抗点蚀耐磨油管及其制备方法
专利汇可以提供抗点蚀耐磨油管及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种抗 点蚀 耐磨油管及其制备方法。首先利用化学 热处理 在油管表面形成 铁 氮化合物或含 碳 的铁氮化合物；然后利用化学 镀 ，在油管表面获得具有牺牲 阳极 性保护层。其工艺流程为：预处理→气体氮化或软氮化→活化→清洗→ 化学镀 镍→后处理。所得到的表 面层 具有很高的耐蚀性和硬度，不产生点蚀，同时它是一种金属性的保护层，因此具有耐温、抗压以及良好的抗 变形 能 力 。通过该 表面处理 的油管，抗磨损 腐蚀 性能为氮化处理油管的2倍、 化学镀镍 油管的3倍。并且处理时间短、成本低。，下面是抗点蚀耐磨油管及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种抗点蚀耐磨油管，其特征在于：该油管(1)的内外表面具有底层(2) 和表层(3)的复合结构；底层(2)为铁氮化合物层或含碳的铁氮化合物层，层 厚5～15微米；表层(3)为镍磷合金层，其中镍磷合金比例为镍89～93％wt， 磷7～11％wt，层厚10～20微米。
2、根据权利要求1所述的抗点蚀耐磨油管的制备方法，包括如下步骤：
1)油管前处理：为常规的碱洗→清洗→酸洗→干燥，或用喷砂除锈的方法， 以除去油管表面的氧化层；
2)氮化或软氮化处理：对前处理后的油管进行气体氮化或软氮化，温度560～ 620℃，时间2～5hr；
3)活化处理：将气体氮化或软氮化后的油管在20％的盐酸溶液、40～70℃ 浸渍1～5min，水洗后再用蒸馏水清洗；
4)化学镀镍：将活化后的油管放入化学镀槽中进行化学镀镍，镀液组成为： 硫酸镍：20～30g/L，次亚磷酸钠：25～35g/L，柠檬酸钠：25～45g/L，醋酸 钠：13～21g/L，稳定剂：1～50mg/L，润湿剂：0～200mg/L，其余为蒸馏水。 pH值：4.0～6.0，温度85～90℃，时间1～2hr。
5)后处理：水洗或水洗后铬酸盐钝化、水洗。
3.根据权利要求2所述的抗点蚀耐磨油管的制备方法，其特征是所说的稳 定剂为硫脲或Pb2+或IO3 -，润湿剂为十二烷基硫酸钠或苯亚磺酸钠。
技术领域
背景技术
油田管道工作环境中含CO2、H2S、硫酸盐还原菌等腐蚀介质，以及因水矿 化程度高而导致的垢下腐蚀，水中还含有泥沙，对管道产生磨损，并且承受一定 的温度和压力等，条件恶劣，磨损腐蚀严重。改变油管材质是有效的方法，但造 价昂贵，也有阳极保护、加入阻化剂等防护措施，但效果不理想。另一方法就是 对油管进行耐磨、抗腐蚀处理。
根据专利查新，为了防止油管腐蚀，有“具有镍磷合金防腐层的油管及制造 方法”的发明专利(ZL93100518.3)，和“油管抗蚀氮化防腐处理装置”的实用 新型专利(ZL00256163.8)。分别采用化学镀镍和真空渗氮的方法，在油管表面 得到高耐磨、抗腐蚀的表面层。但是，化学镀防腐层由于空隙率高，点蚀严重， 使用寿命不高；真空氮化所得的表面层较脆，抗变形能力差，结果长时间氮化容 易导致丝扣处发生脆断，缩短氮化时间又会使耐蚀的化合物层厚度降低，从而缩 短管道的使用寿命。另一方面，油井上面的管道要承受井下2000多米、也即200 多根管道的重量，因此井下管道容易出现变形，导致氮化层中出现微裂纹，破坏 其致密性，结果也容易产生点蚀穿孔而导致使用寿命下降。严重的甚至导致管道 发生断裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗点蚀耐磨油管及其制备方法。
