激光表面改性在石油工业中的应用

石油矿场的工况比较恶劣,许多金属零部件长期承受重荷,并在有腐蚀、摩擦和磨损的工况下使用,导致其过早发生失效破坏.利用激光表面改性技术能提高材料的硬度和耐磨性.在激光加工技术中,激光表面强化具有节省能源和材料的优势,文章介绍了激光表面改性的原理、分类和金属表面各种激光改性工艺的特点,重点阐述了激光相变硬化、激光熔覆、激光熔凝、激光合金化、激光冲击硬化在石油工业中的应用情况,展望了该技术在石油工业中的应用前景.     

钻井泵十字头表面耐磨性增强技术及对比分析

钻井泵的十字头易磨损失效,目前主要采用表面改性技术来提高其耐磨性能。针对巴氏合金浇注、电弧喷涂、等离子喷焊和高速激光熔覆4种表面改性技术,从磨损机理、涂层结合强度、涂层材料及质量等技术角度对其进行对比分析。分析结果可为钻井泵十字头的表面耐磨技术评价体系建立及其应用提供参考。     

提高乙烯裂解炉管抗渗碳性能的表面改性技术

针对乙烯裂解炉管的渗碳过程,指出了采用表面改性技术提高乙烯裂解炉管抗渗碳性能的基本思路。介绍了运用表面化学热处理、气相沉积、表面喷涂和表面复合改性技术提高乙烯裂解炉管抗渗碳性能的各种工艺技术特点、效果、研究进展与发展方向。     

35CrMoA钢激光相变硬化-离子渗氮-渗硫复合处理

针对抽油泵泵筒同时承受磨损和油气水腐蚀交互作用的现场服役环境,提出激光相变硬化-离子渗氮-渗硫复合改性工艺。在其表面制备一层具有耐磨耐蚀自润滑综合性能的复合改性层,采用XRD、SEM和EPMA等方法对35Cr Mo A钢激光相变硬化-离子渗氮-渗硫复合改性层进行物相分析、形貌观察和成分分析,并对复合改性层摩擦学性能进行测试。测试结果表明,复合改性层表面由许多球状颗粒相互叠嵌沉积而成,整体平整疏松,局部有小坑;截面由表至里分别为连续的黑色带状硫化物层、白亮层及渗氮扩散层组成,渗硫层厚度在2~4μm之间,主要物相是Fe S和Fe S2,渗氮层主要物相为Fe2N、Fe3N、Fe4N和少量Cr2N,白亮层厚度为6~10μm。复合改性层的摩擦因数在0.70~0.80之间,较基体有所降低,磨损失质量也大为降低,约为基体的1/31。     

沙子的疏水改性及其油水分离性能

以沙子颗粒为基底材料、硬脂酸为改性剂,采用表面接枝改性技术制备了疏水亲油的沙子颗粒。采用红外光谱、扫描电子显微镜、热重分析和接触角测试对改性的沙子颗粒进行表征和分析。结果表明:沙子颗粒表面成功接枝上改性剂;改性的沙子颗粒表面具有与荷叶表面相似的微-纳米粗糙结构并具有良好的热稳定性,使用温度可达200℃;改性沙子颗粒具有良好的疏水亲油性能,用硬脂酸改性沙子颗粒后的接触角为121.7°,对其进行多次油水分离实验,分离效率仍在90%以上,可以重复使用。     

高通道压裂非均匀铺砂技术研究进展

高通道压裂技术已成为开发非常规油气资源的重要增产措施。非均匀铺砂技术是高导流裂缝通道形成的关键。在系统调研非均匀铺砂技术相关文献的基础上,从工艺技术、压裂液改进技术及支撑剂表面改性技术3个方面,阐述了支撑剂“团簇”的形成、保持与强化技术的最新研究进展。指出非固化树脂聚砂技术和降低电位聚砂技术是实现非均匀铺砂的关键,是未来支撑剂改性的方向,并从支撑剂改性机理、技术优点及现场应用3个方面综述了上述2种支撑剂改性技术。分析了非均匀铺砂技术及支撑剂表面改性技术所存在的问题及发展趋势,以期为国内高通道压裂技术的普及提供一种新的思路。     

超细无机粉体材料表面改性研究进展

介绍了近年来应用于超细无机粉体表面改性的包覆改性、机械化学改性、表面改性剂改性等改性方法,以及表面改性效果的评价方法,指出了目前制备和应用超细无机粉体时存在的问题。     

提高管道聚乙烯涂层粘接性能的表面改性技术新进展

文章综述了输油输气管道防腐涂层技术和以聚乙烯为主要成分的防腐涂层补口技术的现状,介绍了提高聚乙烯涂层粘接性能的表面改性技术的一些新进展,重点介绍了笔者在国外工作期间开发的一项新的聚乙烯表面紫外光接枝改性技术,该技术具有工艺简单、实用化程度高等优点。文章还对影响接枝物粘接性能的关键因素进行了探讨。     

纳米硅溶胶表面接枝改性的机理研究

选用适当添加量的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)和二甲基二乙氧基硅烷(DDS)硅烷偶联剂,采用溶胶凝胶工艺,实现了硅溶胶的表面接枝改性,通过红外光谱、透射电镜和核磁共振表征技术,对硅溶胶表面改性机理进行了探讨。     

离子交换膜的表面改性研究进展

为了将离子交换膜更好地应用于工业领域,对其性能的掌握与改进是必不可少的。表面改性是提高离子交换膜性能的有效途径之一。已经使用了各种方法来对离子交换膜表面进行改性,包括化学结合表面改性、电辅助沉积表面改性、等离子体表面改性、吸附表面改性等。这些方法能够产生薄而精细的功能层,并且还能够改变表面的化学结构。本文综述了离子交换膜的表面改性方法,介绍了目前国内外对于离子交换膜表面改性方面的研究进展,对实际应用具有重要的参考意义。     

