Ni-W-P合金镀层在流动介质中的腐蚀防护效果研究

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化学沉积Ni-Zn-P合金及其冲蚀特性

关键词：化学镀；锌磷合金；蚀镍冲中图分类号：Ｔ３２Ｂ３文献标识码：Ａ
文章编号：０１９３（０００ — １１０１０ —７１２１）７１８ —５
试样经除油、除锈后用砂纸逐级打磨，洗、干清烘后用天平称量样品质量Ｇ，游标卡尺称量样品尺０用寸，算样品表面积Ｓ计。将样品浸入１：１盐酸溶液５，ｓ流水冲洗后用蒸馏水冲洗，样品放入已调好的溶将液中，ｈ后将样品取出，洗烘干后称重，１水记作Ｇ。根据样品面积和增重用公式（）算沉积速率Ｖ沉（１计单位：
基三元合金的研究受到重视。钢铁表面电镀锌镍合金常作为牺牲阳极镀层而防止钢铁腐蚀。由于化学镀镍在复杂形状的零件上沉积均匀的特点，且在镍锌合金中添加非金属元素磷，而通过合金化可以改善这种合金的微结构，而改善其进耐腐蚀性能。Ｓｈｅｉｇｒ等采用柠檬酸钠为络合ｃｌｓｅＬｎ６剂，氨缓冲介质中化学沉积ＮｉｒＰ合金，究了工在 —卜Ｚ研艺参数对沉积速度和镀层组成的影响，研究了镀层并的微观形貌和腐蚀性能。Ｖａｖ［等对锌的加入对ｌａＥ８ｏ化学沉积镍磷合金结构和组分的影响进行了报道。王
Ｌ，次亚磷酸钠３ｇＬ，酸锌８／柠檬酸钠６ｇＬ，０／硫ｇＬ，０／

海洋环境下螺纹紧固件复合防腐技术_边飞龙

•64 •海洋环境下螺纹紧固件复合防腐技术边飞龙，黄燕滨*，时小军，宋高伟（装甲兵工程学院装备再制造工程系，北京 100072）摘要：针对海洋环境下螺纹紧固件的腐蚀特点及类型，提出真空渗锌/锌铬涂层复合涂覆层的方案。

详细介绍了复合涂覆层的制备工艺，通过中性盐雾试验比较了化学镀Ni–P 合金镀层、真空渗锌层、锌铬涂层和真空渗锌/锌铬复合涂覆层的耐蚀性。

结果表明，真空渗锌/锌铬复合涂覆层的耐腐蚀性能明显优于单独使用化学镀Ni–P 合金镀层、真空渗锌层和锌铬涂层。

关键词：螺纹紧固件；防腐；真空渗锌；锌铬涂层；海洋环境中图分类号：TG174.44文献标志码：A文章编号：1004 – 227X (2010) 12 – 0064 – 03Composite corrosion protection technique for threadedfasteners in marine environment // BIAN Fei-long, HUANG Yan-bin*, SHI Xiao-jun, SONG Gao-weiAbstract: Based on the corrosion characteristics and main types of threaded fasteners in marine environment, a project of composite coating of vacuum sherardizing/Zn–Cr coating was proposed. The preparation process of the composite coating was introduced in detail, and the corrosion resistance of electroless Ni–P alloy deposit, vacuum sherardizing, Zn–Cr coating and composite vacuum sherardizing/Zn–Cr coating was compared by neutral salt spray test. Results proved that the corrosion resistance of the composite vacuum sherardizing / Zn–Cr coating is obviously better than that of the individually used electroless Ni–P alloy deposits, vacuum sherardizing and Zn–Cr coating.Keywords: threaded fastener; corrosion protection; vacuum sherardizing; zinc–chromium coating; marine environment First-author’s address: Department of Equipment Remanufacture Engineering, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China1 前言海洋环境是自然界中腐蚀作用最为苛刻的环境之一，大多数金属材料都不耐海水、海洋大气腐蚀。

