一种耐盐穴高压气氛防腐镀层的施镀工艺及应用制造技术

本发明专利技术提供了一种耐盐穴高压气氛防腐镀层的施镀工艺及应用，所述施镀工艺通过对Q345钢试片前处理后，将试片放置于Ni

【技术实现步骤摘要】
一种耐盐穴高压气氛防腐镀层的施镀工艺及应用


[0001]本专利技术属于盐穴压缩空气储能领域，具体是一种耐盐穴高压气氛防腐镀层的施镀工艺及应用。

技术介绍

[0002]盐穴压缩空气储能技术造价成本低、环保无污染并且有较强的调峰作用，近些年在国内外电力行业受到了越来越多的重视。盐穴储气库是在原残余盐穴的基础上简单修建而来，在高频注采空气过程中，周边岩层会渗出H2S、SO2等气体物质，并且由于盐穴内残留少量的盐份，这些物质都会融入压缩空气中，并随着空气进入相关管道和设备。
[0003]目前为了节省成本，压缩空气储能管道一般不会采用石油行业的管线钢，而采用耐蚀性能较差的Q345钢，内表面涂敷常压使用的耐蚀镀层。但在高压和应力腐蚀的作用下，这种镀层极易失效，从而发生管道的疲劳损伤和断裂失效等问题，造成报废和机组停运等现象。严重制约了储能项目正常运行和设备的使用年限，从而带来了巨大的经济损失，因此，需要对Q345内表面镀层的耐蚀性能进一步改进。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种耐盐穴高压气氛防腐镀层的施镀工艺及应用，本专利技术的施镀工艺可以在样品表面制备出高压重腐蚀空气环境中抗腐蚀、高稳定性的镀层。
[0005]本专利技术提供的技术方案：一种耐盐穴高压气氛防腐镀层的施镀工艺，包括如下步骤：
[0006](1)配制硫酸镍和次磷酸钠水溶液，将硫酸镍和次磷酸钠水溶液混合后，制作为基液，向基液中缓慢倒入柠檬酸钠溶液、乳酸溶液和醋酸钠溶液，定容后得到Ni
‑
P基的化学镀液，所述硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸钠、乳酸和醋酸钠在Ni
‑
P基的化学镀液的浓度分别为16
‑
22g/L，9.5
‑
11.5g/L，8
‑
15g/L，0.25
‑
0.5ml/L，0.1
‑
0.2g/L；
[0007](2)取Q345基材采用丙酮除油后，用质量浓度8
‑
13％的盐酸酸洗试样表面至无明显腐蚀点，再用质量浓度5
‑
8％盐酸对样品拟镀表面活化后，最后用除盐水冲洗干净；
[0008](3)将步骤(1)配置好的化学镀液放置于水浴锅中加热至70
‑
90℃，用氢氧化钠溶液调节PH值至9.5
‑
10.2后，将经过步骤(2)前处理好的样品放入镀液后开始计时，缓慢搅拌并每隔8
‑
10min添加80
‑
150mL新镀液，并监测PH值，当下降至8.0以下时，加入氢氧化钠溶液调整至9.5
‑
10.5；
[0009](4)取ZIF
‑
8复合粉末放置于一定的步骤(1)所配置的化学镀液中，再将混合液用超声波分散后，加热，得到质量浓度为20
‑
30g/L的ZIF
‑
8混合液；
[0010](5)当步骤(3)完成3
‑
4次投加新镀液后，将步骤(4)得到ZIF
‑
8混合液投加入步骤(3)所得的施镀溶液中，使ZIF
‑
8在溶液中质量浓度控制在1.5
‑
3.5g/L之间，进行共沉积；再加入稳定剂，随后继续保持温度，再施镀20
‑
30min后，取出试样，用流动清水冲洗表面残夜，
冷风吹干后，获得化学镀后的样品。
[0011]进一步的，所述步骤(2)中活化时间为10
‑
20秒。
[0012]进一步的，所述步骤(3)中氢氧化钠溶液的质量分数为8
‑
12％
[0013]进一步的，所述步骤(4)中超声波的功率为60
‑
90W，分散时间12
‑
18min，磁力搅拌的水浴锅中加热温度为80
‑
90℃。
[0014]进一步的，所述步骤(5)中按照每L施镀液加入稳定剂15
‑
25mL的比例进行投加，稳定剂的质量浓度为1
‑
1.5g/L，所述稳定剂为硫代硫酸钠与苯并三氮唑按照质量比0.7
‑
1：0.8
‑
1.1复配获得。
