Исследование структуры и свойств цинковых покрытий с целью оценки их эксплуатационной надежности

• Автор: Чижов, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
ИССЛЕДОВАНИЯ
1Л. Современные проблемы эксплуатации труб нефтяного сортамента
1.2. Условия эксплуатации труб нефтяного сортамента
1.3. Методы нанесения цинковых покрытий
1.4. Проблема сравнительной оценки цинкового покрытия
1.5. Основные квалиметрические подходы к оценке покрытий
Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Материал исследования и методы нанесения покрытий
2.2. Металлофизические методы исследования цинковых покрытий..
2.3. Методы оценки эксплуатационных свойств цинковых покрытий.
Глава 3. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСНОГО ПОДХОДА К ОЦЕНКЕ
КАЧЕСТВА ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЙ
3.1. Стандартизированные подходы в оценке качества цинкового покрытия
3.2. Выбор показателей качества и их систематизация
3.3. Определение коэффициентов весомости показателей качества
3.4. Алгоритм расчета комплексного показателя качества
Глава 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЦИНКОВЫХ
ПОКРЫТИЙ
4.1. Толщина и равномерность покрытий
4.2. Структура и фазовый состав
4.3. Микротвердость
4.4. Износостойкость
4.5. Коррозионная стойкость
4.6. Адгезия и пористость
Глава 5. КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЙ
5.1. Расчёт коэффициентов весомости показателей

5.2. Расчёт комплексного показателя качества
5.3. Перспективы использования комплексной оценки качества цинкового покрытия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 - Акт использования результатов диссертационной
работы
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 - Анкета для проведения экспертного опроса
ПРИЛОЖЕНИЕ 3 - Список членов экспертной группы

ВВЕДЕНИЕ
Добыча нефтепродукта из скважины и его первичная переработка среди технологических процессов, используемых в нефтегазодобывающих и перерабатывающих технологиях, заслуживает особого внимания, именно здесь продукт в первую очередь воздействует на эксплуатируемые металлоконструкции.
Средние сроки эксплуатации насосно-компрессорных труб (НКТ), как наиболее ответственного и дорогостоящего нефтяного оборудования, без антикоррозионной защиты составляют при добыче нефти, не содержащей сероводород и микробактерии, 8-10 лет, а в их присутствии снижаются до 1-3 лет [1, 2].
Согласно анализу литературных данных основными методами противокоррозионной защиты НКТ являются: применение
коррозионностойких сталей, покрытий на основе экструдированного полиэтилена и лакокрасочных материалов, стеклоэмалевых, эпоксидных и фосфатированных покрытий, а также ингибиторов, деэмульгаторов и др., однако, они не обеспечивают их достаточную эксплуатационную надежность, что приводит к частому выходу из строя этих конструкций.
Весьма успешным в качестве антикоррозионной меры по защите НКТ в настоящее время считается использование защитных цинковых покрытий [

Технология цинкования является одним из наиболее распространённых в промышленности методов защиты металлоконструкций от коррозии. Высокие защитные (антикоррозионные) свойства этого покрытия объясняются тем, что в наиболее часто встречающихся коррозионноактивных средах (в промышленной и морской атмосфере, грунте, пресной минерализированной и морской воде) цинк является анодом почти ко всем применяемым металлам (кроме алюминия и магния). Благодаря этому, цинк растворяется в этих средах, а сталь (как катод) не подвергается разрушению

Глава 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2Л. Материал исследования и методы нанесения покрытий
В работе проведены исследования трубных сталей 45, 30Г2, 37Г2Ф и 37Г2С разных групп прочности по ГОСТ 633-80, НКТ и муфты из которых производятся на ОАО «Первоуральский новотрубный завод» и широко применяются в нефтедобывающей промышленности, как в России, так и за рубежом. Выбор пяти марок сталей для этих целей был обусловлен необходимостью проверки влияния химического состава и прочности материала на свойства цинковых покрытий.
В качестве защитных покрытий использовали цинкование трех видов: гальваническое (ГВЦ), термодиффузионное (ТДЦ) и горячее (ГЦ). Ъх-покрытия наносили на муфты НКТ диаметром 60 мм, марки стали 37Г2С, соответствующей группе прочности «К» по ГОСТ 633-80, и на образцы-свидетели размером 25x10x10 мм, вырезанные без нагрева из пяти заготовок муфт из сталей разного состава и групп прочности. Часть заготовок были получены с прокатного нагрева и не подвергались дополнительной термообработке, другие - для получения необходимых механических свойств были подвергнуты термической обработке в условиях «Финишного центра» цеха № 4 ОАО «Первоуральский новотрубный завод». Химический состав исследованных сталей и режимы их термической обработки приведены в таблицах 2.1 и 2.2, соответственно.
Так как в качестве защитных покрытий муфт НКТ было использовано цинкование трех видов, то и образцы в данной работе изучали после нанесения цинковых покрытий по этим трем методикам:
- горячее;
- термодиффузионное;
- гальваническое.