不粘设备制造技术

本发明专利技术公开一种不粘设备，该不粘设备包括：包括第一材料的液体存储或运输制品；和位于制品的内表面上并包括第二材料的涂层；其中，第二材料包括小于７５ｍＮ／ｍ的临界表面张力值和按照莫氏硬度测量的至少５的硬度值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术公开了一种具有改进的不粘涂层的液体存储和运输制品。
技术介绍
各种涂层和其它表面处理已经被应用到管、罐以及其它液体存储和运输制品的内表面和外表面。美国专利公开US2006/0186023公开了一种在限制所期望的管内壁位置处的沉积物时通过管运输产出的流体的方法，所述方法包括提供管，该管在所期望的管内壁位置处具有粗糙度Ra小于2. 5微米的内表面；迫使产出的流体通过管，其中产出的流体在所期望的管内壁位置处具有至少1达因/平方厘米的壁剪应力。美国专利公开US2006/0186023 在此通过弓I用将其全部内容合并于本文。美国专利US 7，300, 684公开了工件内表面的涂层通过连接偏置电压以使得工件用作阴极并且通过在工件的每个开口处连接阳极而实现。气源在入口开口处被引入，而真空源被连接在出口开口处。工件内的压力被监测，并且最终压力信息用于保持显示空心阴极作用的状态。可选地，可通过引入烃混合物以及对工件施加负偏压来进行预清洗，以便使用氩气从工件喷涂污染物。氩气还可在涂覆处理期间被引入以预喷涂该涂层，从而沿着工件的长度改善均勻性。该涂层可以是菱形的碳材料，该碳材料具有通过控制离子轰击能量而确定的性能。美国专利US 7，300，684在此通过引用将其全部内容合并于本文。本领域需要用于液体存储和运输制品的内表面的不粘的、改进的、低成本和/或可替代的涂层。
技术实现思路
本专利技术的一个方面提供了不粘设备，该不粘设备包括液体存储或运输制品，该液体存储或运输制品包括第一材料；涂层，该涂层位于制品的内表面上并包括第二材料；其中第二材料包括小于75mN/m的临界表面张力值和按照莫氏硬度测量的至少5的硬度值。本专利技术的另一方面提供了生产烃的方法，该方法包括在海床上钻出井；将含烃流体生产到海床上的井口；将管从井口连接到岸上的位置或者连接到浮式生产平台或船舶；以及用一种材料涂覆管的内表面，该材料包括小于75mN/m的临界表面张力值和按照莫氏硬度测量的至少5的硬度值。本专利技术的优点包括以下优点中的一个或多个用于管和罐的改进的不粘涂层；用于管和罐的改进的不刮伤涂层；用于管和罐的低成本的不粘涂层；和/或用于管和罐的可替代的不粘涂层。附图说明图1示出了由碳化钨的接触角测量推导出的Zisman图(Zisman plot)。图2示出了由表面Z的接触角测量推导出的Zisman图。图3示出了由表面TK-2的接触角测量推导出的Zisman图。图4示出了由表面TK-7的接触角测量推导出的Zisman图。图5示出了由表面TK-805的接触角测量推导出的Zisman图。具体实施例方式在此公开的实施例针对具有涂覆有碳化钨的表面的管制品。尤其是，在此公开的实施例针对将碳化钨用作涂层以制造出不粘和不刮伤的管制品。在此公开的其它实施例针对石油生产系统、提炼厂及其管线，所述管线具有涂覆有碳化钨的内表面。尤其是，在此公开的实施例针对将碳化钨用作管线的内表面上的涂层，以便减小或防止不期望的固体沉淀在这些石油生产系统和提炼厂中。石油工业事实上利用了具有各种尺寸的无法估量千米长的管或管段。这些管线可在岸上结构或离岸结构、地下系统或水下系统、压力容器或任何相关结构中发现。在石油工业中使用管线、管道以及存储容器，以用于例如通过井下管来运输和/或存储各种烃(包括原油、精炼产品、以及天然气)，该井下管用于将这些烃从地下矿床输送到地表；以及用作用于烃穿过地表和/或在海床下、在海床上、或从海床运输到浮式船舶或岸上的长途运输的管线。此外，本领域的技术人员将意识到，烃的生产流可在其中包含有其它物质(溶解的固体)，该其它物质包括诸如浙青烯和蜡的重有机物；形成氢氧化物的小量烃；包括可导致盐依照比例沉淀的盐水和盐溶液的产出水；各种类型的腐蚀性化学品、研磨剂和泥浆。