[0015]经过施镀工艺处理后的样品的应用，所述样品用于制作盐穴压缩空气储能气体管道。
[0016]本专利技术的有益效果：
[0017](1)本专利技术的镀液配方为根据常规Ni
‑
P配方进行的改良，目的是更好的接纳ZIF
‑
8固体颗粒。特别是由于ZIF
‑
8固体颗粒在酸性介质中不稳定，因此采用氢氧化钠溶液调节PH值至9.5
‑
10.2环境，以便有助于ZIF
‑
8固体颗粒分散。此外，在常规的镀液配方中，配位剂乳酸的浓度和用量并不多，这是因为常规镀液为酸性环境，本身的氢离子即可对拟镀基体产生活化作用，而本专利技术镀液中，为了在碱性环境下仍然保持基体和镍离子的活性，先用高浓度乳酸活化，在投加ZIF
‑
8前，用氢氧化钠调整并保持PH在8.0
‑
10.0之间，从而既保障了活性，又避免了ZIF
‑
8的分解。
[0018](2)本专利技术技术方案中，当镀液与Q345施镀表面基体发生氧化还原反应时，ZIF
‑
8颗粒中的微碳孔骨架一方面为镀层电化学反应提供了导电环境，另一方面也为电解质离子创造了更多的迁移通道。此外，当施镀反应发生后，ZIF
‑
8颗粒与镍离子和磷离子形成持续共沉积，逐渐嵌入至镀层之中。当颗粒直径小于等于镀层厚度时，ZIF
‑
8颗粒被镀层完全包覆，从而形成Ni
‑
P基的复合镀层。
[0019](3)本专利技术技术方案中，ZIF
‑
8颗粒在与镍离子、磷离子共沉积的过程中，增加了形核点数量，对复合镀层产生了细晶强化的效果，使镀层结构更致密，晶粒更细小，有效地改善了复合镀层的显微组织，提高了复合镀层的硬度与耐磨性。与此同时，ZIF
‑
8有着较高的表面积，其强大的表面能可以强化对Ni
‑
P相之间的连接，从而在高空气压力下，避免了微裂纹的产生，提高耐腐蚀性。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的工艺流程图；
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]实施例1
[0023]一种耐盐穴高压气氛防腐镀层的施镀工艺，包括以下步骤：
[0024]S1、配制50g/L硫酸镍和32g/L次磷酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐盐穴高压气氛防腐镀层的施镀工艺，其特征在于包括如下步骤：(1)配制硫酸镍和次磷酸钠水溶液，将硫酸镍和次磷酸钠水溶液混合后，制作为基液，向基液中缓慢倒入柠檬酸钠溶液、乳酸溶液和醋酸钠溶液，定容后得到Ni
‑
P基的化学镀液，所述硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸钠、乳酸和醋酸钠在Ni
‑
P基的化学镀液的浓度分别为16
‑
22g/L，9.5
‑
11.5g/L，8
‑
15g/L，0.25
‑
0.5ml/L，0.1
‑
0.2g/L；(2)取Q345基材采用丙酮除油后，用质量浓度8
‑
13％的盐酸酸洗试样表面至无明显腐蚀点，再用质量浓度5
‑
8％盐酸对样品拟镀表面活化后，最后用除盐水冲洗干净；(3)将步骤(1)配置好的化学镀液放置于水浴锅中加热至70
‑
90℃，用氢氧化钠溶液调节PH值至9.5
‑
10.2后，将经过步骤(2)前处理好的样品放入镀液后开始计时，缓慢搅拌并每隔8
‑
10min添加80
‑
150mL新镀液，并监测PH值，当下降至8.0以下时，加入氢氧化钠溶液调整至9.5
‑
10.5；(4)取ZIF
‑
8复合粉末放置于一定的步骤(1)所配置的化学镀液中，再将混合液用超声波分散后，加热，得到质量浓度为20
‑
30g/L的ZIF
‑
8混合液；(5)当...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明，易锫，余建飞，李阳海，张莹，叶建锋，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：