国内外油气管道腐蚀及防护技术研究现状及进展_胡鹏飞

0 前言
随着石油天然气开采量的日益扩大 , 油气管道的腐蚀及防护也越来越受到重视。 CO2 作为石油、天然气或地层水的组分存在于油气层中, 采用 CO2 混相技术提高原油采收率时, 也会将 CO2 带入原油生产系统。CO2 溶于水后, 在相同 PH 值时其总酸度比盐酸高, 故对井内管材的腐蚀比盐酸更严重
[ 10]
。
文献 [ 18] 报道了管道外防腐绝缘层与阴极保护的联合使用是最经济、最合理的防腐措施 , 还报道了燕山石化公司对埋地管道采用防腐涂层结合牺牲阳极的阴极保护法, 对管道的防腐起到了良好的效果。 3. 7 镀铝钢在管道防腐技术上的应用早在 1893 年 , 德国人就发明了钢材热浸镀铝技术, 随后法国、美国也公布了热浸镀铝的技术专利 , 20 世纪 50 年代到 60 年代 , 国外钢带热浸镀技术处于迅速发展时期几个镀铝生产厂家
第 24 卷第 2 期 2003 年 6月
河南科技大学学报 ( 自然科学版 ) Journal of Henan University of Science and T echnology ( Natural Science)
Vol. 24 No. 2 June 2003
文章编号: 1000- 5080( 2003) 02- 0100- 04
3 常用的腐蚀防护技术
3. 1 采用缓蚀剂采用缓蚀剂防腐主要是利用缓蚀剂的防腐作用来达到减缓油管腐蚀的目的。其防腐效果主要与井 [ 12] 况、缓蚀剂类型、注入周期、注入量等有关。该技术成本低, 初期投资少 , 但工艺复杂, 对生产影响较大。此外 , 不同井况要求缓蚀剂的类型也不尽相同 , 通常情况下 , 中性介质中多使用无机缓蚀剂, 以钝化型和沉淀型为主 ; 酸性介质使用的缓蚀剂大多为有机物, 以吸附型为主。但现在的复配缓蚀剂根据需要在用于中性介质的缓蚀剂中也使用有机物, 而在用于酸性水介质的缓蚀剂中也添加无机盐类。不同金属的原子外层电子排布、电位序列、化学性质等有所不同 , 它们在不同介质中的吸附和成膜特性也不相同

Ni—Cu—P镀层在氢氟酸溶液中的耐蚀性研究

钢和镀层在氢氟酸溶液中的腐蚀性能。结果表明： — Ｃ — Ｐ镀层能顺利地在２Ｒ钢表面发生沉积，层光滑、Ｎｉｕ０镀致
密、无裂纹，阻隔了氢氟酸与２Ｒ钢的直接接触。镀层在氢氟酸溶液中更容易发生钝化，Ｏ具有一定的耐蚀性能。
第２４卷第５期
２１０１年ｌ０月
石
油
化
工
高
等
学
校
学
报
Ｖｏ．２４１
Ｎｏ．５
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＰＥＴＲ（ＣＨＥＭＩＵＮＩＲＳＴＩ）ＣＡＩＶＥＩＥＳ
０ｃ．２１ｔＯＩ
Байду номын сангаас
文章编号：０６３６２１）５０３０１０ — ９Ｘ（０１０ —０８－３
ＣｏｒｓｏｅｉｔｎｅｏｉＣｕ— ＰａｉｎＨｙｒｆｕｏｉｉｌｉｎｒｏｉｎＲｓｓａｃｆＮ — ＣｏｔｎｇｉｄｏｌｒｃＡｃｄＳｏｕｔｏ
ＬＩＷｅ — ｔｏＵｎａ，ＷＡＮＧｎ－ｚｉ，ＨＵｕｎｓｕ，ＬＩＨｏｇ－ｈ。Ｃｈａ — ｈｎＡＮＧｎＰｉｇ，ＱＩＨｕ。Ｎａ，ＬＩＺｕｎｈａｇ
Ｎｉｕ —Ｃ —Ｐ镀层在氢氟酸溶液中的耐蚀性研究
刘文涛王洪志，胡传顺，
，
梁平秦华李壮。，，
（．中国石化北京燕山分公司，京１２０；２辽宁石油化工大学机械工程学院，宁抚顺１３０）ｉ北０５３．辽１０１

化学镀Ni-W-P合金镀层(5)

