本文讨论了工艺分析仪制造商使用的各种化学沉积涂层的实验室化学惰性和腐蚀试验结果。增强化学成分允许在精炼，石化和离岸行业中存在的环境中进行电流和新涂层的性能。
工艺分析仪可能暴露于石化，精炼和离岸环境中的许多损伤化合物。盐酸，硫酸，盐水和腐蚀性流环境是将用不锈钢和不锈钢表面进行测试的环境羧硅烷和硅材料。亚博网站下载这些环境中的过程分析仪还必须保持化学惰性，以使得还原硫化合物的取样。
讨论
When selecting a substrate enhancing coating the choice of material properties is imperative.各种表面处理将具有不同的化学反应性和曝光范围。在惰性降低硫化合物的应用中，例如H.2S，需要定制无定形硅处理。羧硅烷材料可用于苛刻和颗粒环境中的应用，其需要部分百万减少硫的稳定性。
借助于螺旋钻光谱，测试无定形硅（图1）和羧硅烷涂层（图2）的原子组成。无定形硅涂层通常具有表面增强，以提供通用活性化合物的低部分惰性。
虽然化学惰性，硅衬底具有低水平的耐磨性。羧硅烷表面处理是氧气，硅和碳的均匀组成。尽管具有较少的化学上惰性，但它保持高度腐蚀和耐磨层。表1提供了两种涂层的物理性质列表。
两个涂层延伸到钢的晶格中的400至500埃，这提供了对表面的优异粘附。
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图1。硅胶涂层不锈钢的螺旋钻深度轮廓
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图2。罐硅烷涂层不锈钢的螺旋钻深度剖面
表格1。涂料的物理性质
| 涂层 |
硅：Silconert.® |
羧硅烷：Dursan.® |
| 最高温度 |
1000℃ |
450°C. |
| 最小温度 |
-196℃ |
-40°C. |
| 低pH限制 |
0. |
0. |
| 高pH限制 |
7. |
14. |
| 厚度 |
500 nm. |
2000 nm. |
| 粘附 |
优秀 |
优秀 |
实验
含氯化物流和氯化物环境可以显着降低工艺系统的使用寿命。已经利用涂料，昂贵的超级合金和涂料来延长含氯化物环境和/或盐水中的组分寿命。
表2显示了从ASTM G31测试中获得的结果。该技术涉及在室温和温度下在6M HCl（18％）溶液中24小时的浸渍试验。
表2。24小时暴露于6米（18％）HCl后体重减轻
| 24小时;6M HCl;22ºC. |
304 SS. |
硅涂层 |
羧硅烷涂层 |
| mpy（每年米尔） |
389.36 |
16.31 |
1.86 |
| 改善因素 |
--- |
23.9 |
209.8 |
浸没后，差分称量允许建立材料损耗量。每个配置的样本大小是三个样品。无定形硅涂层不锈钢显示器在这些环境中的未处理不锈钢的电阻超过20倍。
通过羧硅烷处理，它产生大于200倍的抗性。在涂覆的样品中注意到的任何损失是蚀腐蚀的结果。点蚀是一个迹象，引脚孔留在表面中，允许腐蚀攻击开始。
耐磨性涂料还应考虑应用于分析采样设备。app亚博体育由于阀门运动或工艺磨损，涂层的耐磨性是应用机械摩擦的应用的重要因素，因为颗粒在高速下通过采样设备的颗粒。app亚博体育软涂层，如硅，在这些环境中迅速磨损。
表3总结从磨损研究中获得的数据，对非处理和处理的表面进行。使用引脚磁盘摩擦计（Nanovea，Irvin，CA）生产数据。将平板放置在试验台上，压痕施加到表面上的特定力。然后旋转板，在盘和销之间测量力。
本研究的结果可以产生板表面的磨损特性和摩擦系数。该研究揭示了羧硅烷涂层的涂层不如未处理的钢和硅涂层表面一样多。由于涂层，耐磨性得到改善，导致系统组件在恶劣环境中的较长使用寿命。
表3。涂料的物理性质
| 索盘上的别针;2.0N. |
316不锈钢 |
羧硅烷涂层316不锈钢 |
硅涂层316不锈钢 |
| 磨损率（X10-5毫米3./ n m） |
13.810 |
6.129 |
2 |
| 改善因素对SS |
--- |
2次 |
1/3次 |
对于应用在含硫样品的采样和转移中的分析系统，使用不锈钢部件时必须满足系统惰性。在几个精炼和石化领域，PPM水平的测试充足。
图3说明即使在50ppm浓度下，硫化氢采样也需要被动表面。在本研究中，测试样品瓶子是从制造商中源的，也可以用含有羧硅烷的未涂覆或处理，称为DURSAN™。
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图3。在羧硅烷处理的不锈钢容器中为50ppm的硫化合物与未处理的圆柱体。
图4说明了在取样，储存和测试硫化氢水平的采样，储存和测试期间涂覆的需要。在关键应用中，使用基于硅的涂层优化零件的最终惰性，以牺牲物理耐久性为代价。
在图3和4中，裸露不锈钢上的硫化氢降解快速和永久性：在50ppm和17个BBP水平下，H2S在24小时内丢失。
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图4。在非晶硅处理的不锈钢容器中为17ppbv的硫化合物
钝化对硫储存和运输的影响不断提高。钝化是一种基于假设的方法，如果储存容器或运输容器的所有活性区域被硫化合物占据，则它们对硫化合物惰性。
一些研究通过低表面积调节器在低温下支持气相输送。它表明，用清洁气体吹扫组分可以降低钝化的惰性，在一天内发生可测量的影响，并在一周内完成。
在同一研究中的补充数据确定了加热的不锈钢不钝化，并且无论条件和预先暴露于硫化合物，将发生完全吸附硫。
为了评估静态采样过程中硫化合物的稳定性，如样品缸中，使用硅烷如气体（SIH4.）以及多天暴露于5000 ppm h2需要S是开发用于储存的被动气缸。进行研究中的大多数数据，以建立使用产生低级标准的稳定性。
可商购的惰性涂层组分除去了对钝化的需要，并且今天被认为是稀有硫取样和运输的稀有溶液。这消除了使用诸如硅烷或高浓度的诸如发光气体的危险材料的需要亚博网站下载2S.
与钝化方法相比，涂层解决方案提供的价值不能用于增加获得弱分析结果的风险。
疏水表面在石油化学和精炼应用中至关重要。过程条件中断将导致采样系统中的水分。由于系统中水的极性，这种水分会影响分析。系统可以更快地“干”任何水分，分析系统将继续产生可靠的数据。
图5显示应用于涂覆的304不锈钢表面和304不锈钢优惠券的水滴图像。涂层为不锈钢基板提供疏水系数。疏水表面更容易干净，没有水。当出现问题时，这在石化和精炼操作中是显着的，因为分析器系统中的水分导致弱和不可靠的数据。
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图5。涂覆304不锈钢导致增加疏水性的能力。
结论
涂料是一种流行的选择，可以提高具有挑战性应用的分析系统精度和耐用性。为了选择正确的涂层，特性如颗粒暴露，酸暴露以及需求化学惰性必须知道。
当涂层能够满足应用的化学和物理要求时，可以连续达到精确且可靠的结果。
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