热喷涂技术在石油化工中的应用

 腐蚀和磨损是危害石油石化工业生产的严重问题。据调查，我国石油石化工业每年因磨损和腐蚀所造成的直接经济损失达数亿元。我国石油工业中的管道、储罐、油井套管等设施的腐蚀和磨损情况，随着我国油气田开发年限和设备使用年限的增长越来越严重；而我国石化工业中，随着进口高含硫原.油的炼制，设备的腐蚀问题同样日益严重。所以，因腐蚀和磨损对设备安全稳定运行带来的不利影响会越来越突出，迫切需要提高石油石化工业中开采和加工设备的耐磨性和耐蚀性。

  对磨损、腐蚀造成零件失效的研究表明，这些失效大都发生在材料表面3-4。利用表面工程的技术手段对材料表面进行处理，改善材料的表面性能，会有效地延长零件使用寿命，因此，表面工程在石油石化工业中具有重要地位。

  热喷涂技术是表面工程中重要的表面处理技术，它是指在保持零件本体材料原有性能的基础上，通过在其表面制备一层具有优越性能的覆盖层，赋予零件表面耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、抗疲劳等多种性能。采用热喷涂技术的最.大优势是能够以多种方法制备出优于本体材料性能的表面功能薄层，其厚度仅为结构尺寸的几十分之一，却使零件具有了比本体材料更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温等性能。即使采用性能优异的贵重、稀有元素，也不会显著增加成本。此外，热喷涂技术还能直接针对许多贵重零部件的失效原因，实行局部表面强化、修复、预保护，以达到延长使用寿命或重新恢复使用价值的目的。所以，采用热喷涂技术的经济效益和社会效益是十分巨大的。

热喷涂涂层功能

依据美国F.N.LONGO对热喷涂涂层的分类方法，涂层按功能可分为：

1、耐磨损涂层。包括抗粘着磨损、表面疲劳磨损涂层和耐冲蚀涂层。其中有些情况还有抗低温（<538℃）磨损和抗高温（538～843℃）磨损涂层之分。

2、耐热抗氧化涂层。该种涂层包括高温过程（其中有氧化气氛、腐蚀性气体、高于843℃的冲蚀及热障）和熔融金属过程（其中有熔融锌、熔融铝、熔融铁和钢、熔融铜）所应用的涂层。

3、抗大气和浸渍腐蚀涂层。大气腐蚀包括工业气氛、盐性气氛、田野气氛等造成的腐蚀；浸渍腐蚀包括饮用淡水、非饮用淡水、热淡水、盐水、化学和食品加工等造成的腐蚀。

4、电导和电阻涂层。该种涂层用于电导、电阻和屏蔽。

5、恢复尺寸涂层。该种涂层用于铁基（可切削与可磨削的碳钢和耐蚀钢）和有色金属（镍、钴、铜、铝、钛及他们的合金）制品。

6、机械部件间隙控制涂层。该种涂层可磨。

7、耐化学腐蚀涂层。化学腐蚀包括各种酸、碱、盐，各种无机物和各种有机化学介质的腐蚀。

涂层的结构

热喷涂涂层是由燃烧火焰或等离子热源将某种材料加热至熔化或热塑性状态,形成一簇高速的熔态粒子流(熔滴流),熔滴依次撞击基体或已形成的涂层表面,经过粒子的横向流动扁平化、急速凝固冷却、不断堆积起来而形成的。

由于热喷涂涂层为典型的层状结构，所以涂层的性能具有方向性。在垂直和平行涂层为向上的性能有显著的差异。对涂层进行适当地处理和重熔，既可以使层状结构转变为均质结构，还可以消除层状中的氧化物夹杂和气孔。