石化行業碳鋼檢修工具置換鍍厚銅工藝研究

張昊，劉明，王梅豐, *，魏紅陽，王夏妍

1.南昌航空大學材料科學與工程學院，江西 南昌 330063

2.大慶石化建設有限公司，黑龍江 大慶 163000

3.佛山科學技術學院材料與氫能學院，廣東 佛山 528137

石油化工管道大多都輸送易燃易爆介質，管道破裂泄漏時極易引起火災和爆炸事故，因此石化行業的生產安全極其重要。鋼鐵材料的強度和硬度較高，適用于制造工具，而且其強度和硬度隨著碳含量的增加而提高。由于碳鋼材料中加入了較多的碳，在摩擦和撞擊時積聚的熱量不能及時被吸收和傳導，熱量集中到使用過程中產生的微小金屬顆粒上就會產生火花，因此碳鋼工具不能應用在爆炸危險場所。針對上述問題，人們改用銅材制作防爆工具。自20 世紀80 年代，防爆工具在石油化工生產、煉油、油氣運輸等特殊領域開始得到應用[1]。國外石化行業普遍采用銅合金材質的防爆檢修工具，但專用銅合金工具成本高，其價格是普通碳鋼工具的10 倍以上，這在很大程度上限制了其應用[2-3]。基于成本考慮，國內石化行業仍普遍使用普通碳鋼工具。目前的防爆措施是在碳鋼工具與被接觸部件表面涂抹黃油或在操作部位澆冷水，這些作業方法存在嚴重的安全隱患。在鋼制工具表面鍍一層較厚的銅，可以在不降低其機械性能的前提下獲得理想的防爆性能，是制造低成本防爆檢修工具的方法之一。目前國內的鍍銅工藝主要為電鍍[4-7]和化學鍍[8-10]，這兩種工藝都要建立生產線，并安排專人定期進行分析和維護，加上鍍銅廢水處理費用，導致其綜合運行成本很高。……