北京化工大学技术转移中心成熟技术及成果征集表1. 联系方式姓名:赵旭辉联系电话:13621223669Email:xhzhao@mail.buct.edu.cn2. 技术(成果)名称不锈钢装备在强还原性介质中的腐蚀控制新技术及应用3. 技术(成果)简介不锈钢是工业、科技、国防等领域应用最广泛的材料之一。不锈钢表面的钝化膜需要在氧化性环境中才能稳定地存在,因此不锈钢在氧化性环境中,例如大气、水环境、硝酸溶液等,具有良好耐蚀性,而在非氧化性或还原性环境例如高温稀硫酸、高温甲酸等介质中,由于表面的钝化膜不稳定,不能有效地保护基体,耐蚀性就很差;在含有能破坏钝化膜的有害离子的介质中,不锈钢的耐蚀性也很差。以化工、石化工业为例,在高温稀硫酸、高温甲、乙混合酸等介质中,奥氏体不锈钢腐蚀速度很快。由于温度较高,非金属材料在这种体系中不适用,国外部分企业采用耐蚀性更高的钛材或镍基耐蚀合金,但设备价格极其昂贵,同时材料来源和加工也非常困难。我们研究开发了一种利用电沉积法在不锈钢表面制备钯系合金薄膜的技术,主要通过钯对不锈钢表面钝化性能的促进作用来提高不锈钢在非氧化性介质中的耐蚀性,并研究了在工程现场对不锈钢设备进行大面积施镀的技术。这种方法能够显著提高不锈钢在非氧化性腐蚀介质中的耐蚀性,例如,在沸腾稀硫酸和沸腾甲、乙混合酸中,镀钯不锈钢的腐蚀速率可以降低三到四个数量级,在含有微量Cl、Br离子的环境中,耐蚀性也显著提高。已获得国家发明专利授权2项,拥有完整的自主知识产权。4. 技术特点1)研究开发了在奥氏体不锈钢表面制备钯、钯-铜和钯-铬合金薄膜的工艺技术,工艺稳定可靠,镀膜厚度可以在0.5-3μm之间控制,膜均匀致密,具有良好的结合力和抗冲击性能。镀膜、镀液及刷镀过程中均不含有毒有害物质,环保性好。2)镀膜不锈钢在非氧化性腐蚀介质中耐蚀性大幅提高,与未镀膜同种材料比较,在典型非氧化性环境(沸腾20%硫酸,沸腾90%乙酸+10%甲酸)中腐蚀速率降低约二到三个数量级。3)传统的电镀或化学镀方法很难对大面积表面施镀,我们开发了可对大型不锈钢设备表面实施大面积快速电刷镀钯的工艺技术,并且能够针对在用的旧不锈钢设备进行表面处理和现场施工。5. 应用范围及市场分析该技术最适用的场合是以高温稀硫酸等非氧化性腐蚀环境。前期曾在几个不同企业进行了现场实施,其中在某化纤厂的醋酸吸收塔的塔内水线附近和进料口镀膜约20平方米,效果良好,镀膜两年后内壁仍保持比较平坦,未发生过去1年即产生大量腐蚀坑的现象。此外,在抽提法、乙醇法和丁烯氧化脱氢法制丁二烯,丁腈橡胶合成,维纶生产的醛化工序,钢厂和有色冶炼厂中的硫酸酸洗装置,湿法冶金与选矿中的硫酸与硫酸盐反应体系,无机酸、有机酸生产,纯碱生产中的碳化塔冷却管,尿素生产中的高压冷凝器、汽提塔、甲铵泵,锅炉和各种轻油、重油燃烧炉的省煤器、再沸器,废热锅炉等等装置,以及轻工、制药领域的一些装置等等,都有高温非氧化性介质的不锈钢腐蚀问题,本项目的研究结果在这些领域都有潜在的应用价值。6. 投资条件及效益分析(介绍原料、设备、水电气使用情况、投资额度、人员、效益等)设备投资小,现场施工仅需刷镀电源设备及相关附件,原料主要是采用工业级Pd盐,其成本根据镀膜的厚度不同,大约在2000元/m2上下,与一般的涂镀层相比成本较高。