化学镀Ni一W一P合金镀层的性能通常，Ni一W一P非晶态合金层具有均匀的结构，不存在偏析、夹杂物和第二相、原子间呈现短程有序结构，没有晶界、位错和层错以及与晶态有关的其它缺陷，具有较好的化学和电化学均匀性，缺少造成腐蚀的成核中心，因此，其耐蚀性高。

Ni一W一P非晶态合金层在空气及腐蚀介质中极易形成钝化膜。

这种镀层不论在酸性还是在碱性介质中都有钝化现象，使镀层迅速形成均匀而细密的钝化膜，这是该镀层具有高耐蚀性的因素之一。

当钝化膜遭到局部破坏时，有快速修复的能力。

镀层形成钝化膜之前，有活化溶解过程，这种快速活化溶解对钝化元素的溶解过程起到了堡垒作用，造成了表面钝化元素的富集，形成了良好的保护性能的钝化膜，提高了镀层的耐蚀性。

在非晶态镀层表面形成钝化膜与晶态表面形成的钝化膜没有严格的本质不同，差别在于非晶态镀层表面形成的钝化膜是均匀的，这种均匀的钝化膜使得非晶镀层比晶态镀层有更高的耐蚀性。

(1)在HNO3介质中的耐蚀性Ni一W一P三元合金镀层的组织结构特征导致了镀层的致密性，降低镀层的孔隙率，提高了耐蚀性，表2一4是对不同厚度的二元Ni一P和三元Ni一W一P镀层分别进行孔隙率测定和浓HNO3快速腐蚀试验，从表中可以看出，三元Ni一W一P镀层比二元Ni一P镀层更致密，且有更好的耐蚀性。

表2-4 Ni-P及Ni-W-P镀层的孔隙率和耐蚀性在化学镀Ni一W一P合金中，钨含量对镀层的孔隙率影响较大，随钨含量的增加，孔隙率减少。

化学镀Ni一P二元合金层的孔隙率明显高于任何一种Ni一W一P三元合金层，即Ni一W一P合金层的致密性优于Ni一P合金层，这是Ni一W一P合金镀层耐蚀性高的原因。

(2)在HC1介质中的耐蚀性表2一5给出了不同W含量的Ni一W一P合金镀层在5%(重量)及10%（重量）HCl介质中的腐蚀失重结果，并与Ni一P合金镀层及1Cr18Ni9做了对比。

测定结果表明，Ni一W一P合金镀层在HCl介质中有腐蚀发生，且随着镀层中W含量的降低，腐蚀速度增大，但与1Cr18Ni9相比，其耐蚀性要好得多。

化学镀Ni_P合金镀层的微观结构_周上祺

(a)显微组织 100 000 ×
(b)衍射结果
图 5 含 4 .15 %P 的 N i-P 合金形貌
(a)显微组织 100 000 ×
(b)衍射结果
图 6 含 7 .47 %P 的 N i-P 合金形貌
(a)显微组织 100 000 ×
(b)衍射结果
图 7 含 10 .29% P 的 Ni-P 合金形貌
可见 , 仅从 X 射线漫散峰作出镀层是非晶态的结论 , 是不够全面的 , 最好采用电子衍射进行判断。
2 .2 镀态 Ni-P 合金的镀层模型从以上讨论可知 , 化学镀时 Ni 原子和磷原子都是沿密排面
(111)沉积在基材上 , Ni 微晶 [ 111] 方向(镀面法向)的大小约 2 nm , 即 10 个原子层左右 , P 微晶 2.9 nm , 即 7 个原子左右。Ni-P 合金镀层一般为几个、十几个或几百微米 , 这说明整个镀层由若干微晶堆积而成。从图 5 低磷合金的衍衬相和电子衍射分析可知 , 合金由非常致密的镍基和粒状 Ni3P 两相组成。图 6 的中磷 Ni-P 合金也由 Ni 和 Ni3P 两相组成 , 但 Ni3P 较低磷时粗大。图 7 中的高磷合金为非晶态 , 它由几何形状不规则的非晶区组成 , 视场中的非晶区线度大小为 0.2～ 0.4 μm , 区与区之间有明显的界面 , 一些区与区之间或同一非晶区内还有明显的衬度。化学镀过程中 , 首先随机沉积到镀件表面各处的镍原子形成了催化中心 , 在此中心周围不断沉积 Ni 、P 原子而形成非晶区。非晶区生长也是随机的 , 因此最终得到若干形状各异的非晶区。通过以上的讨论 , 可以用图 8 描述中、低磷 Ni-P 合金镀层结构 , 用图 9 描述高磷合金的镀(%)wt 10 .29 7 .47 4 .15

