抗静电涂料在高硫原油中的电性能和耐蚀性研究

摘要

针对高硫原油腐蚀严重的实际,选择了一种廉价且为有效的防腐方法——有机耐蚀涂料。涂料防止对高硫原油的腐蚀是一种廉价且实用的防腐方法,但是有机涂料与流动的油摩擦会产生静电,引起静电起火。因此,选用抗静电耐蚀的功能涂料对储油和炼油设备防腐是十分必要的。为此本文选用环氧树脂、聚氨酯为成膜物,填充石墨制备抗静电耐蚀涂料。讨论了腐蚀前石墨含量对涂料粘结性和导电性的影响。采用静态浸渍法研究了在腐蚀过程中石墨含量和硫浓度对涂料耐蚀性、导电性和粘结性的影响。用扩散定律估算了室温下涂层的使用寿命。结果表明:环氧树脂和聚氨酯抗静电涂料都是随着石墨含量的增加粘结性能逐渐变差,而导电性逐渐提高,当石墨含量>35％时,跃过了电阻变化的敏感阶段。在高硫原油介质中,环氧抗静电涂料不受硫浓度的影响,随着温度的升高涂层耐蚀性变差;室温下石墨含量为35%的涂料导电性和耐蚀性较佳,当温度在室温～50℃时,石墨含量为40%~45%,温度在50℃～70℃时,石墨含量为45%左右的环氧涂料耐蚀性较好。聚氨酯抗静电涂料随着温度的升高腐蚀速率逐渐增大;石墨含量<35%的聚氨脂涂料,同一温度下,随着硫浓度的增加,腐蚀速度逐渐增大,当石墨含量≥35%时,腐蚀速度不受硫浓度的影响;综合粘结性、导电性和耐蚀性,室温下石墨含量为35%的聚氨脂涂料导电性和耐蚀性较佳,在室温～50℃时选用石墨含量为42%的涂料,温度在50℃～70℃时石墨含量为45%左右的聚氨酯涂料较好。用扩散定律分别计算室温时石墨含量为35%的环氧涂层和聚氨酯涂层的使用寿命,环氧涂层寿命与厚度的关系为:T=2.4×10~3L~2(年),聚氨酯涂层寿命与厚度的关系为:T=3.26×10~3L~2(年)。

目录

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 抗静电涂料的发展

1.1.1 抗静电涂料的分类

1.1.2 复合型抗静电涂料的导电机理

1.2 树脂基复合涂层的腐蚀机理

1.2.1 腐蚀类型

1.2.2 腐蚀机理

1.3 本课题研究的目的和意义

1.4 本课题的主要研究内容

1.5 实验方案设计

2 抗静电涂料的制备及其性能测试方法

2.1 原料选择及涂料的制备

2.1.1 原料选择

2.1.2 抗静电涂料的制备过程

2.2 抗静电涂料的性能测试方法

2.2.1 导电性测试

2.2.2 粘结性测试

2.2.3 耐蚀性测试

3 腐蚀前涂料的性能测试结果与分析

3.1 石墨含量对涂料导电性的影响

3.1.1 石墨含量对环氧树脂抗静电涂料导电性的影响

3.1.2 石墨含量对聚氨酯抗静电涂料导电性的影响

3.2 不同基体树脂对涂料导电性的影响

3.3 石墨含量对涂层粘结性能的影响

3.3.1 环氧树脂抗静电涂层粘结性能测试

3.3.2 聚氨酯抗静电涂层粘结性能测试

4 环氧树脂抗静电涂料在高硫油中的导电性及耐蚀性研究

4.1 涂料耐蚀性测试结果及分析

4.1.1 石墨含量对涂层耐蚀性的影响

4.1.2 硫含量对涂层耐蚀性的影响

4.1.3 温度对涂层耐蚀性的影响

4.2 涂料导电性测试结果及分析

4.3 浸泡后涂层粘结性测试

4.4 寿命计算

4.5 小结

5 聚氨酯抗静电涂料在高硫油中的导电性及耐蚀性研究

5.1 涂料耐蚀性测试结果及分析

5.1.1 石墨含量对涂料耐蚀性的影响

5.1.2 硫浓度对涂层耐蚀性的影响

5.1.3 温度对涂层耐蚀性的影响

5.2 涂料导电时效性的测试结果与分析

5.3 浸泡后涂层粘结性测试

5.4 寿命计算

5.5 小结

6 结论

致谢

参考文献

附录1 作者在硕士期间发表论文