在生产流可在升高的温度下离开井口时，它开始冷却并且与井口压力相比压力降低，生产流随着其在温度可以是大约5°C的深水环境中行进很多英里而快速变冷。温度和压力的这些改变可能导致包含在烃生产流内的溶解固体的析出和/或新固体的产生。例如， 溶解的浙青烯和蜡可形成粘附到管线内壁的固体。具体地，存在于生产流中的长链石蜡可结晶并且形成大的蜡晶体，该蜡晶体具有海绵状结构，这导致其它成分夹杂在晶体结构中， 从而导致它们沉积在管线内表面上，以及导致这种生产设备的阻塞。另外地，浙青烯(大的极化的多环芳香烃)是一种主要的管线阻塞源，这是因为它们不仅在温度和压力降低时沉淀，而且它们还与诸如石蜡的其它重有机物相互作用而沉淀。而且，存在于生产流中的低分子量烃可被捕获在水分子的晶格中，以形成固体水合物，这些固体水合物同样可粘附到管线壁上。进一步地，包括重晶石、方解石和盐的无机物固体可按比例单独沉淀在管线上或者与重的有机物相结合地沉淀在管线上。由于这些固体沉淀在管线和管道的内表面上，它们随着时间的推移可减小管线的通过量以及来自井的生产量。因此，根据本专利技术的实施例，这些管线可在其内表面上设置有涂层，以减小或者防止固体沉积在内表面上，尤其是位于井田(诸如海底井田)的管线中，其中温度和压力被降低。在特定的实施例中，这些管线在其上设置有碳化钨涂层，以减小或防止固体沉积。这种管道可由钢(例如碳或低合金钢)形成，或者由塑料(例如聚乙烯)形成；然而，不旨在对可涂覆有本专利技术所公开的碳化钨涂层的材料类型进行限制。同样落入本专利技术所公开的范围内的是，管线的基底材料可以是单层材料，或可以已经涂覆有一层或多层各种其它材料层 (例如防护层)，该防护层在腐蚀环境与钢表面之间形成了物理屏障。根据本公开，提供了一种具有涂覆有碳化钨的内表面的管或容器的制品。在一个实施例中，涂层是碳化一钨，WC。在另一个实施例中，使用了碳化二钨，W2C。在又一个实施例中，涂层包含碳化钨彼此的混合物。在再一个实施例中，涂层包含碳化钨与钨或自由碳的混合物。碳化钨具有大约为20mN/m的临界表面能量Y。。固体表面的临界表面张力是其相关的疏水性或亲水性的标志。低的临界表面张力表示该表面每单位面积具有低的能量。 对于表面来说，该值越低，在这种表面上越可能发生粘附。碳化钨Y。值比大部分从商业可获得的涂层的Y。值低，从商业可获得的涂层例如为碳钢(Y。= 100mN/m)、铜(Y。= 140mN/m)以及金(Y。= 230mN/m)，以及可相比较的典型地用于管应用中的聚四氟乙烯 (Y。= 18mN/m)。在这种表面能量水平下，碳化钨基底可通常具有小于大部分液体的临界表面张力，液体的临界表面张力典型地大于20mN/m。因此，只要基底具有比液体低的临界表面张力，就不可能发生固体沉积，因为这些固体可缓慢地沉积，并且如果它们沉积，则由于碳化钨涂层的低表面能量水平而使这些沉积的移除较容易。在使用之后清洗表面期间， 这种碳化钨涂层因而可以大大地降低固体粘附在石油生产系统和提炼厂的内表面上。在其它实施例中，可单独使用或与碳化钨组合使用其它碳化物涂层，该其它碳化物例如为碳化钛、碳化钽和/或碳化锆。而且，这些碳化钨涂层可极其硬(莫氏硬度为大约9)并且耐磨。碳化钨的这种固有材料特性可使得本公开的涂覆有碳化钨涂层的管耐刮伤和/或耐磨损。这种特性还可使得这种管制品用已知装置(包括擦刷或垫)进行冲洗，而无需考虑其完整性。比较而言，聚四氟乙烯(P本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种不粘设备，所述不粘设备包括：液体存储或运输制品，所述液体存储或运输制品包括第一材料；涂层，所述涂层位于制品的内表面上并包括第二材料；其中第二材料包括小于７５ｍＮ／ｍ的临界表面张力值和按照莫氏硬度测量的至少５的硬度值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·伯吉斯，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL