自蔓延高温合成陶瓷内衬油管的力学和耐腐蚀性能分析

管西巧1，肖凤艳1，黄智2，谢维涛3，王守泽4，魏世丞5（1. 烟台职业学院智能制造系；2. 中山职业技术学院机电工程学院；3. 中国石油长庆油田分公司第九采油厂；4. 吉林省大多天盛金属陶瓷技术有限公司；5. 陆军装甲兵学院再制造技术国防科技重点实验室）

摘要：为提升油田开发用油管的使用服役性能，以Ф73×5.51 mm J55油管为基体，运用自蔓延高温合成技术（SHS）在Al+Fe2O3 基本铝热体系中（B 组分）添加质量分数为4%Nb2O5、8%ZrO2、13%CrO3、5%SiO2 为新型SHS 材料体系，制备了新型陶瓷内衬耐磨涂层油管（A 组分）。运用SEM、EDS、XRD、FTIR等分析手段测试了耐酸性腐蚀、结合强度、弯曲强度和压溃强度等性能，对比分析结果表明：A组分制备的陶瓷内衬层的耐腐蚀性、弯曲强度、结合强度及压溃强度均优于B。其中，A 组分涂层和B 组分涂层1200 h 的流动腐蚀失重率分别为0.42%、0.54%，性能均优于J55油管基体。A组分制备的陶瓷内衬油管弯曲强度比B组分提升了15.9%。基于滑脱位置观测，确定了Fe-Fe界面部分冶金结合力与Fe-Al2O3界面机械结合力强弱的转换温度约为200℃，低温时机械结合力大于冶金结合力，高温时机械结合力小于冶金结合力。

关键词：油管；自蔓延高温合成技术；组织结构；力学性能；耐腐蚀性能