但由于其应用场合是针对腐蚀特别严重、其它方法不能解决的设备或部位,需要保护的面积通常并不大。以一台醋酸吸收塔为例,塔高度25 m,直径2.3 m,由316L和317L不锈钢分段制造,其内表面积超过180 m2,装置投资约为一千万元,一旦设备由于局部腐蚀失效,会导致整套设备报废,损失巨大。但腐蚀严重的部位主要集中在塔身下部水线附近两米左右范围,面积只有十几个m2,只要这一部分的腐蚀得到控制,整套设备就可以安全运行,因此保护成本并不高。经过镀钯处理后,设备检修周期和服役寿命可以显著延长,产生明显的经济效益。7. 技术成熟程度(可选:技术设想通过实验室验证、样品样机阶段、小试、中试、产业化等)该技术已在几个相关企业进行了工业化试验,处于产业化推广阶段8. 合作方式(可选:技术开发、技术转让、技术咨询、技术服务、技术入股等)技术服务、技术转让 北京化工大学技术转移中心成熟技术及成果征集表1. 联系方式姓名:赵旭辉联系电话:13621223669Email:xhzhao@mail.buct.edu.cn2. 技术(成果)名称高性能富镁及富镁铝复合涂料3. 技术(成果)简介1)在国内外首次研究开发了对镁合金具有阴极保护作用的富镁涂层,通过优化的微弧氧化技术获得高度孔隙率表面,并通过硅烷处理使涂层与镁合金的结合力从6MPa提高到12MPa。利用纯镁颗粒的牺牲阳极作用及氧化铈颗粒的控制活化作用,得到对AZ91D镁合金具有高度屏蔽作用、阴极保护作用和高结合力的耐蚀富镁涂层,耐蚀显著提高,耐盐雾2200小时以上。2)在富镁涂料的基础上,通过以部分铝粉代替镁粉,研制开发了适用于铝合金基体的新型高性能镁铝复合涂料,该复合涂层对铝合金具有高结合力、兼备屏蔽、阴极保护和缓蚀等多种功能,极大提高了铝合金的耐蚀性,其耐盐雾性能达到4000小时以上。4. 主要技术指标涂层具有优异的物理机械性能、耐蚀性。5. 应用范围及市场分析镁合金是最轻的金属结构材料,具有优异的比强度和比刚度,同时还具有优异的阻尼减振性能和电磁屏蔽性能,在军机、卫星、导弹等航空航天器中具有极重要的应用价值,在汽车、民航机、电器产品等方面也有很广泛的应用。但由于镁合金在自然环境和各种腐蚀性介质中腐蚀速率皆很高,腐蚀已成为制约其应用的主要问题之一。我们开发的适用于镁合金的富镁涂层,大大提高了镁合金的耐蚀性,其成本与目前使用的高分子类涂层相当,但耐蚀性显著提高。在各种军、民用镁合金的应用场合都具有明显的推广应用前景。铝合金是应用最广泛的有色金属材料之一,无论是飞机、舰船还是民用建筑等诸多领域皆得到大量使用,但在苛刻的腐蚀性环境中(如海水及海洋气候等),铝合金皆需要采用涂层保护技术,我们开发的适用于铝合金的镁铝复合涂层,其成本与目前使用的高分子类涂层相当,但耐蚀性显著提高,特别适合于苛刻的腐蚀环境中。6. 投资条件及效益分析(介绍原料、设备、水电气使用情况、投资额度、人员、效益等)设备投资小7. 技术成熟程度(可选:技术设想通过实验室验证、样品样机阶段、小试、中试、产业化等)已达到中试水平8. 合作方式(可选:技术开发、技术转让、技术咨询、技术服务、技术入股等)技术服务、技术转让