Результаты исследований ученых и специалистов. Рубрика в журнале - Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал
Статья научная
Смачиваемость поверхности каналов фильтрации жидкостей и газов в естественных условиях коллекторов нефти и газа является одним из параметров, во многом определяющих фильтрацию. Характер смачиваемости поверхности канала фильтрации определяет фазовую проницаемость, капиллярные силы и интенсивность адсорбции на границе раздела фаз. Способность поверхности канала фильтрации к смачиваемости полярной или неполярной фазами пластового флюида и технологических жидкостей оказывает влияние на фильтрационно-емкостные параметры нефтегазонасыщенных пород. В связи с этим при разработке нефтяных и газовых месторождений большое внимание уделяется изучению физико-химических явлений и процессов, происходящих на границах разделов фаз. В статье представлены результаты комплекса лабораторных экспериментов по исследованию поверхностной активности коллоидной системы в виде эмульсии со сверхзаряженными наночастицами. С целью оценки влияния эмульсионной системы с наночастицами на смачиваемость поверхности каналов фильтрации горных пород-коллекторов нефти и газа был проведен комплекс фильтрационных экспериментов с применением методики Горного бюро США (USBM)...
Бесплатно
Статья научная
Эффективная разработка низкопродуктивных объектов невозможна без использования мероприятий по воздействию на призабойную зону скважин как на этапе освоения после завершения строительства, так и в процессе снижения дебита при эксплуатации. Оценка эффективности новой технологии, в том числе с использованием наноматериалов, предполагает сравнение фактического уровня, достигнутого после применения новой технологии, с прогнозным базовым уровнем, который может быть обеспечен применявшимся ранее способом. Выполнено геолого-статистическое моделирование результатов кислотно-имплозионного воздействия на призабойную зону скважин, осуществляемого с использованием солянокислотного раствора в сочетании с ударно-волновым воздействием, отличающееся цикличностью и динамическим режимом. Рассмотренные результаты достигнуты в скважинах нефтяного эксплуатационного объекта со слабопроницаемыми карбонатными коллекторами очень сложного геологического строения. Методом множественной регрессии определены характер и степень влияния геолого-технологических параметров на результаты кислотно-имплозионного воздействия, выбраны наиболее влияющие параметры; даны рекомендации по выбору скважин и технологических параметров воздействия. Построены модели для прогноза прироста дебита и добычи нефти, снижения доли нефти в продукции скважин, продолжительности эффекта кислотно-имплозионного воздействия, которые могут быть использованы при оценке эффективности технологий воздействия на призабойную зону скважин после завершения их строительства с использованием наноматериалов.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Исследования по созданию высокоэффективных фотокатализаторов для строительных композитов, характеризующихся повышенной активностью и расширенным спектральным диапазоном действия, являются весьма актуальными. Известно, что одним из эффективных видов фотокаталитических добавок для цементных систем являются композиции «ядро (подложка) - оболочка (фотокатализатор)», где носителем может выступать минеральное сырье различного генезиса. Стоит отметить, что для комплексной оценки эффективности подложки необходимо владеть информацией о составе и свойствах используемого сырья, среди которых первостепенное значение придается его химической активности и структурообразующей роли в цементных системах. Цель данного исследования - установить закономерности влияния четырех видов минеральных добавок (микрокремнезем, метакаолин, расширяющий сульфоалюминатный модификатор и микрокальцит) на процессы формирования структуры пластифицированных цементных систем и выявить наиболее эффективные модификаторы для последующего их использования в качестве минеральной подложки в составе фотокаталитических композиций. Методы и материалы. Удельная поверхность и гранулометрический состав минеральных модификаторов определялись методами Козени-Кармана и лазерной дифракции. Исследование фазового состава минеральных добавок и модифицированных цементных систем проводилось методом рентгенофазового анализа. Результаты и обсуждение. Выявлены особенности минералогического и гранулометрического состава минеральных добавок. Установлено, что использование индивидуальных и комплексных минеральных добавок на основе микрокремнезема, метакаолина и РСАМ позволяет направленно влиять на содержание основных фаз цементного камня - эттрингита, портландита, гидросиликатов кальция разной основности. Заключение. Повышенная химическая активность указанных модификаторов в цементных системах, обусловленная наличием в структуре реакционноспособных минералов, наряду с особенностями гранулометрического состава (высокая дисперсность и узкий диапазон размеров частиц) свидетельствуют о потенциальной перспективности их применения в качестве минеральной подложки в составе фотокаталитических композиций «ядро - оболочка».