本发明采用的技术方案是：该油管的内外表面具有底层和表层的复合结构； 底层为铁氮化合物层或含碳的铁氮化合物层，层厚5～15微米；表层为镍磷合金 层，其中镍磷合金比例为镍89～93％wt，磷7～11％wt，层厚10～20微米。
抗点蚀耐磨油管的制备方法包括如下步骤：
1)油管前处理：为常规的碱洗→清洗→酸洗→干燥，或用喷砂除锈的方法， 以除去油管表面的氧化层；
2)氮化或软氮化处理：对前处理后的油管进行气体氮化或软氮化，温度560～ 620℃，时间2～5hr；
3)活化处理：将气体氮化或软氮化后的油管在20％的盐酸溶液、40～70℃ 浸渍1～5min，水洗后再用蒸馏水清洗；
4)化学镀镍：将活化后的油管放入化学镀槽中进行化学镀镍，镀液组成为： 硫酸镍：20～30g/L，次亚磷酸钠：25～35g/L，柠檬酸钠：25～45g/L，醋酸 钠：13～21g/L，稳定剂：1～50mg/L，润湿剂：0～200mg/L，其余为蒸馏水。 pH值：4.0～6.0，温度85～90℃，时间1～2hr。
所说的稳定剂为硫脲或Pb2+或IO3 -，润湿剂为十二烷基硫酸钠或苯亚磺酸钠。
本发明的优点是：油管表面的底层、表层复合结构可在油管表面获得具有牺 牲阳极性保护层，不存在孔蚀，同时它是一种金属性的保护层，因此具有耐温、 抗压以及良好的抗变形能力。通过该表面处理的油管，抗磨损腐蚀性能为氮化处 理油管的2倍、化学镀镍油管的3倍。并且处理时间短、成本低。
附图说明
附图为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如附图所示，该油管1的内外表面具有底层2和表层3的复合结构；底层2 为铁氮化合物层或含碳的铁氮化合物层，表层3为镍磷合金层。
实施例1
1)J55油管，喷砂达到Sa2.5级别；
2)用深井式气体氮化炉进行软氮化，渗剂为氨气和乙醇，温度560℃，保温 5hr，得到15μm含碳的铁氮化合物；
3)油管出炉后用20％盐酸溶液浸渍5min，蒸馏水清洗；
4)放入温度为90℃的化学镀镍液中，镀液组成为：硫酸镍20g/L，次亚磷 酸钠：25g/L，柠檬酸钠：25g/L，醋酸钠：13g/L，Pb2+：1mg/L，十二烷基 硫酸钠：20mg/L，pH值：5.5，反应1hr后取出清洗，镀层厚度10μm，镍含量 93％wt，磷含量7％wt；
结果：表面硬度Hv480，用赤血盐-氯化钠水溶液法测得镀层孔隙率为0，中 性盐雾试验300小时以上无锈蚀，试片弯曲90度以上无开裂、无剥离。油管抗磨 损腐蚀性能为氮化处理油管的2倍、化学镀镍油管的3倍。
实施例2
1)N80油管，市售除油剂室温除油30min后漂洗，20％盐酸溶液浸渍15min；
2)用深井式气体氮化炉进行氮化，渗剂为氨气，温度620℃，保温1hr，得 到5μm铁氮化合物层；
3)油管出炉后用20％盐酸溶液浸渍1min，蒸馏水清洗；
4)放入温度为85℃的化学镀镍液中，镀液组成为：硫酸镍30g/L，次亚磷 酸钠：35g/L，柠檬酸钠25g/L，醋酸钠21g/L，硫脲2mg/L，十二烷基磺酸 钠200mg/L，pH值：4.5，反应2hr后取出清洗，镀层厚度20μm，镍含量89％ wt，磷含量11％wt；
结果：表面硬度Hv500，用赤血盐-氯化钠水溶液法测得镀层孔隙率为0，中 性盐雾试验300小时以上无锈蚀，试片弯曲90度以上无开裂、无剥离。油管抗磨 损腐蚀性能为氮化处理油管的2倍、化学镀镍油管的3倍。
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