Ni-P基化学镀在防腐蚀方面的研究
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摘要
石化企业中设备腐蚀问题不仅造成设备更新维护费用的增加，同时严重威胁着装置的安全运行。近年来，随着辽河原油的日益变重，对设备的腐蚀越来越严重，因此加强对设备腐蚀机理及防护措施的研究，具有十分重要的现实意义。
化学沉积技术是二十世纪六、七十年代发展起来的一项新兴技术，随着科技的发展，这门技术也日益成熟，在石化企业中的应用也越来越广泛，对于延长设备安全运行周期、加强产品质量和降低维护费用有很大的益处。
本课题基于石化企业的实际情况，进行了以下几个方面的研究。
(1)对于化学沉积、化学复合沉积的反应机理及沉积层晶化转变机理进行了系统的研究。
(2)确定了化学沉积的工艺设计优化方法、沉积层热处理及显微硬度测试方法和沉积层腐蚀实验方法等实验手段。
(3)通过对多元化学沉积及复合沉积的工艺研究，得出了金属离子比、沉积液温度和沉积液PH值等因素对沉积速度的影响，热处理工艺对沉积层晶化转变和显微硬度的影响及沉积层耐各种腐蚀的测试结果。
本论文在上述几方面取得了较好的结论，在实际应用中取得了一定的效果，对石化企业在耐高温腐蚀方面具有一定的借鉴意义。然而随着科技和企业的不断发展，对设备的防腐要求也日益提高，还需要进行更进一步的研究。
The facilities corrosion problems in the petrochemical enterprises not only make the cost of replacing and maintaining facilities increased, but also threaten safe operation of thingamy severely.
In the recent years, with more and more heavy crude oil from Liaohe, the facilities corrosion has become more and more severely, therefore it is very important realistic significance to strengthen and research the facilities corrosive mechanism and protective measures.
A kind of newly technique called the chemical sediment was developed in the 1960s and 1970s, and with the development of the science and techniques, the technique is becoming more and more mature, applied widely in the petrochemical enterprises increasingly, which has great benefits for prolonging the safe operation cycles of facilities and strengthening the output quality and decreasing maintenance cost.
The thesis is researched as follows based on the practical situations of the petrochemical enterprises:
(l)The systemic research is based on the reactive mechanism of the chemical sediment and the chemical multiple sediment and the changing mechanism of the crystal sediment layers.
(2)Some experimental measures are convinced, including optimizing ways of techniques design of chemical sediments, the ways of heat treatment of sediment layers and measurement of micro hardness, and the experimental ways of the sediment layers corrosion. (3)Some outcomes and effects are acquired by the techniques research of multiple chemical sediment and multiple sediment, including the effects of metal ion ratio, sediment liquid temperature and sediment liquid PH and so on for sediment velocity, the effect of heat treatment techniques for changing crystal sediment layers and micro hardness, and the experimental outcome of sediment layers resisting all kinds of corrosion.
The better conclusions are acquired in the above-mentioned aspects, and good effects are acquired in the practical application, which have the meaning of use for reference in the aspects of resisting high temperature corrosion for the petrochemical enterprises. However, with the perpetual development of scientific technology and enterprises, the demand for resisting facilities corrosion is improved day by day, and deeper research is still needed.
化学沉积技术是二十世纪六、七十年代发展起来的一项新兴技术，随着科技的发展，这门技术也日益成熟，在石化企业中的应用也越来越广泛，对于延长设备安全运行周期、加强产品质量和降低维护费用有很大的益处。
本课题基于石化企业的实际情况，进行了以下几个方面的研究。
(1)对于化学沉积、化学复合沉积的反应机理及沉积层晶化转变机理进行了系统的研究。
(2)确定了化学沉积的工艺设计优化方法、沉积层热处理及显微硬度测试方法和沉积层腐蚀实验方法等实验手段。
(3)通过对多元化学沉积及复合沉积的工艺研究，得出了金属离子比、沉积液温度和沉积液PH值等因素对沉积速度的影响，热处理工艺对沉积层晶化转变和显微硬度的影响及沉积层耐各种腐蚀的测试结果。
本论文在上述几方面取得了较好的结论，在实际应用中取得了一定的效果，对石化企业在耐高温腐蚀方面具有一定的借鉴意义。然而随着科技和企业的不断发展，对设备的防腐要求也日益提高，还需要进行更进一步的研究。
The facilities corrosion problems in the petrochemical enterprises not only make the cost of replacing and maintaining facilities increased, but also threaten safe operation of thingamy severely.