Бесплатно
Статья научная
Введение. Во введении приведен анализ технологии получения кремния из рисовой шелухи. Анализ показал, что получение поликристаллического и аморфного кремния на основе отходов риса в виде рисовой шелухи решает одновременно утилизации рисовых отходов. В ходе переработки рисовой шелухи получают ценные органические продукты, кроме того, остаточные твердые отходы, в основном, содержат кремний, углерод и другие микроэлементы металлов. Поэтому получение кремния и кремнийсодержащих материалов из рисовой шелухи актуально. Методы и материалы. Приведены различные методы получения кремния из рисовой шелухи. Среди них были выбраны методы хлорирования и возгонки, для проведения эксперимента собраны экспериментальные установки. В качестве объекта исследования взяты образцы, полученные из рисовой шелухи узгенского риса в Кыргызской Республики.
Бесплатно
Потенциометрический метод оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов
Статья научная
Введение. Важным показателем высокодисперсных материалов, в частности, глинистых грунтов, определяющим эффективность их применения и характеризующим способность активных компонентов в их составе взаимодействовать с гидроксидом кальция, является пуццолановая активность, для оценки которой применяют различные методы. Эффективными являются потенциометрические методы, основанные на измерении электродного потенциала, функционально связанного с изменением концентрации (активности) ионов кальция в анализируемых растворах как основным информационным параметром пуццолановой реакции. Целью исследования являлась апробация потенциометрического метода для оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов, а также применение данного подхода для определения рационального количества активной минеральной известьсодержащей добавки как компонента вяжущего для получения грунтобетона. Материалы и методы исследования. В качестве объектов были выбраны модели глинистого грунта с разным числом пластичности и супесь Архангельской области. Методика потенциометрического анализа заключалась в последовательном добавлении в суспензию (0,5 г грунта на 80 мл дистиллированной воды) 0,015 моль/л раствора гидроксида кальция в количестве от 0,2 до 0,8 мл и измерении потенциала системы при постоянном перемешивании с фиксированной скоростью. Результаты и обсуждение. Все исследуемые объекты характеризуются пуццолановой активностью, которая увеличивается в ряду: супесь песчанистая суглинок легкий пылеватый глина легкая пылеватая = супесь пылеватая - и имеет порядок абсолютных значений, совпадающих с литературными данными. Рациональное количество активной минеральной известьсодержащей добавки составило для моделей глинистого грунта 1-2% в зависимости от числа пластичности, а для супеси Архангельского региона - более 2% (от массы грунта в пересчете на массу сухого вещества). Заключение. Показана применимость потенциометрического метода анализа с использованием кальцийселективного электрода для оценки пуццолановой активности высокодисперсных материалов на примере моделей глинистых грунтов с разным числом пластичности и супеси Архангельского региона.
Бесплатно
При воздействии сверхвысокочастотного электромагнитного излучения
Статья научная
Долговечность используемых конструкционных материалов на цементной основе может быть повышена путем их модификации электромагнитным излучением. Так, в ряде исследовательских работ отмечается, что магнитное и сверхвысокочастотное электромагнитное излучение интенсифицирует процессы растворения и гидратации цемента в более ранние сроки, что приводит к образованию мелкокристаллических структур, уменьшению пористости, увеличению плотности, прочности, морозостойкости и долговечности в целом. В процессе работы проведены физико-механические испытания образцов цементно-песчаных растворов, облученных сверхвысокочастотным электромагнитным излучением, и проанализированы результаты в сравнении с необлученными. При этом исследования проведены как на образцах низкомарочных цементно-песчаных растворов из сухих смесей, так и на высокомарочных образцах цементно-песчаных растворов, используемых для ремонта бетонных и железобетонных конструкций - для наглядности получаемых результатов. Исследования структуры образцов проведены на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионным спектрометром...
