重防腐HLX05涂料性能研究针对井下油管的腐蚀环境研制了HLX05重防腐涂料阻燃电缆

重防腐HLX-05涂料性能研究，针对井下油管的腐蚀环境, 研制了HLX-05重防腐涂料

腐蚀现象是国民经济和国防建设各个部门普遍存在的问题, 腐蚀造成了巨大经济损失, 在几个工业发达国家, 每年由于腐蚀造成的直接损失约占其国民生产总值的1% ~ 4%, 间接损失更是难以估量[ 1] 。涂料涂装防腐蚀技术长久以来作为简单方便的防腐蚀方法, 在国民经济中扮演着十分重要的角色[ 2] 。

随着我国许多主力油田已进入中高含水期,以及油井注水技术和酸化处理技术的广泛应用, 油管不仅要面临硫化氢、二氧化碳以及高矿化度地层水等采出物的腐蚀, 还要承受增产作业的破坏目前使用防腐蚀涂料的防腐蚀措施也越来越受到重视。针对井下油管的腐蚀环境, 研制了HLX-05常温固化的双组分油管防腐蚀涂料, 并对其耐腐蚀性能进行了评价。

1 HLX-05重涂料的防腐蚀原理

涂料涂层对基体金属的防腐蚀保护作用主要是基于以下原理实现的:1) 屏蔽作用, 即通过涂覆漆膜把基体金属表面与环境分隔开来, 阻止或抑制水、氧和离子透过, 从而屏蔽了基体金属, 阻止形成腐蚀电池或抑制其活动。

此外, 电绝缘性良好的漆膜还可以体现出电阻效应, 抑制腐蚀电池中阳极或阴极与溶液间离子移动。屏蔽作用是防腐蚀涂料发挥其防腐功效的主要原因; 2) 颜料的钝化、缓蚀作用, 即借助涂料中某些颜料改变金属表面性能, 使其金属表面钝化, 从而达到延缓腐蚀的目的; 3) 电化学阴极保护作用, 即通过电极电位比被其保护的金属更负的涂层, 在腐蚀电池中作为阳极而" 牺牲" , 保护了阴极金属[ 3 4] 。HLX-05重防腐涂料是由改性酚醛环氧树脂、固化剂和耐酸盐填料等组成的双组分涂料。它通过环氧酚醛的良好的附着力, 在基体表面形成致密的漆膜, 再与耐酸盐填料的钝化缓蚀作用配合, 从而起到很好的防腐蚀效果。

2 HLX-05重防腐涂料的耐腐蚀性能评价

2. 1 耐盐雾腐蚀试验

按照GB /T1771标准规定的检测方法测试涂料的耐盐雾腐蚀性能。首先将涂料涂刷在100 mm x150mmx 1mm的普通低碳钢金属试片上, 涂层结构为2道底漆和2 道面漆, 涂刷保证涂层的干膜厚度不小于250 um。同时配制浓度为( 50 士 10) g /L的盐水, 并用pH 计在25 oc 时测得其pH 范围在6. 5~ 7. 2。将试片放入AC-120 型盐雾箱内的样品架上,放入已配好的盐水, 设定温度为( 35 % 2) oc , 连续喷雾4 000 h后取出。HLX-05涂层仍然保持完好。

2. 2 耐油田污水和耐酸腐蚀试验

首先将涂料涂刷在直径10 mm, 长为120 mm的普通低碳钢试棒上, 棒两端为球面, 在其中一端5 mm 处穿孔用于悬挂。涂层结构为2 道底漆和2道面漆, 涂层干膜总厚度不小于250 um。涂层固化后将试棒分别放入装有油田污水、20%硫酸、20% 硝酸和15% 土酸溶液的容器中, 对油田污水加热使其沸腾1 000 h, 而对酸溶液保持常温浸泡500 h。实验结果表明, HLX-05重防腐涂料涂层均保持完好。

2. 3 耐H2 S/CO2 和耐碱腐蚀性试验

首先将涂料涂刷在100 mmx 70mm x 3mm的普通低碳钢试片上, 保证不裸露基体金属。涂层结构为2道底漆和2 道面漆, 涂层干膜总厚度不小于600 um。按照SY /T 6717- 08附录C 规定的检测方法,

将试棒放入SAR (型高温高压动态腐蚀试验仪内,充入某气井采出水(矿化度32 593 mg /L, 氯离子浓度为20 429mg /L), 将试棒全浸入液体中。实验条件模拟该气井条件( H2 S 分压1. 8MPa, CO2 分压1. 4MPa, 总压38. 0MPa, 温度110 oc ), 在静态条件下持续试验7 d 后, 检查涂层的外观, 并按SY /T0544- 04附录C 的方法对高温高压试验后的涂层进行附着力测试。改用pH 为12. 5的N aOH 溶液重复以上实验,试验温度改为150 oc , 试验压力改为50MPa, 试验时间改为1 d。试验结束后, 将试样取出用清水冲洗, 立即进行外观检查; 冷却到室温后, 按SY /T0544- 04附录C 的方法对高温高压试验后的涂层进行附着力测试。

实验结果表明: HLX-05重防腐涂料涂层经过耐H2 S /CO2 试验后, 涂层仍有光泽, 没有颜色变化。涂层附着力测试为A 级, 与基体金属的附着力基本没有变化。涂层下基体金属表面没有腐蚀现象。涂层经过耐碱试验后, 涂层颜色略微变浅, 涂层附着力测试为B 级。可见HLX-05 重防腐涂料涂层耐H2 S /CO2 性能较好, 而耐碱性还需改进。

3 HLX-05重防腐涂料的耐热性能评价

对涂层试件在150 oc 恒温箱中进行100 h耐热试验, 结果表明, 该涂料热分解温度为253 oc ,150 oc 下恒温100 h后涂层依然完好。

4 HLX-05重防腐涂料的涂覆工艺性能

HLX-05可采用常规无气喷涂工艺进行涂覆, 在常温条件下固化成膜, 采用1道底漆和2道面漆的涂层结构, 保证涂层干膜总厚度不小于150 um。采用傅立叶变换红外光谱仪检测涂层的常温固化率。固定改性环氧树脂用量, 改变改性环氧树脂和改性胺的混合比例为10:3, 10:4和10:5, 其在常温固化7 d后的固化率均达到99% 以上, 因此HLX-05涂料具有较好的常温固化特性。

5 HLX-05重防腐涂层综合物理化学性能

涂料的使用效果除了以上评价的项目以外, 还有耐磨、抗弯曲、抗冲击等。对HLX-05重防腐涂料及涂层综合物理化学性能测试结果见表1。

表1 HLX-05重防腐涂料涂层的综合物理化学性能

HLX-05重防腐涂料涂层的综合物理化学性能

由表1可知, HLX-05重防腐涂料及涂层性能优异, 完全满足大多数使用环境的要求。

6 结论

HLX-05重防腐涂料具有优异的耐盐雾、耐酸和耐油田污水等性能及在高温高压下耐H2 S /CO2 腐蚀和耐碱等性能, 具有很好的常温固化特性, 可采用常规的高压无气喷涂工艺进行涂覆, 施工简便, 适用范围广泛。

重防腐HLX-05涂料性能研究

刘畅1, 袁宗明1, 贺三1, 卿大咏2, 王子豪3, 杜艳3

( 1. 西南石油大学石油工程学院, 四川成都 610500; 2. 西南石油大学化学化工学院, 四川成都 610500;3. 中石油西南油气田分公司输气管理处, 四川成都 610500)

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