2024年6月,由Elsevier主办的权威外文T1级学术期刊Surface and Coatings Technology、T2级学术期刊Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects、T3级学术期刊Materials Today Communications先后刊发了我院李美求教授团队关于油气管道X80管线钢表面涂层的最新研究成果,我院博士研究生张昆为论文第一作者,李美求教授为论文的通讯作者。
为提高X80管线钢在石油和天然气输送中的耐用性和抗腐蚀性,该研究提出了使用Ni-W-CrN纳米复合涂层的新方法。通过优化电沉积参数,对比不同电流密度和沉积时间,研究了不同CrN纳米颗粒浓度对涂层性能的影响,确定了最优的电沉积条件。通过电化学测试和磨损试验验证了涂层的性能,基于实验结果建立了涂层性能的预测模型。研究发现,10 g/L的CrN颗粒浓度能够显著提升涂层的硬度(达到813 HV)及抗磨损性,同时还具有最佳的抗腐蚀性能。这一发现为X80管线钢涂层的应用提供了科学依据。
该成果的应用将会显著延长管道的使用寿命,预防由于腐蚀性流体和磨料颗粒造成的常见退化,不仅提高了能源输送基础设施的安全性和可靠性,还降低了维护成本和运行中断时间。
图1纳米复合涂层Ni-W-CrN的电沉积装置及原理
图2纳米复合涂层的微观结构及成分图
图3电化学测试CrN颗粒浓度对涂层抗腐蚀性能的影响
图4磨损试验对涂层耐磨性能的影响
论文链接
http://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2024.130890