Бесплатно
Статья научная
Введение. Литературный анализ и патентный поиск выявили, что базальтовая порода и её волокно обладают высокими физико-техническими характеристиками и обширными запасами сырья. Исходя из этого, использование базальтовых пород и их волокон в качестве материала для разработки современных композиционных материалов с высокими эксплуатационными характеристиками представляет собой перспективное направление. Разнообразные области техники и народного хозяйства, а также различные требования, предъявляемые к этим материалам, определяют многообразие систем, составов и свойств базальтов и их расплавов, применяемых для производства как супертонких, так и непрерывных волокон. Методы и материалы. Исследованы химический и минералогический составы некоторых базальтовых пород месторождений Кыргызской Республики для определения их пригодности для производства супертонких волокон и непрерывных волокон. Расчетным путем определены модуль кислотности и модуль плавкости по химическому составу базальтов Кыргызской Республики. Среди них качество базальтов Сулуу-Терекского месторождения и базальтов месторождения Тору-Айгыр полностью соответствует требованию к качеству сырья для создания производства базальтовых супертонких волокон (БСТВ) и базальтовых непрерывных волокон (БНВ). В исследовании применялись методы физико-химического анализа с целью определения химического и минералогического состава базальта. Путем расчетов модуля кислотности и плавкости базальтового сырья Кыргызской Республики, а также сопоставления с соответствующими стандартами была установлена их пригодность для производства базальтового супертонкого волокна (БСТВ) и базальтового непрерывного волокна (БНВ). Объектом исследования выступили базальты месторождения Сулу-Терек. Результаты исследования включают в себя анализ химического и минералогического составов некоторых базальтовых пород месторождений Кыргызской Республики с целью оценки их пригодности для производства супертонких и непрерывных волокон. Расчетным методом определены модуль кислотности и модуль плавкости базальтов Кыргызской Республики. Среди них выявлено, что качество базальтов Сулуу-Терекского месторождения и базальтов месторождения Тору-Айгыр полностью соответствует требованиям к качеству сырья для производства базальтовых супертонких волокон (БСТВ) и базальтовых непрерывных волокон (БНВ).
Бесплатно
Прикладные нанотехнологические задачи повышения эффективности процессов твердения цементных бетонов
Статья научная
Охарактеризованы научные основания решения прикладных задач технологии бетонов через применение средств из арсенала «нано», обеспечивающих организацию гетерогенного процесса гидратации и твердения цемента. Показано, что введение нанодобавок обеспечивает возможность непосредственного регулирования процессов структурообразования в цементных системах на наноуровне. результативность применения средств из арсенала «нано» предложено оценивать по комплексным критериям, количественно характеризующим изменение энергии активации, скорости процесса и времени его завершения , величину и энергоемкость технологии Е при обеспечении задаваемого уровня качества R. По данным критериям произведен мониторинг результатов наших исследований и выявлены наиболее эффективные наномодифицирующие добавки двух типов. тип i - комплексная нанодобавка на основе наночастиц sio2 в сочетании с суперпластификатором, механизм действия которой связан с каталитической ролью наночастиц в процессах фазообразования гидратных соединений. тип ii - нанодобавка на основе хризотиловых или углеродных нанотрубок, обеспечивающих зонирование структуры твердения и повышение плотности упаковки системы сложения дисперсных частиц. Показано, что применение данных наномодификаторов в оптимальной их дозировке ускоряет процесс гидратации цемента в 10-30 раз (что объясняется снижением энергии активации процесса практически в 2-3 раза), обеспечивает завершение процесса твердения практически в первые сутки, сопровождается повышением величины прочности на 45-65% и одновременно характеризуется повышением удельной прочности в расчете на единицу измерения степени гидратации цемента в 1,25-1,35 раза. Сформулированы инженерные задачи и обозначены решения по повышению энергоэффективности заводского производства железобетонных изделий и конструкций, предопределяющие снижение величины максимальной температуры тепловлажностной обработки бетона, сокращение продолжительности достижения необходимой степени гидратации цемента при твердении бетона, сокращение сроков твердения цементных бетонов до достижения регламентированных значений их прочности, повышение прочности бетона на единицу измерения расхода цемента на м3, повышение энергоэффективности процесса твердения бетонов при получении железобетонных изделий.
