鈍化技術提高材料在惡劣環境中的耐腐蝕性分析

基于化學氣相沉積（CVD）技術的硅涂層具有*的性能，它在特制的爐中放置所需處理的部件，導入特定組份的氣體而形成硅涂層。主要特點是這種氣體可以滲透到曲折的管道內部任何部位并提供很薄的均勻涂覆，即使復雜的形狀也能完成均勻的1微米涂覆層。

CVD技術特性允許微流孔，如：小口徑油管或調節閥體的應用，涂層不會顯著改變表面的尺寸或物理特性，更為重要的CVD涂層（Dursan®）是美國SilcoTek®公司的技術，它具有防止操作系統污染，提高設備、管道和組件的壽命，能夠提高測量、測試的準確性，如：含硫組分的檢測準確度、重復性得到了很好的提高。

化學氣相沉積（CVD）技術的硅涂層因具有其*的性能，現在煉油以及上游石油、天然氣等實驗室儀器分析應用中得到了充分的利用與發揮。

▲涂層的優勢：

Dursan®和Silcolloy®惰性涂層提高了材料的耐腐蝕性能，同時防止離子污染，進而提高了工藝系統管控水平和產品質量。Dursan®的涂層無毒，符合USP 美國藥典標準，此項技術可應用于更耐用的基材上，如：不銹鋼或哈氏合金上使用鈍化涂層技術。  



圖1：經甲醇溶液浸泡1個月后金屬離子濃度

 

圖1顯示了每個容器中甲醇溶液浸泡后的總金屬離子濃度。Blank代表甲醇瓶中空白金屬離子的含量，Bare C-22代表未涂覆處理的哈氏合金，Bare 316L代表未涂覆處理的不銹鋼材料，柱狀圖表示浸出到甲醇中的金屬離子水平。

從如上圖1數據顯示Bare C-22、Bare 316L其金屬離子浸出污染的濃度達到了800-1200ppb的水平，與此相比對的SL 1000 C-22 及SL 1000 C 316L是由SilcoTek®公司做了涂層保護，數據顯示出經惰性化處理的材料幾乎沒有金屬離子浸出。

 



圖2：稀鹽酸浸泡實驗

 

▲耐蝕性分析：

Dursan®或Silcolloy®在整個液體管路上涂上惰性硅涂層后，可以增加工藝系統的壽命，因它有助于防止材料中的組份流失或腐蝕后造成顆粒的形成，而吸附流體中的組份。銹蝕顆粒具有的吸附能力，即使少量銹蝕的存在也會使產品的質量降低和取樣的準確度，并可能導致儀器校驗的誤差和分析定值的準確性，由于這些問題的發生，將需要技術人員花費大量的人力、物力和更多的時間來解決。

如上圖2是不同材質在稀鹽酸中浸泡實驗，實驗表明做涂覆的材質與未涂覆的不銹鋼相比，Silcolloy®和Dursan®涂層后的耐蝕性很高，耐蝕性提高了幾個數量級，Dursan® 耐蝕性最高。

 



圖3-1：漂白劑暴露后的腐蝕速率對比圖（Dursan® VS 其它類型涂層）







 



 圖3-2：漂白劑暴露后的實景對比圖

（Dursan® VS 其它類型涂層）

 

▲鈍化涂層在煉廠分析中的應用：

石化煉廠中，儀器探頭、油管、配件、過濾器和調節設備暴露在腐蝕性采樣流體中，可能將這些設備腐蝕，導致采樣系統出現故障，然而通過表面涂覆Dursan®涂層降低接觸面的反應，來增強接觸面的惰性和耐腐蝕，它可以在微小表面進行涂覆，包括金屬過濾器，來提高材料的耐久性和防止不銹鋼表面的腐蝕，進而 Dursan®可實現防止整個分析流道中取樣組件的損壞和污染。

如上圖3-1、3-2漂白劑浸泡測試實驗進一步表明，Dursan®涂覆和其它類型的涂層，具有*的耐腐蝕性能。



圖4  損失磨損速率對比圖

（Dursan® VS 未涂覆不銹鋼）

 

▲鈍化涂層磨損和潤滑試驗：

如上圖4看到Dursan®可顯著降低流動摩擦損失，因它防止材料腐蝕而阻止破壞流體通道的表面，進而其耐磨性、耐久性也得到了提高；不銹鋼因其表面相對柔軟，隨著時間的推移因暴露潛在的活性液體中而會腐蝕，致使降低系統壽命。

從如上圖4也充分說明由于SilcoTek®的化學氣相沉積工藝在不銹鋼表面嵌入了持久的涂層，提高了材料的惰性和耐久性，有效減緩腐蝕所造成的損失速率。

 



 圖5：耐高溫情況對比圖（Silcolloy® VS PTFE）

 

▲克服高低溫:

PTFE（聚四氟乙烯）材料的特性在暴露250℃以上的溫度下可以迅速降解，在低溫環境中變得脆化。說明高、低溫環境暴露可以很容易超出PTFE和其它涂層的耐高、低溫的能力。

SilcoTek®提供惰性涂層后，能夠很好的解決環境溫度從-270℃到超過1000℃不發生材質變性的特點，可以方便而準確的采樣，并不破壞采樣通道。 

低溫方面，SilcoTek®所有的涂層在低溫或極冷的條件下展現出極為穩定的特性，即使暴露在低溫液體中，其表面也不會分層或開裂。