套管接箍磷化工藝及影響因素分析

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1、第12期一71．套管接箍磷化工藝及影響因素分析王明英，趙軍峰(陜西省石化壓力容器檢驗(yàn)站，陜西西安710061)[摘要]對(duì)套管接箍的內(nèi)螺紋進(jìn)行鍍層可改善接箍的減摩潤(rùn)滑及防腐蝕能力，鍍層方式通常有鍍鋅、鍍錫、鍍銅或磷化。本文介紹了磷化的基本原理，分析了影響接箍磷化效果的因素。[關(guān)鍵詞]套管接箍；磷化；工藝；因素分析石油套管接箍在使用前，應(yīng)對(duì)其內(nèi)螺紋表面面H濃度急劇下降。同時(shí)也將溶液中的Fe+氧化進(jìn)行磷化處理。磷化處理是一種化學(xué)與電化學(xué)反成為re3。應(yīng)形成磷酸鹽轉(zhuǎn)化膜的過(guò)程，形成的磷酸鹽轉(zhuǎn)化1．2．3磷酸根的多

2、級(jí)離解膜稱(chēng)為磷化膜，其主要目的是給基體金屬提供保H3PO4一H2PO4一+H一HPO4+2H一PO4護(hù)，在一定程度上防止金屬被腐蝕，并起到減摩+3H(3)潤(rùn)滑作用，還可用于涂漆前打底，提高漆膜層的由于金屬表面的H濃度急劇下降，導(dǎo)致磷酸附著力與防腐蝕能力。根各級(jí)離解平衡向右移動(dòng)，最終為PO卜。1磷化反應(yīng)原理1．2．4磷酸鹽沉淀結(jié)晶成為磷化膜1．1磷化膜形成機(jī)理當(dāng)金屬表面離解出的PO43-與溶液中(金屬界磷化膜是磷酸鹽溶液與金屬鐵相互作用產(chǎn)生面)的金屬離子(~tHZn抖、Mn抖、Ca抖、Fe)的。錳系磷化液由

3、磷酸錳鐵鹽(俗稱(chēng)馬日夫鹽)達(dá)到溶度積常數(shù)Ksp時(shí)，就會(huì)形成磷酸鹽沉淀及硝酸錳配比而成，它們?cè)谒羞M(jìn)行水解，水解Mn+Fe++PO4一+H20一Mn2Fe(PO4)2·出的大量氫離子與接箍表面的鐵接觸產(chǎn)生化學(xué)反4H2OI(4)應(yīng)，由于氫氣不斷形成，氫離子不斷減少，水解3Mn2+2PO4卜+4H20~Mn3(P04)2·4H20I反應(yīng)的化學(xué)平衡即被破壞，水解過(guò)程不斷進(jìn)行，結(jié)果在溶液中產(chǎn)生較多的磷酸氫根和磷酸根，由(5)于溶液中的錳離子作用形成磷酸鹽。當(dāng)磷酸鹽在磷酸鹽沉淀與水分子一起形成磷化晶核，晶溶液中飽和時(shí)

4、，便在工件表面結(jié)晶析出，形成連核繼續(xù)長(zhǎng)大成為磷化晶粒，無(wú)數(shù)個(gè)晶粒緊密堆集續(xù)的磷化膜層，使鋼結(jié)構(gòu)表面與溶液隔離。形成磷化膜。1．2磷化膜形成過(guò)程磷酸鹽沉淀的副反應(yīng)將形成磷化沉渣1．2．1酸的浸蝕使基體金屬表面H十濃度降低Fe+--~-PO43-=FePO(6)Fe一2e—Fe‘卜從以上機(jī)理可以看出：適當(dāng)?shù)难趸瘎┛商岣叻磻?yīng)(2)的速度；較低的H濃度可使磷酸根2H+2e一2[H]離解反應(yīng)(3)的離解平衡更易向右移動(dòng)離解出H2PO卜；金屬表面如存在活性點(diǎn)面結(jié)合時(shí)，可使沉1．2．2促進(jìn)劑(氧化劑)加速淀反應(yīng)(4)(

5、5)不需太大的過(guò)飽和即可形成磷[O】+【H]一[R]+H20酸鹽沉淀晶核；磷化沉渣的產(chǎn)生取決于反應(yīng)(1)Fe+[0】一Fe++[R](2)與反應(yīng)(2)，溶液H+濃度高，促進(jìn)劑強(qiáng)均使沉渣式中[O]為促進(jìn)劑(氧化劑)，[R]為還原產(chǎn)作者簡(jiǎn)介：王明英(1969一)，男，陜西乾縣人，本科學(xué)歷，物，由于促進(jìn)劑氧化掉第一步反應(yīng)所產(chǎn)生的氫原工程師，國(guó)家注冊(cè)設(shè)備監(jiān)理師。從事石油化工行業(yè)壓力容器檢驗(yàn)工作20余年，2003年至今從事石油天然氣專(zhuān)用管輸送管駐廠監(jiān)造子，加快了反應(yīng)(1)的速度，進(jìn)一步導(dǎo)致金屬表和設(shè)備監(jiān)理工作。