换热器管束化学镀镍磷合金防腐

 
 化学镀镍磷合金技术简介

　　高性能的镍磷合金化学镀工艺是近年来*发展起来的一种新型表面保护和表面强化技术手段，具有广泛的应用前景。目前化学镀镍磷合金已广泛地应用在石油化工、石油炼制、电子能源、汽车、化工等行业。石油炼制和石油化工是其较大的市场，并且随着人们对其镀层特性的认识，它的应用也越来越广泛，主要用在石油炼制、石油化工的冷换设备上，并且得到了许多用户的认可。经实际应用，能显着提高设备的耐磨、耐蚀性能，延长其寿命3倍以上，性能优于目前使用的**涂料，而且适用于碳钢、铸铁、有色金属等不同基材。
　　化学镀镍磷合金的原理
其主要反应为次亚磷酸钠还原镍离子为金属镍，即在水溶液中镍离子和次亚磷酸根离子碰撞时，由于镍触媒作用析出原子态氢，而原子态氢又被催化金属吸附并使之活化，把水溶液中的镍离子还原为金属镍形成镀层，另外次亚磷酸根离子由于在催化表面析出原子态氢的作用，被还原成活性磷，与镍结合形成Ni－P合金镀层。
2、镀层的特性及技术指标
(1)镀层均匀性好
非晶态Ni－P合金镀层是通过化学沉积的方法获得，凡是镀液能浸到的部位，任何形态复杂的零件，都能得到均匀的镀层。不需外加电流，是非晶态均一单相组织，不存在晶界、位错，也无化学成份偏析,且避免了电镀形成的边角效应等缺陷。另外，镀层十分致密还具有较高的光洁度。
(2)镀层附着力好
镀层在钢铁基体上产生压应力（4MPa），而镀层与钢的热膨胀系数相当，所以具有优良的附着力，一般为300－400MPa。
(3)镀层硬度高，抗磨性能优良
镀层具有高硬度，低韧性和较低热导率、电导率，它的抗拉强度**过700MPa，与很多合金钢相似，镀层硬度和延伸率都**过了电镀铬，弯曲无裂纹，但不适合反复弯折和拉抻等剧烈变形的部件，经热处理硬度可达HV1100，但在320℃时开始发生晶型转变，耐磨性能增强，耐蚀性能减弱。
(4)优良的抗腐蚀性能
由于镀层为非晶态，不存在晶界、位错等晶体缺陷，是单一均匀组织，不易形成电偶腐蚀，决定其有较高的耐蚀性，Ni－P镀层均匀性好，拉应力小，致密性好，为防止介质的腐蚀提供了理想的阻挡层。在碱、盐、高温油测、**介质和溶剂、酸性气体中有抗蚀能力，经实际应用证明，特别对石油炼制、石油化工中的Cl-应力腐蚀，高低温H2S和环烷酸的腐蚀具有**凡的抗蚀能力。
表一 非晶态镍磷合金在某些介质中的腐蚀速率表
介质名称	Wt％	温度（℃）	Ni-P合金腐蚀率mm/y	1Cr18Ni9Ti腐蚀率mm/y
氢氧化钠	50	95	0.002	>1.0
盐酸	10	25	0.072	>1.5
盐酸	37	30	0.041	>1.5
硫酸	10	70	0.048	>1.5
甲酸	85	20	0.013	>1.5
氯化钠	饱和	100	0.024	0.05-1.5
重铬酸钠	20	100	<0.001	0.05-1.5
石油	 	20	无	 
水		20	无	
海水		20	无	
				
 表二 镍磷合金镀层物理机械性能表
性能	Ni－P	备注
钢上镀层内应力MPa	700	
延伸率	1－1.5	
结合力MPa	300－400	低碳钢、不锈钢为160－200
硬度HV	600－800	经300℃处理达800－1100
镀层厚μm	25－75	 
耐热性能700℃	不起皮，不脱落	
无孔隙较小厚度μm	15	
外观	类似于不锈钢的银白色，色调柔和，美观	
 
3、应用范围
 
(1)石化工业中：冷换设备、盘管、采注管线、控制阀泵、吸入活塞杆等。
(2)汽车和造船工业中：发动机轴、防滑活塞、空气调节器元件、交流发电机散热片、油箱、燃料喷射器传动推力热圈等、
(3)轻纺工业中：塑料模具、刻花滚筒、导布辊、导纸辊、贮槽、横机、导轨、针筒、烘缸、织物刀刃、塑料切粒刀等。
(4)饲料食品工业中：烤锅、轴承、罐头生产线设备、滑轮、切片装置、分类机、搅拌机等。
(5)其它工业中：液压装置、离合器、泵、轴辊、拉丝机滚筒等。
　　化学镀防腐蚀技术较早应用于石油和化学工业。Ni-P合金镀层为非晶态结构，具有优良的化学惰性，可有效地抗碱、盐溶液和海水腐蚀，抗石油和各种碳氢化合物腐蚀，加之Ni-P镀层的耐磨性能，因此形成了其在石油、天然气开发和石化生产中腐蚀防护的优势，成为石化装备方面较新发展起来的一种防腐材料。在中东、美国和德国的石油和天然气开采中，在管线、阀体、泵站的防蚀保护方面，该技术得到了广泛应用，并取得了明显效果。我国在八十年代末开始在油田行业开发应用该技术，在不断实践的基础上实现了换热设备大面积整体化镀技术的突破，大大降低了成本，提高了生产效率和生产能力。目前这项比较成熟的工艺技术已在大庆、胜利、中原油田推广开来，应用于采注管线的防腐；在石化、化纤、化肥、制盐、制药、制碱、发电、冶金焦化等工业的冷换设备的防腐领域，可以代替不锈钢，但造价为不锈钢的1/2。应用该技术后可使设备提高耐磨性和耐蚀性，延长其使用寿命3倍以上，性能优于目前使用的**涂料，而且适用于碳钢、铸铁、有色金属等不同基材，能大大节约原材料和能源，提高开工率，经济效益显着。