ni-P合金鍍層在化工設備和化工管道防腐中的應用概況[J]. 何時劍. 電鍍與環(huán)保. 2017(05)
[2]Q235鋼超疏水表面制備及耐蝕性能研究[J]. 張方銘,曾志翔,王剛,陳軍君,徐勇,王立平. 中國腐蝕與防護學報. 2016(06)
[3]循環(huán)水換熱器腐蝕原因分析及改進措施[J]. 樂明聰,高鵬,徐慶磊. 石油化工腐蝕與防護. 2016(04)
[4]影響循環(huán)冷卻水結垢腐蝕因素及其控制分析[J]. 周楓. 科技創(chuàng)新與應用. 2016(20)
[5]一種生物黏泥處理劑TA-11的制備及評價[J]. 張迪彥,姚光源,張久志. 工業(yè)水處理. 2016(04)
[6]煉廠循環(huán)水設備腐蝕原因及對策[J]. 王冬梅. 中小企業(yè)管理與科技(下旬刊). 2016(03)
[7]碳酸鈣結垢預測及影響因素分析[J]. 王宇飛. 石化技術. 2015(06)
[8]Ni-P化學鍍層對工業(yè)鍋爐腐蝕防護的可行性研究[J]. 黃暉,富陽,劉艷華,梁平,史艷華. 電鍍與環(huán)保. 2014(06)
[9]化學鍍非晶態(tài)Ni-P鍍層鹽霧腐蝕行為[J]. 吳永忠,孔德軍,王文昌,付永忠,葉存冬,張壘. 材料科學與工藝. 2013(01)
[10]鎳-銅-磷化學鍍層在硫酸溶液中的腐蝕行為[J]. 梁平,王運玲,史艷華. 電鍍與涂飾. 2012(10)
博士論文
[1]二維材料/聚合物復合涂層的防腐性能研究[D]. 孫文.大連理工大學 2016
[2]有機無機復合硅氧烷防腐涂層的制備與性能研究[D]. 董澤.浙江大學 2013
[3]燃氣冷凝器表面耐蝕材料的制備及腐蝕行為研究[D]. 劉貴昌.大連理工大學 2013
碩士論文
[1]多功能超雙疏涂層的制備與性能研究[D]. 吳詩琪.東北石油大學 2017
[2]化學鍍Ni-P合金在模擬地熱水中耐蝕阻垢性能研究[D]. 程子非.華東理工大學 2016
[3]稀土及其轉化膜對Ni-Cu-P化學鍍層的影響[D]. 黃宗響.大連理工大學 2013
[4]化學鍍鎳層孔隙率影響因素及降低對策[D]. 盧光波.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[5]碳鋼表面復合涂層的制備及在海水中的防腐性能研究[D]. 王建飛.中國海洋大學 2011
[6]化學鍍鎳磷合金鍍層封孔工藝及耐蝕性能研究[D]. 孫明志.中國海洋大學 2009
[7]化工裝置中循環(huán)水換熱器的腐蝕與防護研究[D]. 韓月輝.大慶石油學院 2007
本文編號:3409859
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