Бесплатно
Применение статистических методов для решения задач строительного материаловедения
Статья научная
В областях науки, связанных со строительным материаловедением, наиболее перспективным для решения является комплекс вопросов, связанный с изучением влияния условий формирования структуры материала, в том числе и возможностей ее самоорганизации, на его свойства. Химико-физические аспекты этого влияния изучаются на микроуровне, с применением всего комплекса «тонких» исследований. При этом существуют методики, позволяющие оценить возможность возникновения наноэффектов в условиях экспериментов, реализуемых на макроуровне: на производстве или в лаборатории. Одной из подобных методик является методика, изложенная в статье. Основные положения методики сформированы на основе статистических методов проведения эксперимента и исследования технологических процессов. Эта методика позволяет значительно сократить количество проводимых опытов при сохранении адекватности полученных результатов и делает возможной дальнейшую аналитическую оптимизацию результатов и их инженерную интерпретацию. В частности с применением этой методики появляется возможность оценки совместного влияния варьируемых факторов на результат, что делает возможным выявление синергетических и антагонистических эффектов с последующей их проверкой на микроуровне с помощью исследования наноструктуры материалов. В статье в качестве примера рассмотрена технология бетона, ориентированная на утилизацию бетонного лома в качестве заполнителя или наполнителя в строительных материалах различного назначения. Приводятся результаты научных исследований по разработке составов композиционного вяжущего на основе тонкомолотых отходов бетонного лома, минерального вяжущего, синтетических волокон и полимеров, отверждаемых в результате химического взаимодействия с компонентами бетонной смеси. Это вяжущее может быть использовано для изготовления различных стеновых элементов зданий.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Снижение плотности, повышение прочности и других физико-технических характеристик легких бетонов являются актуальными задачами современного строительного материаловедения. Для их решения необходимо рассмотреть новые подходы к разработке составов цементных систем с использованием эффективных пористых заполнителей, вяжущих веществ, химических и минеральных добавок, в том числе наномодификаторов различной природы (углеродные нанотрубки, фуллерены, наночастицы SiO2, Al2O3, Fe2O3 и др.). Сложность проектирования модифицированных цементных бетонов во многом обусловлена их многокомпонентностью и большим количеством параметров, влияющих на ключевые характеристики материала. Качественное решение подобных многокритериальных задач возможно при комплексной реализации рациональных физических и вычислительных экспериментов с использованием математического моделирования и компьютерных технологий. С развитием методов машинного обучения появляются новые возможности в моделировании процессов структурообразования и прогнозировании свойств многокомпонентных строительных материалов. Целью данного исследования являлась разработка алгоритмов машинного обучения, способных эффективно устанавливать количественные зависимости прочности при сжатии модифицированных легких бетонов от их состава, а также выявление на основе полученных многофакторных моделей оптимальных диапазонов варьирования рецептурных параметров для достижения требуемого уровня контролируемой механической характеристики. Методы и материалы. Обработка и анализ результатов экспериментальных исследований проводились с применением современных методов машинного обучения с учителем, используемых в задачах восстановления регрессии, извлечения знаний и прогнозирования. Реализация разработанных алгоритмов осуществлялась на языке программирования Python с применением библиотек NumPy, Pandas, Scikit-learn, Matplotlib, Seaborn. Результаты и обсуждение. Установлено, что среди полученных моделей машинного обучения наиболее точной является модель градиентного бустинга, характеризуемая следующими метриками качества: R2 = 0,9557; MAE = 2,4847; MSE = 12,7704; RMSE = 3,5736; MAPE = 11,1813%. По результатам анализа данной многофакторной модели выявлены оптимальные дозировки пуццоланового и расширяющего модификаторов, составляющие 4,5+6,0 и 6,0+7,5% от массы вяжущего (портландцемент + модификатор) соответственно, обеспечивающие достижение требуемого уровня прочности при сжатии (40+70 МПа) легких бетонов в возрасте 28 суток при сниженной на 3+10% плотности материала (рассматриваемый диапазон 1200+1900 кг/м3). Заключение. Таким образом, итоги выполненных исследований показали перспективность применения методов машинного обучения для проектирования составов и прогнозирования свойств многокомпонентных цементных систем.