镍钨合金电镀综述

Ni-W 合金电镀研究（文献综述）化生系2007级应用化学班谷惠文摘要：本文综述了Ni —W 合金的电沉积过程及反应机理、电镀溶液组成的测定、镀层的性能及应用，最后在网上查阅相关资料，指出了Ni —W 合金电镀今后的发展趋势和发展方向。

关键词：Ni —W 合金电镀反应机理镀层性能综述Ni-W 非晶态镀层具有很高的机械性能，耐蚀性能和耐磨性，已被广泛地应用在铸造模具，注塑用螺杆，喷嘴及导线制辊等方面。

Ni-W 镀层不仅在性能上可与硬铬镀层相媲美，而且对环境污染小可作为一种代铬镀层使用。

本人阅读了有关Ni-W 合金电镀的论文10余篇及网上的电镀资料，对其综述如下。

1. 镍钨电沉积的过程及其反应机理]21[-Ni-W 镀液多以O H NiSO 247⋅和O H NaWO 242⋅作为主盐，使用钌钛电极或不锈钢电极作不溶性阳极。

由于钨的电极电位较负，不能单独从其盐的水溶液中沉积出来，而且镍和钨的标准电极电位相差较大(V Ni Ni V W W O 257.0/05.1/224-=-=+-，)不能实现共沉积。

但是由于过渡元素存在价电子空轨道，镍、钨金属离子可以和络合剂形成络合物，使得沉积电位都趋于更负，将原来电位相差较大的沉积电位相互接近，通过诱导共沉积原理使W 以 Ni —W 合金的形式沉积出来。

Ni —W 镀液按采用不同络合剂的种类可分为柠檬酸(盐)体系，酒石酸(盐)体系，焦磷酸盐体系，氨基磺酸盐体系和无络合剂的酸性体系，使用氨水作为辅助络合剂。

下面以现在应用最为广泛的柠檬酸体系为例来说明Ni —w 的反应机理。

柠檬酸是一种四元酸，为天然无毒络合剂，在溶液中主要以三价负离子-3Cit 的形式存在，其络合能力很强，与+2Ni 形成 1：1的络合物-)]([Cit Ni ，在柠檬酸存在时，W(Ⅵ)的存在形式为+22W O ，与柠檬酸形成 1：1的络合物-)]([2Cit W O 。

在溶液中加入浓氨水作为辅助络合剂，可形成新的络合物-)])(([3Cit NH Ni 和-)])(([32Cit NH W O 。

Ni-W合金电镀研究现状及发展趋势

对沉积机理的探索，解液浓度、合剂、电络
种比较适合的络合剂，往因为能够得到往
添加剂的使用、电流密度、Ｈ值以及温度等较高钨含量的合金而成为首选，中不足格点位置而形成置换型固溶体。ｐ美由于ｗ原子０．３ｔｉ）原子半径（．２６ｍ）０１４ｎ操作条件对镀层性能的影响、层的结构的是这种体系的电流效率一般较低。用镀使半径（１７ｎｎ比Ｎｉ
境污染小，作为一种代铬镀层使用，避可躲
无序的非晶态结构，晶态Ｎ —Ｗ合金较晶的峰明显变宽，且有细微偏移。门大学非ｉ而厦化学系杨防祖以及国外一些研究者均认为这些只能解释为Ｎｉ合金电沉积层是以Ｎｉ —Ｗ
近些年来，沉积镍钨合金的研究逐电渐增温，因是这种合金呈现出独一无二原
度的增加而大幅增加，同时Ｎｉ的浓度影响内沉积率随温度升高而增大。了镀层中钨的含量，伴随着Ｎｉ度的升高浓
为溶剂，Ｗ为溶质，构上Ｗ占据Ｎｉ品格结的
了镀铬过程中产生的六价铬污染问题，具态具有更好地耐蚀性和耐磨性。Ｎｉ合在Ｗ柠有很重要的应用价值。目前的研究集中在金电镀中，檬酸和柠檬酸盐被认为是一

