[发明专利]一种输油管道纳米复合涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种输油管道纳米复合涂层的制备方法，属于石油输油管道表面制备纳米复合涂层的技术。

背景技术

在油气田开采和输送过程中，腐蚀、结垢、结蜡、磨损是其四大公害，始终伴随着整个过程。

输油管道的腐蚀、结垢、结蜡、磨损是造成油田所用输油管道产品寿命短、维修费用高、影响产量和效益的主要因素，对于采油、注水井，打井费用较高，而一些井由于腐蚀、结垢、结蜡、磨损修井频繁，停井率高，要多产油少打井，最有效的办法就是采取一定的防护措施，有效降低停井率；对于集输管线系统，同样存在腐蚀、结垢、结蜡、磨损问题，为了减阻、节能，实现不加热输送，提高输送效率以及保证输送介质的质量，也必须进行有效的防护。

然而目前所有的管道产品，不能同时具备防腐、防垢、阳蜡、防磨的性能，解决油田管道的腐蚀、结垢、结蜡和磨损问题是油田生产中的难题，是我国乃至世界油田迫切需要的，对降低采油生产成本、提高经济效益有着重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种输油管道纳米复合涂层的制备方法，采用正反脉冲电沉积方法制备金属基Ni-W-P-SiC/CeO₂-TiO₂纳米复合涂层至输油管道上，改变了镀层中基体表面的微观结构，使得镀层的抗高温氧化性能和耐磨损性能明显提高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种输油管道纳米复合涂层的制备方法，包括以下工艺步骤：

S1)对输油管道镀件进行表面预处理；所述表面预处理包括除油、电化学抛光和活化工序；

S2)将预处理好的输油管道镀件作为阴极，用石墨作为阳极，直接放入含有纳米SiC、CeO₂和TiO₂固体粉末的电沉积镀液中，采用双向高频脉冲电源对输油管道镀件表面直接进行双脉冲电沉积处理。

优选方案，在步骤S1)对输油管道镀件的预处理过程中，所述电化学抛光采用的电镀液主要组成为：次亚磷酸钠0.1～5mol.L-1，硫酸镍0.1～5mol.L-1；用硫酸控制电镀液的pH值为2～7；在电化学抛光时电镀液的温度为20～80℃。

优选方案，在步骤S1)对在输油管道镀件的预处理过程中，电化学抛光的工艺参数为：输油管道镀件为阴极，采用石墨为阳极，两极极间距20～100mm，电流密度2～8A·dm^-2，电镀时间5～30min。

优选方案，在步骤S2)中对输油管道镀件的电沉积处理过程中，脉冲电沉积的工艺参数为：电流密度1～8A·dm^-2，脉宽10～99％、频率0.5～4.5kHz、电压2.0～10.0V、脉冲空占比为0.4～0.8，换向时间为2～10ms；阳极与阴极之间的距离为20～80mm，电沉积时间为10～120min。

优选方案，在步骤S2)中对输油管道镀件的电沉积处理过程中，电沉积镀液的主要组成为：硫酸镍0.1～0.5mol·L^-1，乌酸钠0.1～0.5mol·L^-1，次亚磷酸钠0.1～0.5mol·L^-1，硫酸铵0.1～0.5mol·L^-1，柠檬酸钠0.1～0.5mol·L^-1，硼酸钠0.1～0.5mol·L^-1，碳化硅0.1～0.5mol·L^-1，氧化铈0.1～0.5mol·L^-1，氧化钛0.1～0.5mol·L^-1，十二烷基硫酸钠0.0001～0.0005mol·L^-1，用硫酸调节电沉积镀液的pH值为2～7。

优选方案，在步骤S2)中对输油管道镀件的电沉积处理过程中，电沉积镀液的温度为20～80℃。

优选方案，在步骤S2)中对输油管道镀件的电沉积处理过程中，上下搅拌沉积液，使悬浮在电沉积镀液中的纳米SiC、CeO₂和TiO₂均匀沉积在试样表面。

优选方案，在输油管道镀件经脉冲电沉积处理后，可采用水洗或乙醇洗涤。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：