Engineering: Разработано супергидрофобное покрытие для защиты труб от коррозии
Долгосрочные проблемы эрозии и коррозии, возникающие при разработке морских нефтегазовых месторождений, представляют собой значительную угрозу для безопасной и эффективной эксплуатации этих объектов.
Супергидрофобные покрытия, известные своей способностью уменьшать взаимодействие между агрессивными веществами и подложками, привлекли к себе большое внимание.
Результаты опубликованы в издании Engineering.
Однако их плохие механические свойства часто препятствуют их долгосрочному применению в практических рабочих условиях. Для решения этой проблемы исследовательская группа под руководством профессора Юэкуна Лая из Университета Фучжоу и профессора Сюэвен Цао из Китайского университета нефти (Восточный Китай) разработала биомиметическое покрытие зубной эмали со слоем гидрогеля амилозы (покрытие DEA). Это инновационное покрытие, характеризующееся высокой эрозионно-коррозионной стойкостью, предназначено для использования в сложных подводных трубопроводных системах.
Этот материал покрытия, известный как биомиметическая эмаль, объединяет три защитные стратегии. Во-первых, многослойная градиентная структура создается путем объединения частиц TiO2, модифицированных лауриновой кислотой (LA), с углеродными нанотрубками (CNT) для повышения прочности на разрыв и ударопрочности поверхности покрытия. Во-вторых, слой гидрогеля на основе амилозы используется в качестве промежуточного буфера для эффективного рассеивания энергии удара. Кроме того, текучесть гидрогеля позволяет ему самопроизвольно заполнять зазоры на поврежденных поверхностях, предотвращая проникновение воды и смягчая проблемы локальной коррозии.
Испытания на восстановление показали, что, в отличие от обычных гидрофильных гидрогелей, гидрогель на основе амилозы может полностью восстанавливать трещины шириной до 50 мкм после их появления, эффективно предотвращая разрушение покрытия из-за растрескивания или отслоения.
Дальнейшее подтверждение было получено в ходе 24-часового эксперимента с эрозионной петлей, показавшего, что покрытие DEA значительно снизило скорость эрозии до 39,52-55,88 нм/с. По сравнению с нержавеющей сталью 316L скорость эрозии снизилась на 57,6%, что подтверждает эффективность структуры эмали и стратегии восстановления гидрогеля. Кроме того, электрохимические коррозионные испытания и анализ химической стабильности показали превосходную устойчивость покрытия к проникновению агрессивных сред.
Благодаря использованию инновационных восстанавливающих и буферных структур удалось значительно повысить ударопрочность и коррозионную стойкость покрытия DEA. Разработанное исследовательской группой покрытие DEA предлагает новые идеи по улучшению механической прочности таких покрытий. Данное исследование создает теоретическую основу для ингибирования эрозии-коррозии и представляет новые технологии для защиты от эрозии-коррозии, в частности, в области безопасности трубопроводов и предотвращения эрозии-коррозии.
Ранее ученые разработали прибор для предотращения коррозии.