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度约为１００℃ ，压力约为０．４６ＭＰａ。管柬内介质为
循环水，管柬由２Ｏ钢制造，管束内循环水的平均温度为２４～３Ｏ℃ ，管内压力为０．４０ＭＰａ。换热器管
基体材料采用２０钢，其主要成分的质量分数
摘要：在管束表面化学镀Ｎｉ — Ｗ－Ｐ合金镀层，并对镀层的表面形貌、成分、结构及耐蚀性进行了测
试。结果表明：Ｎｉ — ｗ— Ｐ合金镀层表面覆盖均匀的胞状物，含有ｗ元素，容易在介质中发生钝化；
Ｎｉ — Ｗ— Ｐ合金镀层的耐蚀性良好，其在流动介质中的耐蚀性弱于在静态介质中的耐蚀性。关键词：化学镀；Ｎｉ－Ｗ－Ｐ合金镀层；耐蚀性；换热器
钱守龙
（１．辽宁石油化工大学机械工程学院，辽宁抚顺ｌｌ３００１；
２．辽宁石油化工大学继续教育学院，辽宁抚顺１１３００１）
ＭＡＴｅｎｇ－ｄａ，ＺＨＡＮＧＹｕｎ－ｘｉａ，ＬＩＡＮＧＰｉｎｇ，ＲＥＮＪｉａｎ — ｍｉｎ，ＱＩＡＮＳｈｏｕ — ｌｏｎｇ
・
４６・
Ｍａｒ．２０１７
Ｅｌｅｃｔｒｏｐｌａｔｉｎｇ＆ＰｏｌｌｕｔｉｏｎＣｏｎｔｒｏｌ
Ｖｏ１．３７Ｎｏ．２
Ｎｉ－Ｗ— Ｐ合金镀层在流动介质中的腐蚀防护效果研究
为：Ｃ０．２１４％，Ｓｉ０．２１５，Ｍｎ０．４４０，Ｓ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｉ — Ｗ— Ｐａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｕｂｅｂｙｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓｐｌａｔｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｗｅｌｌ — ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｅｄｃｅｌｌｕｌａｒｍａｔｔｅｒｃｏｖｅｒｅｄｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆＮｉ — Ｗ— Ｐａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇ．Ｎｉ～Ｗ— ＰａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｃｏｎｔａｉｎＷｅｌｅｍｅｎｔ，ａｎｄｉｔｗａｓｅａｓｙｔＯｐａｓｓｉｖａｔｅｉｎｍｅｄｉｕｍ．ＴｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆＮｉ－Ｗ— Ｐａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇｉｎｆｌｏｗｉｎｇｍｅｄｉｕｍｗａｓｗｅａｋｅｒｔｈａｎ
中图分类号：ＴＱ１７４
文献标志码：Ａ
文章编号：１０００－４７４２（２０１７）０２ — ００４６ — ０４
０前言
某企业换热器壳层介质为烷烯烃和苯，介质温
Байду номын сангаас
ｌ实验
１．１实验材料
ｔｈａｔｉｎｓｔａｔｉｃｍｅｄｉｕｍ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓｐｌａｔｉｎｇ；Ｎｉ — Ｗ— Ｐａｌｌｏｙｃｏａｔｉｎｇ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｅｒ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉａｏｎｉｎｇＳｈｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｓｈｕｎ１１３００１，Ｃｈｉｎａ；
２．ＣｏｎｔｉｎｕａｌＥｄｕｃａｔｉｏｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＩｉａｏｎｉｎｇＳｈｉｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｓｈｕｎ１１３００１，Ｃｈｉｎａ）
ＳｔｕｄｙｏｎＣｏｒｒｏｓｉｏｎＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＥｆｆｅｃｔｏｆＮｉ＿＿Ｗ・＿ＰＡｌｌｏｙＣｏａｔｉｎｇｉｎＦｌｏｗｉｎｇＭｅｄｉｕｍ
马腾达，张云霞，梁平，任建民