In the recent years, with more and more heavy crude oil from Liaohe, the facilities corrosion has become more and more severely, therefore it is very important realistic significance to strengthen and research the facilities corrosive mechanism and protective measures.
A kind of newly technique called the chemical sediment was developed in the 1960s and 1970s, and with the development of the science and techniques, the technique is becoming more and more mature, applied widely in the petrochemical enterprises increasingly, which has great benefits for prolonging the safe operation cycles of facilities and strengthening the output quality and decreasing maintenance cost.
The thesis is researched as follows based on the practical situations of the petrochemical enterprises:
(l)The systemic research is based on the reactive mechanism of the chemical sediment and the chemical multiple sediment and the changing mechanism of the crystal sediment layers.
(2)Some experimental measures are convinced, including optimizing ways of techniques design of chemical sediments, the ways of heat treatment of sediment layers and measurement of micro hardness, and the experimental ways of the sediment layers corrosion. (3)Some outcomes and effects are acquired by the techniques research of multiple chemical sediment and multiple sediment, including the effects of metal ion ratio, sediment liquid temperature and sediment liquid PH and so on for sediment velocity, the effect of heat treatment techniques for changing crystal sediment layers and micro hardness, and the experimental outcome of sediment layers resisting all kinds of corrosion.
The better conclusions are acquired in the above-mentioned aspects, and good effects are acquired in the practical application, which have the meaning of use for reference in the aspects of resisting high temperature corrosion for the petrochemical enterprises. However, with the perpetual development of scientific technology and enterprises, the demand for resisting facilities corrosion is improved day by day, and deeper research is still needed.
引文
[1] [美]H．H．尤里克著，翁永基译．腐蚀与腐蚀控制—腐蚀科学和腐蚀工程导论．北京：石油工业出版社，1994：3～4
