专利名称：一种耐高硫高碳介质腐蚀的高锡Ni-Sn-P化学镀层及其制备方法
技术领域：
本发明涉及ー种应用于天然气输送管线用钢表面防腐的化学镀配方及エ艺參数，制备高含锡的N1-Sn-P化学镀层。
背景技术：
高H2S、高CO2含量的气田为高含硫气田，同时Cl'元素S的存在使腐蚀环境更加复杂和恶劣。表面涂层技术是提高输气管线设备材料抵御co2/H2s腐蚀能力的有效措施，但其应用环境大多为大气或海洋环境等，尚未见到在高含硫气田环境中成功运用的报道。化学镀N1-Sn-P镀层的过程中，Sn元素对镀液的影响作用导致镀液的镀覆能力不佳，最终镀层中Sn含量低，现有专利CN1317596A自催化镍-锡-磷合金镀液及其镀层中合金镀层的锡含量在2%-4%之间，难以制备高锡含量的化学镀层，但提高镀层的锡含量可大大提高镀层的耐蚀性。
发明内容
发明的目的是为了克服目前N1-Sn-P化学镀层含Sn量低，耐蚀性差，提供ー种可在金属材料表面沉积ー层高含锡的N1-Sn-P镀层的化学镀配方及エ艺參数。本发明的目的是这样来实现的通过添加复合型络合剂,并试验研究镀液中主盐及络合剂的最佳配比，最終制备耐高硫高碳介质腐蚀的化学镀层。具体的配方及エ艺參数为=CH3COONa 10-30 g/L, C2H5COOH 0-5 mL/L, NaH2PO2 10-45 g/L, NiSO4 10-65 g/L, SnCl410-65 g/L, C6H5O7Na3 2H20 10-65 g/L, C3H6O3 10-65 g/L ，温度 55_110°C，pH 值:3. 0-9. 0。本发明的技术方案是优化了化学镀液的配方，添加了复合型络合剤，能提高化学镀液中Sn元素的络合能力，使參加镀层沉积的Sn元素含量大为提高。在使用过程中本发明的反应原理为
Ni2++ Sn4++3H2P02>3H20 — 3H2P03>6H++Sn+Ni
配制镀液时，将主盐SnCl4加入络合剂溶液中，这个过程中，Sn4+被络合剂完全络合并以锡的络合离子形式存在，催化反应进行吋，Sn4+释放出来，立即被还原，从而沉积在镀层中。乳酸、柠檬酸钠复合络合剂可提高Sn4+在溶液中的络合反应，在催化反应进行中，提供大量的Sn4+，从而提高沉积镀层的Sn含量。按配方配料，然后将各组分分别溶解，然后按顺序混合，即制得本发明用于天然气输送管线用钢表面防腐的化学镀液。
本发明化学镀液中加入了复合络合剂，是Sn4+在溶液中的络合量提高，保持镀层沉积过程中Sn元素的供应，从而提高镀层的Sn含量。以碳钢L245为例，用本发明的化学镀液镀覆，可得到25 左右的化学镀层，镀层的含锡量为7%，含镀层的碳钢耐高硫高碳介质腐蚀具体实施方式
实施例基体为L245天然气输送管线钢，样品尺寸为30 X 15 X 2. 5 mm，试样的每个表面在磨抛机上依次用400#、800#、1200#水砂纸打磨,然后用金刚石抛光膏抛光至镜面,然后进行表面除油一浸蚀处理一活化处理一化学镀。即
1)表面除油首先用洗涤剂除油(去离子水中添加适量洗涤剂，25°C，15min);然后用丙酮除油(25°C，15min);最后用碱性溶液除油(配方为25 g/LNaOH ；35 g/LNa2C03 ；25 g/LNa3PO4 ；8 g/LNa2Si03，75°C，30 min)；
2)去离子水清洗；
3)浸蚀处理10%稀盐酸，25°C，5min,目的是去除基体表面的氧化层；
4)去离子水清洗；
5)活化处通10%稀硫酸,25C，5min,目的是提闻基体表面活性，促进自"[隹化反应的进
行；
6)去离子水清洗，风干；
7)化学镀化学镀液的基本组分经正交试验确定。获得耐腐蚀性能最佳的N1-Sn-P镀层。本发明通过检测 N1-Sn-P镀层在模拟高含硫气田腐蚀介质中的腐蚀情况，评估N1-Sn-P镀层エ业应用的可靠性。从耐蚀性方面考虑，镀层的合金化很成功，含Sn量为7. 53%wt的镀层在H2S、CO2,cr共存环境下能够快速形成组织致密的、完整的腐蚀产物膜，抵抗腐蚀介质向基体的扩散。
权利要求
1.ー种应用于天然气输送管线用钢表面防腐的化学镀配方及エ艺參数，适于制备高含锡的N1-Sn-P化学镀层，其特征在于配方及エ艺參数为=CH3COONa 10-30 g/L, C2H5COOH0-5 mL/L, NaH2PO2 10-45 g/L, NiSO4 10-65 g/L, SnCl4 10-65 g/L，C6H5O7Na3.2H20 10-65 g/L，C3H6O3 10-65 g/L ，温度 55-110°C，pH 值3. 0-9. 0。
2.按权利要求1所述的ー种应用于天然气输送管线用钢表面防腐的化学镀配方及エ艺參数，其特征在于如下成分组成配方及エ艺參数为=CH3COONa 25 g/L，C2H5COOH 2. 5mL/L, NaH2PO2 35 g/L, NiSO4 45 g/L, SnCl4 45 g/L, C6H5O7Na3 2H20 35 g/L, C3H6O3 50 g/L ;温度 80°C，pH 值4. 5。
全文摘要
一种应用于天然气输送管线用钢表面防腐的化学镀配方及工艺参数，适于制备高含锡的Ni-Sn-P化学镀层。其特征在于配方及工艺参数为CH3COONa10-30g/L，C2H5COOH0-5mL/L，NaH2PO210-45g/L，NiSO410-65g/L，SnCl410-65g/L，C6H5O7Na3·2H2O10-65g/L，C3H6O310-65g/L；温度55-110℃，pH值3.0-9.0。
文档编号C23C18/50GK103060781SQ201310002740
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月6日 优先权日2013年1月6日
发明者范洪远, 王均, 归艳华 申请人:四川大学