激光表面处理技术在钻井泵缸套上的应用研究

从缸套磨损机理出发,指出提高缸套的使用寿命主要是提高缸套的表面硬度。讨论了激光表面处理技术在提高钻井泵缸套表面硬度方面的应用,展示了激光这一高新技术在钻井泵缸套表面强化方面的应用前景。     

低渗透油藏储层表面改性增注技术进展

对缩膨降压增注、聚硅纳米降压增注和表面活性剂降压增注这3类储层表面改性技术进行了总结,并对其技术特点、减阻机理及应用情况进行了介绍。     

金属表面激光熔覆技术在油田的应用

激光表面熔覆技术是近年来发展起来的一种新型表面处理工艺。在普通金属表面用激光熔覆一层高性能合金或陶瓷复合材料，能显著提高金属的耐磨和耐蚀性能，而油田各种钻采机械正需要这种技术来提高易损件的耐磨和耐蚀性。综合阐述了金属表面激光熔覆工艺特点，国内外的研究与应用情况以及这种技术在油田未来的应用前景。     

“新一代表面改性技术的应用研究”通过专家技术鉴定

2007年12月17-18日，中国石油化工股份有限公司科技开发部在北京组织召开技术鉴定会，集团公司科技委委员周培荣任鉴定委员会主任委员，来自集团（股份）公司相关部门及齐鲁、高桥、天津、巴陵等分公司的有关专家对九项科进行了技术鉴定。由洛阳石油化工工程公司和福建炼化有限公司合作开发的“新一代表面改性技术的应用研究”成果通过了专家技术鉴定。“新一代表面改性技术的应用研究”开发了以稀土铝合金为主要成分的金属涂层技术和金属陶瓷涂层技术，在福建炼化有限公司进行了工业应用，新一代表面改性技术采用超音速电弧喷涂技术对罐内壁进行涂敷，具有涂层致密、孔隙率低、耐蚀耐磨等特点。与会专家一致认为该技术达到了国内领先水平，具有广阔的应用前景。     

纳米碳酸钙的生产技术和应用

综述了纳米碳酸钙的生产技术、表面改性技术和在纳米碳酸钙/聚合物复合材料等方面的应用,介绍了我国纳米碳酸钙的工业化发展状况。     

介孔氧化铝改性研究进展

综述了介孔氧化铝的金属、非金属改性以及复合改性研究,金属改性包括锆改性、镍改性、钛改性以及铈改性,金属改性主要改善介孔氧化铝的热稳定性及表面酸性。非金属改性包括硼改性、磷改性以及硅改性,主要调变介孔氧化铝的表面酸性。复合改性主要结合各元素的性能,并引出新的特征。指出改性机理的探索和复合改性将成为介孔氧化铝改性的主要研究方向。     

激光表面热处理技术在油管加工中的应用

为解决油田现场使用油管时出现的螺纹粘连问题,河南油田机械制造厂利用激光表面热处理技术对油管和接箍表面进行淬火处理。该技术在保证油管强度极限和屈服极限不变的条件下,既不改变油管螺纹的几何尺寸,又能将油管螺纹的表面硬度大幅度提高,从而提高油管的综合性能,解决了现场作业油管和接箍粘扣问题,延长了其使用寿命,为油田降低开采成本提供了新方法和新工艺。激光表面热处理技术在油管加工批量生产中的应用,使油管和接箍产品成为具有专有技术的拳头产品,给制造厂带来显著的经济效益和社会效益。     

层状二硅酸钠作为润滑脂添加剂的摩擦学性能

通过四球摩擦磨损实验考察了微米级层状二硅酸钠粉体及改性层状二硅酸钠粉体在锂基润滑脂中的摩擦学性能,应用光学显微镜观察钢球磨斑表面,采用EDX技术对钢球表面元素进行检测。结果表明,在一定的摩擦学环境下,添加质量分数1%的改性层状二硅酸钠粉体能够提高锂基润滑脂的抗磨减摩性能;EDX检测到钢球表面存在层状二硅酸钠的特征元素,说明层状二硅酸钠和钢球表面发生了相互作用,形成了抗磨减摩性能显著的表面润滑层。     

ITQ-13分子筛的表面改性及其丁烯催化裂解性能

采用正硅酸乙酯(TEOS)为硅烷化试剂对ITQ-13分子筛催化剂进行了表面改性,对改性前后的催化剂进行了XRD、XRF、N2吸附和NH3-TPD等表征.结果表明,TEOS表面改性可有效覆盖ITQ-13催化剂的外表面和中孔内的酸性中心,多次改性还可造成部分微孔孔口的堵塞.改性的ITQ-13催化剂催化丁烯裂解反应具有高的转化率和丙烯选择性.催化剂的催化性能与其酸性和表面性质具有良好的对应关系.     

烟气脱硫活性炭在改性方面的研究进展

阐述了活性炭改性及脱硫的机理;从活性炭孔结构、表面化学性质和金属离子负载3个方面综述了国内外在活性炭改性方面的研究成果,并对烟气脱硫的影响进行了论述,活性炭改性对烟气脱硫有明显的强化作用。提出活性炭脱硫进一步研究的问题:(1)活性炭改性与脱硫的微观作用机理;(2)活性炭改性对脱除低浓度SO2的影响规律;(3)改性活性炭脱硫技术的工业放大。