[2] 陈鸿海．金属腐蚀学．北京：北京理工大学出版社，1995：50～80
[3] 宋日彰．金属腐蚀学．北京：冶金工业出版社，1989：42～43
[4] 孙家枢．金属的腐损．北京：冶金工业出版社，1992：5～7
[5] 张剑峰．摩擦磨损与抗磨技术．天津：天津科技翻译出版公司，1993：56～58
[6] 林福严．磨损理论与抗磨技术．北京：科学出版社，1993：12～13
[7] 赵文轸．表面工程技术与节材．西安交通大学报，1990：5～8
[8] B.W. Madsen. Materials Performance, 1987; 26 (1), 21
[9] R.E.J. Noel and A. Ball. Wear, 1993 (87), 351
[10] Hua huiChen. Dissertation for doctor degree. China: Beijing Graduate school China University of Mining and Technology, 1991:124～129
[11] P.F. Weiser, F.H Beck and M.G. Fontana. Material performance, 1973:12 (7), 34
[12] Guan-bao Zhang, proc. National symp on Thermal Spraying. Chinese Association of Thermal Spraying. Beijing, 1981:271
[13] 伍学高化学镀技术．成都：四川科学技术出版社，1985：82
[14] 成都市科技交流站表面处理研究会．电镀技术．成都：四川人民出版社，1982：73～74
[15] 翟金坤，黄子勋等．化学镀镍．北京：北京航空学院出版社，1987：5～37
[16] 伍学高．化学镀技术．成都：四川人民出版社，1982；68～74
[17] 郭鹤桐．复合镀层．天津：天津大学出版社，1991：1～2
[18] 吴玉程．Ni-P-Sic复合镀层的沉积特性．材料保护，1991，24(5)，20～22
[19] E. A. Grashart. Corrosion in industry. Metal Finishing, 1986: 81(11), 123～125
[20] 陈相振．化学镀镍磷合金防腐工艺及其在我公司的推广应用．表面技术，1998，27，(1)36～38
[21] 王永红．ZY-01 Ni-p合金化学镀技术在油田井下工珍上的应用，表面技术，1998，27，33～34
[22] 郭忠诚．Ni-P／SiC化学复合镀的研究及其应用材料保护，1991：24(11)15～17
[23] 孙宏飞．化学镀镍钴磷合金．材料保护，1997：30(5)11～12
[24] 黄子勋．电镀理论．北京：中国农业机械出版社，1985：8～10
[25] 姚允斌．物理化学手册．上海：上海科学技术出版社，1985：42～44
[26] 刘家凌．材料磨损原理及其耐磨性．北京：清华大学出版社，1993：22～25
[27] 钟花香．Ni-P-Al2O3化学复合镀工艺研究．表面技术，1991：21(6)8～12
[28] 有色金属及其热处理编写组．有色金属及其热处理．北京：国防工业出版社，1981：51
[29] 黄永昌．金属腐蚀与防护原理．上海：上海交通大学出版社，1998：2～3
[30] 洛阳工学院著．金属材料表面新技术．洛阳：洛阳工学院，1992：15～16
[31] 化学工业部化工机械研究院．腐蚀与防护手册—腐蚀理论、试验及监测．北京：化学工业出版社，1989：18～19
[32] P. J. Slikkervear. Erosion and damage by sharp partilcles. Wear, 1998: 237～250
[33] 邵荷生．金属的磨料磨损与耐磨材料．北京：机械工业出版社，1988：27
[34] 中国农业机械化科学研究院工艺材料研究所编译．磨粒磨损与抗磨技术译文集．北京：中国农业机械出版社，1982：31～33
[35] R. Gahlin, S. Jaclbson. Micromechanical Manufacturing of Abrasive Surface for Fundamental Studies on Wear and Grinding. Wear, 1998:231～236
[36] J. S·Sun. Tribological Properties of Nitvogenion Implanted WC-Co. Wear,1997～
[37] 林佳成．磨损理论与抗磨技术．北京：科学出版社，1993：196～230
[38] Peng-zhu Wang et al. Laser cradding coating against erosion-corrosion;
wear nad its application to mining machine parts. Wear, 1997:96～100