Бесплатно
Ресурсосберегающие нанотехнологии в водоочистке
Статья научная
В работе рассмотрено перспективное направление развития нанотехнологий в области водоочистки и водоподготовки. Во введении показано, проблема в России заключается не в нехватке воды, а в ее качестве, очистка воды необходима для предотвращения загрязнения водных объектов, методы самоочищения не способны справиться с большими нагрузками загрязняющих веществ, многие из которых неизвестны для процессов естественного воспроизводства. Уровень очистки воды зависит от того, насколько она загрязнена и какие вещества в ней содержатся. Использование нанотехнологий в процессах нейтрализации сточных вод (СВ) позволит устранить нерастворимые осадки, отходы химической промышленности и вредные микроорганизмы. Методы и материалы. В настоящей работе применены аналитические методы использования нанотехнологий, все чаще в водоочистке используются нофильтрационные и мембранные методы. Для получения углеродных нанотрубок используются такие методы, как дуговой заряд, абляция и газофазное осаждение. Результаты. Приведены перспективные углеродные наноматериалы, для создания мембран для очистки/обеззараживания/опреснения воды. Показано новое поколение мембран для фильтрации, дезинфекции, опреснения: графен и углеродные нанотрубки - эти элементы являются абсолютно новыми представителями класса наноматериалов. Обсуждение. Установлено, что такие мембраны характеризуется не только высокой скоростью пропускания воды, но и исключительной селективностью. Такие мембраны особенно перспективны для биомедицины, поскольку большие мембраны необходимы для процессов нанофильтрации или опреснения. Выводы. Рассмотрены новые экологические, ресурсосберегающие технологии, которые приведут к совершенствованию научно-технической, производственной и коммерческой деятельности, которая через практическое использование идей и изобретений приведет к созданию и внедрению лучших продуктов, технологий и любых технических организационных решений. Одним из наиболее перспективных направлений развития нанотехнологий в области водоочистки и водоподготовки является мембранная технология с использованием инновационных наноматериалов: графена и углеродистых нанотрубок.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Важным компонентом современных модифицированных бетонов являются активные минеральные добавки, позволяющие управлять процессами структурообразования и свойствами цементных систем. Среди многочисленных видов минеральных модификаторов для цементных композитов к наиболее эффективным относят кремнеземные и алюмосиликатные добавки, содержащие в своем составе значительное количество наноразмерных частиц, в частности, наночастицы диоксида кремния, глин, оксидов алюминия и железа. При этом перспективным сырьем для получения такого рода модификаторов, наряду с отходами промышленности (микрокремнеземы, золы уноса, металлургические шлаки), могут выступать и распространенные осадочные породы - диатомиты, трепелы, опоки, полиминеральные глины и др. Целью данного исследования явилось установление закономерностей влияния минеральных добавок на основе осадочных пород различного состава и генезиса на технологические и физико-механические свойства цементных систем с выявлением наиболее эффективных модификаторов. Методы и материалы. В качестве минеральных добавок использовались кремневые (диатомит и опока), глинистые (прокаленные полиминеральные глины) и карбонатные (доломит и мел) осадочные породы ряда месторождений Республики Мордовия. Исследования химико-минералогического состава осадочных пород проводились методами рентгеноспектральной флуоресцентной спектрометрии и порошковой рентгеновской дифракции. Помимо химико-минералогического состава на начальном этапе исследования определялась удельная поверхность минеральных добавок и портландцемента на приборе дисперсионного анализа ПСХ-12 по методу Козени-Кармана. Рецептурно-технологическая эффективность применяемых минеральных модификаторов оценивалась по их влиянию на водопотребность, водоудерживающую способность, подвижность цементного теста и активность смешанного цементного вяжущего. Определение значений указанных физико-механических характеристик цементных систем проводилось с использованием стандартизированных и известных авторских методик. Результаты и обсуждение. Установлены корреляционные зависимости между показателями водопотребности, водоудерживающей способности, подвижности цементных систем и удельной поверхностью применяемых минеральных добавок. Кроме этого, выявлена связь между индексом активности исследуемых модификаторов и содержанием в их составе диоксида кремния. Заключение. По совокупности проведенных исследований были выявлены наиболее перспективные виды минеральных добавок: диатомит, опока и прокаленная полиминеральная глина. Повышенная эффективность данных модификаторов в цементных системах обусловлена особенностями их химико-минералогического состава, в частности, наличием активных кремнеземсодержащих компонентов (реакционноспособных минералов с аморфизированной структурой): опал-кристобалит-тридимитовая фаза - в диатомите и опоке; продукты частичного термического разрушения (дегидроксилирования) минералов каолинитовой и иллитовой групп - в прокаленной полиминеральной глине.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены данные по синтезу нанодисперсного наполнителя для неполярных полимерных матриц. В качестве исходного компонента для синтеза нанодисперсного наполнителя в работе использовали водный раствор метилсиликоната натрия, эмпирическая формула CH3-Si(OH)2ONa. Процесс получения наполнителя состоял из нескольких стадий, основными из которых являются: синтезирование геля, получаемого в результате гелеобразования из золей коллоидного раствора - образование геля - превращение свободнодисперсной системы (золя) в связнодисперсную; осаждение геля методом центрифугирования и промывка от ионов Na+; высушивание геля при температуре 100оС с целью получения порошкообразного наполнителя; диспергирование в мельнице до размера частиц 0,1-1 мкм. Для разрушения глобул и уменьшения размера частиц до наноуровня полученное вещество подвергали диспергированию в планетарной мельнице и дальнейшему ультразвуковому воздействию (22 Гц). При исследовании полученного наполнителя использованы рентгенографический, дифференциально-термический и микроскопический методы ис следования. Для количественного определения коллоидного компонента (наночастиц) в исследуемой суспензии использовали метод центрифугирования на больших оборотах. Определено, что содержание наноразмерных частиц (до 200 нм) в полученном веществе - около 10%. Краевой угол смачивания полученного материала составляет 110-120°, что свидетельствует о высоких гидрофобных свойствах синтезированного порошка. Полученный материал обладает высокой дисперсностью, гидрофоб-ностью и устойчивостью кремнийорганического каркаса в температурном интервале до 531оС (отсутствие значимых химических превращений, за исключением реакции дегидрирования и деалкилирования). Термодеструкция синтезированного наполнителя заметно проявляется при температуре более 531оС.
