某些環境，例如海底世界，對機械部件極不友好。在那里，鹽水以及砂等粗糙顆粒的腐蝕效應，在一些工業場合難以為硫化物等化學物質創建一個獨特的困難的主動場合。 加上在壓力下工作的挑戰，保持工程部件潤滑及其壽命就成了廣泛關注的話題了。特別是在石油和天然氣工業中，投資非常高，一個設備上的單一部件失效會產生數百萬美元的損失。很明顯，這是一個只有通過目前所能提供的最好的現代技術來保護部件使其達到最高質量才能滿足需求的行業。

    納米技術涂層提高在惡劣海洋環境中的使用壽命

    一項相對新的技術大大提高了鋼鐵及其他材料表面承受嚴酷的海底環境的能力。不同于傳統的替代品，Hardide納米涂層更耐用、（最重要的是）無氣孔。看起來它將成為主導的表面工程技術，因其優異性能和更低的環境影響使其獲得更廣泛的認可。

    在海洋環境中使用金屬，腐蝕始終是一個重要的問題。因為形成腐蝕電池，清潔光滑表面將很快凹凸不平，在惡劣的海洋環境下，小面積的腐蝕將迅速擴展，使得整個組件的能力受損。 軟保護系統，如油脂和抗腐蝕涂料，會迅速降解，甚至完全消除，所以說硬保護涂層可能更加有用。鍍鉻已經獲得成功應用，但也不是沒有問題。

    金屬很容易被腐蝕，其光滑不透水的表面實際上布滿微裂紋，為腐蝕提供便捷路線。由于電鍍過程中使用了有毒的六價鉻，鍍鉻已被歐盟淘汰，這意味著更環保的方式將逐漸成為主流。

    Hardide涂層比鉻的光澤要差，但實際上更致密更不透水。將其應用于海底設備上，能夠承受磨損且抗腐蝕，即使是在海底的高壓環境下，相比于老式涂層技術，該涂層具有更高的抗腐蝕。

    這種新型涂層技術采用化學氣相沉積（CVD），在表面結晶鎢/碳化鎢。測試結果表明，該涂層硬度是硬鉻鍍層的12倍、高速氧燃料（HVOF）涂層的4倍。

    后一種技術是熱噴涂過程，需要有準線，因而無法在內表面進行涂層，而Hardide可以構建統一的保護層，即使是在最復雜的部件上。

    Hardide涂層通常只有50微米厚，但其耐磨程度相當于厚得多的其他涂層。這意味著精密部件可以保持更真實的規定尺寸和工程公差。

    Hardide涂層的海底應用

    Hardide涂層在關鍵海底設備上的兩項最新應用證明了該技術的通用性和有效性。

    石油和天然氣的探測進入越來越深且危險的海底，遠程操作車輛（Remotely operated vehicles，ROVs）也就越來越不可或缺?，F有海底基礎設施上用于勘探任務的無人潛艇避免了人身危險。

    一個常見問題是執行器和推進器的磨損和維修。這些組件必須暴露于腐蝕性的海水中，且其在服役過程中失效的代價非常昂貴。

    ROV制造商向Hardide尋求觀察級ROV推進器腐蝕問題的解決方案。分析了成分之后，推進器軸的兩個配合零件被Hardide-T納米涂層所更換。

    提高是直接且不容置疑的，減少了摩擦，從而大大提高運行速度，推進器零件的壽命也隨之增加。因此，目前Hardide處理的零件已被指定為該公司ROV的標準配置。

    Hardide涂層可完成大多數其他涂層無法實現的：涂層均勻分布于內外表面以及復雜形狀（如梯形螺紋）。這是最適合于保護ROVs螺桿、齒輪以及零件免于磨損和腐蝕的涂層。

    撇開ROVs不提，一個小小的球閥也能體現Hardide涂層技術的作用。安裝于海底設備上的球閥是安全持續工作的關鍵，失效導致生產中斷將造成巨大的損失。

    UH-550是通常安裝于世界各地海底石油和天然氣設備上的球閥，包含有許多關鍵部位，如水源和化學噴射口。

    像這樣的組件的設計壽命通常為40年，預計有25年幾乎不需要維護。考慮到它們的功能，這是一個重大的挑戰——特別是存在砂子和腐蝕性化學品的情況。

    關鍵的部位是球本身，必須保持無泄漏，同時低摩擦。該球插入了PEEK塑料，不得不承受10,000 psi（70 MPa）的壓力，且需要無孔的表面。

    Hardide-T涂層具有特別優異的韌性（T表示韌性，該涂層專門設計使韌性達到最大，同時保持較高硬度），并用于處理測試用的球閥。

    Hardide涂層零件提高了對硫化氫應力分裂和應力腐蝕的抵抗能力，已按照NACE TM0177進行測試，結果超過120，安裝于BP公司安哥拉油田上。

    這僅僅是該效果明顯的表面涂層系統新應用眾多挑戰中的兩個，因其性能優異而獲得更加廣泛的贊賞和用用似乎是順理成章的事。


 

責任編輯：王元

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