[39] 叶宁．Ni-P基多元复合化学沉积及其耐高温腐蚀磨损性能研究：[学位论文]．洛阳：洛阳工学院，2000：12～23
[40] 何圣静，高莉茹．非晶态材料及其应用．北京：机械工业出版社，1987：1～21
[41] 王绪威．非晶态材料及应用．北京：高等教育出版社，1992：12～13
[42] 朱履冰．表面与界面物理．天津：天津大学出版社，1992：66
[43] 崔国文．表面与界面．北京：清华大学出版社，1990：95～106
[44] 刘晋春，赵家齐．特种加工．第二版．北京：机械工业出版社，1993：51～52
[45] 吴玉程．电镀与涂饰．表面技术，1996：12～13
[46] 宰学荣．化学Ni-P沉积对低碳钢腐蚀性能影响的研究：1997：25～30
[47] 王玲．用化学镀实现陶瓷微粒表面金属化．材料保护，1998：16～18
[48] 任露泉．试验优化技术．北京：机械工业业版社，1987：70
[49] 汪学鑫．数理统计．西安：西安交通交大学出版社，1993：29
[50] 顾正彬．Ni-P基多元沉积及其耐蚀耐磨性能的研究 1996
[51] 茆诗松．回归分析及其试验设计．上海：华东师范大学出版社，1986：23～26
[52] G．A．F．塞伯．线回归分析．北京：科学出版社，1987：53～55
[53] 李斌．腐蚀行为的控制．腐蚀与防护，1992：29
[54] 中国腐蚀与防护学会《金属腐蚀手册》编辑委员会．金属腐蚀手册．上海上海科学技术出版社，1987：132～134
[55] 宋锦福．热处理对化学镀Ni-W-P三元合金的组织和性能的影响，金属热处理，1998：15～18
[56] 朱日彰．高温腐蚀及耐高温腐蚀材料．上海：上海科学技术出版社，1995：95～104
[57] E. rabinowich.Frction and wear of Materials Corrosion and Protection, 1995: 186～190
[58] H．II．托马晓夫．金属腐蚀及其保护理论．北京：中国工业出版社，1964：52～53
[59] E.M. Krupina. Protection of Metals. Wear ,1984:689～699
[60] 史普宏．腐蚀磨损影响因素及磨蚀机理研究：[学位论文]．北京：中国农机院，1984：23～29
[61] 阙良则．腐蚀性分析．防蚀技术，1986：270～275
[62] J. Heidemeyer. Wear Principle.Wear, 1981:379～387
[2] 陈鸿海．金属腐蚀学．北京：北京理工大学出版社，1995：50～80
[3] 宋日彰．金属腐蚀学．北京：冶金工业出版社，1989：42～43
[4] 孙家枢．金属的腐损．北京：冶金工业出版社，1992：5～7
[5] 张剑峰．摩擦磨损与抗磨技术．天津：天津科技翻译出版公司，1993：56～58
[6] 林福严．磨损理论与抗磨技术．北京：科学出版社，1993：12～13
[7] 赵文轸．表面工程技术与节材．西安交通大学报，1990：5～8
[8] B.W. Madsen. Materials Performance, 1987; 26 (1), 21
[9] R.E.J. Noel and A. Ball. Wear, 1993 (87), 351
[10] Hua huiChen. Dissertation for doctor degree. China: Beijing Graduate school China University of Mining and Technology, 1991:124～129
[11] P.F. Weiser, F.H Beck and M.G. Fontana. Material performance, 1973:12 (7), 34
[12] Guan-bao Zhang, proc. National symp on Thermal Spraying. Chinese Association of Thermal Spraying. Beijing, 1981:271
[13] 伍学高化学镀技术．成都：四川科学技术出版社，1985：82
[14] 成都市科技交流站表面处理研究会．电镀技术．成都：四川人民出版社，1982：73～74
[15] 翟金坤，黄子勋等．化学镀镍．北京：北京航空学院出版社，1987：5～37
[16] 伍学高．化学镀技术．成都：四川人民出版社，1982；68～74
[17] 郭鹤桐．复合镀层．天津：天津大学出版社，1991：1～2
[18] 吴玉程．Ni-P-Sic复合镀层的沉积特性．材料保护，1991，24(5)，20～22
[19] E. A. Grashart. Corrosion in industry. Metal Finishing, 1986: 81(11), 123～125
[20] 陈相振．化学镀镍磷合金防腐工艺及其在我公司的推广应用．表面技术，1998，27，(1)36～38
[21] 王永红．ZY-01 Ni-p合金化学镀技术在油田井下工珍上的应用，表面技术，1998，27，33～34