Бесплатно
Снижение прихватоопасности при бурении скважин путем реагентной обработки промывочных жидкостей
Статья научная
Промывочные растворы для бурения глубоких и сверхглубоких скважин представляют собой сложные многокомпонентные системы, содержащие в себе растворенные соли, полимеры, поверхностно-активные вещества, а также крупнодисперсные твердые частицы. Комплексный состав промывочных систем обусловлен широким рядом выполняемых функций: созданием противодавления на пласт, удержанием частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии, очисткой забоя и транспортировкой шлама на поверхность, сохранением коллекторских свойств целевого пласта и др. Одними из важнейших свойств буровых растворов являются триботехнические свойства. Их регулирование производится за счет ввода смазочных добавок, компоненты которых обладают высокой, иногда уникальной, поверхностной активностью, обеспечивают образование на поверхности труб защитных высокопластичных нанопленок, способствуют химическому модифицированию поверхностных и преповерхностных слоев металла. Выбор таких компонентов осложнен, во-первых, ценовыми рамками (при строительстве скважин требуются большие объемы раствора), а во-вторых, строгими экологическими рамками. Поэтому при разработке смазочной добавки необходимо обоснование выбора рационального содержания каждого из ее компонентов. В связи с этим возникает необходимость использования методов математического моделирования, т.е. построения уравнения регрессии по данным нескольких опытов планированного эксперимента. В статье приведен возможный способ использования двухстадийного метода выбора рационального соотношения компонентов в смазочной добавке. Триботехнические свойства буровых промывочных растворов рассматривают, как правило, с трех разных точек зрения или же с разных позиций - пар трения: «металл - горная порода», «металл - металл» и «металл - фильтрационная корка». Данная статья посвящена исследованию промывочных жидкостей применительно к паре «металл - фильтрационная корка».
Бесплатно
Создание антикоррозионных покрытий для контактных устройств ректификационных колонн
Статья научная
На сегодняшний день основными методами защиты от коррозии контактных устройств ректификационного оборудования нефтепереработки, в частности, сетчатых насадок из нержавеющей стали, в условиях относительно высоких температур (150–250оС) и при наличии агрессивных компонентов в нефтяном сырье (сероводорода, сульфидов, меркаптанов, других сернистых соединений, хлорид-ионов, хлорорганических соединений, воды) являются применение особых сплавов в качестве защитных покрытий, а также ингибиторов коррозии, снижающих коррозионное действие агрессивной среды. Вместе с тем, большинство этих методов имеют недостатки, связанные с высокой стоимостью эксплуатации, недостаточной эффективностью или способностью защищать только от определенного фактора, а не от их совокупности. В связи с этим проведены исследования коррозионной стойкости сетчатых контактных устройств, выполненных из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т, на трех видах образцов: проволока из сплава, сетка сварная, лист тонкий. В качестве антикоррозионных покрытий для указанных образцов были использованы нитрид титана (TiN) и металлические покрытия из никеля (Ni), титана (Ti) и хрома (Cr). Данные покрытия наносились на образцы двумя способами: электролитическим методом и вакуумным ионно-плазменным напылением. Было установлено, что оптимальной толщиной покрытия является 10–15 мкм, при которой полученные пленки обладают достаточной пластичностью и не отслаиваются от поверхности соответствующего нержавеющего сплава. Исследование коррозии образцов нержавеющей стали 12Х18Н10Т с нанесенными покрытиями и без покрытий проводилось погружением в составы, содержащие нефть, а также в моделирующие агрессивные нефтесодержащие среды. В результате проведенных исследований установлено, что защитные покрытия хрома и нитрида титана, нанесенные методом вакуумного ионноплазменного напыления, являются наиболее эффективными с точки зрения антикоррозионной защиты сетчатых контактных устройств из нержавеющей стали, используемых в ректификационных колоннах.
Бесплатно
