套管接箍磷化工艺及影响因素分析

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1、第12期一71．套管接箍磷化工艺及影响因素分析王明英，赵军峰(陕西省石化压力容器检验站，陕西西安710061)[摘要]对套管接箍的内螺纹进行镀层可改善接箍的减摩润滑及防腐蚀能力，镀层方式通常有镀锌、镀锡、镀铜或磷化。本文介绍了磷化的基本原理，分析了影响接箍磷化效果的因素。[关键词]套管接箍；磷化；工艺；因素分析石油套管接箍在使用前，应对其内螺纹表面面H浓度急剧下降。同时也将溶液中的Fe+氧化进行磷化处理。磷化处理是一种化学与电化学反成为re3。应形成磷酸盐转化膜的过程，形成的磷酸盐转化1．2．3磷酸根的多

2、级离解膜称为磷化膜，其主要目的是给基体金属提供保H3PO4一H2PO4一+H一HPO4+2H一PO4护，在一定程度上防止金属被腐蚀，并起到减摩+3H(3)润滑作用，还可用于涂漆前打底，提高漆膜层的由于金属表面的H浓度急剧下降，导致磷酸附着力与防腐蚀能力。根各级离解平衡向右移动，最终为PO卜。1磷化反应原理1．2．4磷酸盐沉淀结晶成为磷化膜1．1磷化膜形成机理当金属表面离解出的PO43-与溶液中(金属界磷化膜是磷酸盐溶液与金属铁相互作用产生面)的金属离子(~tHZn抖、Mn抖、Ca抖、Fe)的。锰系磷化液由

3、磷酸锰铁盐(俗称马日夫盐)达到溶度积常数Ksp时，就会形成磷酸盐沉淀及硝酸锰配比而成，它们在水中进行水解，水解Mn+Fe++PO4一+H20一Mn2Fe(PO4)2·出的大量氢离子与接箍表面的铁接触产生化学反4H2OI(4)应，由于氢气不断形成，氢离子不断减少，水解3Mn2+2PO4卜+4H20~Mn3(P04)2·4H20I反应的化学平衡即被破坏，水解过程不断进行，结果在溶液中产生较多的磷酸氢根和磷酸根，由(5)于溶液中的锰离子作用形成磷酸盐。当磷酸盐在磷酸盐沉淀与水分子一起形成磷化晶核，晶溶液中饱和时

4、，便在工件表面结晶析出，形成连核继续长大成为磷化晶粒，无数个晶粒紧密堆集续的磷化膜层，使钢结构表面与溶液隔离。形成磷化膜。1．2磷化膜形成过程磷酸盐沉淀的副反应将形成磷化沉渣1．2．1酸的浸蚀使基体金属表面H十浓度降低Fe+--~-PO43-=FePO(6)Fe一2e—Fe‘卜从以上机理可以看出：适当的氧化剂可提高反应(2)的速度；较低的H浓度可使磷酸根2H+2e一2[H]离解反应(3)的离解平衡更易向右移动离解出H2PO卜；金属表面如存在活性点面结合时，可使沉1．2．2促进剂(氧化剂)加速淀反应(4)(

5、5)不需太大的过饱和即可形成磷[O】+【H]一[R]+H20酸盐沉淀晶核；磷化沉渣的产生取决于反应(1)Fe+[0】一Fe++[R](2)与反应(2)，溶液H+浓度高，促进剂强均使沉渣式中[O]为促进剂(氧化剂)，[R]为还原产作者简介：王明英(1969一)，男，陕西乾县人，本科学历，物，由于促进剂氧化掉第一步反应所产生的氢原工程师，国家注册设备监理师。从事石油化工行业压力容器检验工作20余年，2003年至今从事石油天然气专用管输送管驻厂监造子，加快了反应(1)的速度，进一步导致金属表和设备监理工作。