[22] 郭忠诚．Ni-P／SiC化学复合镀的研究及其应用材料保护，1991：24(11)15～17
[23] 孙宏飞．化学镀镍钴磷合金．材料保护，1997：30(5)11～12
[24] 黄子勋．电镀理论．北京：中国农业机械出版社，1985：8～10
[25] 姚允斌．物理化学手册．上海：上海科学技术出版社，1985：42～44
[26] 刘家凌．材料磨损原理及其耐磨性．北京：清华大学出版社，1993：22～25
[27] 钟花香．Ni-P-Al2O3化学复合镀工艺研究．表面技术，1991：21(6)8～12
[28] 有色金属及其热处理编写组．有色金属及其热处理．北京：国防工业出版社，1981：51
[29] 黄永昌．金属腐蚀与防护原理．上海：上海交通大学出版社，1998：2～3
[30] 洛阳工学院著．金属材料表面新技术．洛阳：洛阳工学院，1992：15～16
[31] 化学工业部化工机械研究院．腐蚀与防护手册—腐蚀理论、试验及监测．北京：化学工业出版社，1989：18～19
[32] P. J. Slikkervear. Erosion and damage by sharp partilcles. Wear, 1998: 237～250
[33] 邵荷生．金属的磨料磨损与耐磨材料．北京：机械工业出版社，1988：27
[34] 中国农业机械化科学研究院工艺材料研究所编译．磨粒磨损与抗磨技术译文集．北京：中国农业机械出版社，1982：31～33
[35] R. Gahlin, S. Jaclbson. Micromechanical Manufacturing of Abrasive Surface for Fundamental Studies on Wear and Grinding. Wear, 1998:231～236
[36] J. S·Sun. Tribological Properties of Nitvogenion Implanted WC-Co. Wear,1997～
[37] 林佳成．磨损理论与抗磨技术．北京：科学出版社，1993：196～230
[38] Peng-zhu Wang et al. Laser cradding coating against erosion-corrosion;
wear nad its application to mining machine parts. Wear, 1997:96～100
[39] 叶宁．Ni-P基多元复合化学沉积及其耐高温腐蚀磨损性能研究：[学位论文]．洛阳：洛阳工学院，2000：12～23
[40] 何圣静，高莉茹．非晶态材料及其应用．北京：机械工业出版社，1987：1～21
[41] 王绪威．非晶态材料及应用．北京：高等教育出版社，1992：12～13
[42] 朱履冰．表面与界面物理．天津：天津大学出版社，1992：66
[43] 崔国文．表面与界面．北京：清华大学出版社，1990：95～106
[44] 刘晋春，赵家齐．特种加工．第二版．北京：机械工业出版社，1993：51～52
[45] 吴玉程．电镀与涂饰．表面技术，1996：12～13
[46] 宰学荣．化学Ni-P沉积对低碳钢腐蚀性能影响的研究：1997：25～30
[47] 王玲．用化学镀实现陶瓷微粒表面金属化．材料保护，1998：16～18
[48] 任露泉．试验优化技术．北京：机械工业业版社，1987：70
[49] 汪学鑫．数理统计．西安：西安交通交大学出版社，1993：29
[50] 顾正彬．Ni-P基多元沉积及其耐蚀耐磨性能的研究 1996
[51] 茆诗松．回归分析及其试验设计．上海：华东师范大学出版社，1986：23～26
[52] G．A．F．塞伯．线回归分析．北京：科学出版社，1987：53～55
[53] 李斌．腐蚀行为的控制．腐蚀与防护，1992：29
[54] 中国腐蚀与防护学会《金属腐蚀手册》编辑委员会．金属腐蚀手册．上海上海科学技术出版社，1987：132～134
[55] 宋锦福．热处理对化学镀Ni-W-P三元合金的组织和性能的影响，金属热处理，1998：15～18
[56] 朱日彰．高温腐蚀及耐高温腐蚀材料．上海：上海科学技术出版社，1995：95～104
[57] E. rabinowich.Frction and wear of Materials Corrosion and Protection, 1995: 186～190
[58] H．II．托马晓夫．金属腐蚀及其保护理论．北京：中国工业出版社，1964：52～53
[59] E.M. Krupina. Protection of Metals. Wear ,1984:689～699
[60] 史普宏．腐蚀磨损影响因素及磨蚀机理研究：[学位论文]．北京：中国农机院，1984：23～29
[61] 阙良则．腐蚀性分析．防蚀技术，1986：270～275
[62] J. Heidemeyer. Wear Principle.Wear, 1981:379～387