石油和天然气传感器的聚对二甲苯保形涂料-纳米防水网 - 纳米防水超疏水前沿技术资讯平台!
你的位置:888集团娱乐 > 防水资讯 > 行业新闻 > 浏览文章

石油和天然气传感器的聚对二甲苯保形涂料

2019年11月26日 点击:

聚对二甲苯是一种透明的聚合物,可提供均匀且无针孔的保形涂层。不同种类的聚对二甲苯(聚对二甲苯N,C,D,AF4和F)是通过分子结构的修饰形成的。每次修改都会产生一组适用于不同服务条件的材料属性。聚对二甲苯衍生物的基本类型是聚对二甲苯N(聚对二甲苯)单体。

聚对二甲苯在电子工业和传感器技术中具有多种优势。它可以完全渗透到缝隙和空隙中,同时覆盖锋利的边缘和表面,因此可以很好地密封下面的结构。在传感器技术中,聚对二甲苯保形涂层用于其绝缘,介电和/或保护性能。其性能的详细列表可在表中找到, 并在《Parylene 101指南》中进行了描述。

表格:聚对二甲苯的类型和性质 *材料数据:MatWeb
122.png
聚对二甲苯沉积工艺:

聚对二甲苯的化学气相沉积(CVD)过程分为三个步骤(升华,热解,沉积)。最终涂层形成在目标表面(弹性体,玻璃,金属,纸张,塑料等)上。为了提高在目标表面上的附着力,要格外小心地清洁表面。随后,对样品表面进行处理使用粘合促进剂,例如硅烷(A-174)。助粘剂以在表面和聚对二甲苯之间提供高强度键界面的方式形成分子的单层。样品可以在聚对二甲苯真空室内分批处理。温度,压力设定为理想的涂层条件。一旦聚对二甲苯粉末前体(Paracyclophanes,二聚体)被升华并热解形成单体,就进行涂覆过程。前体的热解定义为材料在惰性气氛中在高温下的热分解,并且该反应是不可逆的。之后,以允许顶层在其上生长的方式将单体沉积为薄层。同时,单体渗透到最小的空隙中,形成均匀,无空隙的保形涂层。


石油和天然气传感器

传感器可以检测并帮助监视目标在不同大气条件(例如,气体,液体介质,温度,压力)下的动态行为(温度,压力,电流)。使用这些传感器收集的数据有助于石油和天然气工业的持续运行。数据提供了重要的统计数据,可以从中预测停机,风险和紧急情况或最佳状况。为了使业务获利,必须对站点进行良好的维护和监控,以在需求高峰期保持现金流。油井压力传感器调节储罐中的液位以防止爆炸,气体传感器有助于检测各种气体,例如O 2,H 2 O,CO 2,H2 S,甲烷等。据报道,美国O&G勘探和生产的直接腐蚀成本每年约为14亿美元,其中地表管道和设施成本为5.89亿美元,井下管道成本为4.63亿美元,与腐蚀有关的资本支出为3.2亿美元[2],[3 ]。


因为腐蚀和恶劣的环境是一个巨大的问题,由于仪表的使用,在生产和后续操作中需要很高的成本,因此,大量使用的管道和仪表需要通过油气传感器进行监控。勘探的主要地点是深海,偏远的北极地区和未固结的砂岩水库。仪器使用中最具挑战性的场所的特点是高压和高温(HPHT)以及在压力大于15 ksi(103.43 MPa)和温度大于350°F(177)的区域中使用的设备的设计准则°C)(即深水800-1800 m)由美国石油学会[3],[4]确定。纵观这一大图,传感器是石油和天然气勘探与生产行业成功运营的关键部分。在其生产中使用的这些传感器和材料需要满足耐用性和热稳定性准则,同时还要能够承受各种腐蚀性环境。

聚对二甲苯衍生物具有很高的耐用性,耐磨性,低摩擦性,低气体和湿气渗透性以及相对较高的耐热性,这使其成为传感器应用的理想选择,可以用作保护性密封或用作传感器生产中的绝缘体。另外,聚对二甲苯保护涂层可以承受低温和相对高温(-400°F(-200°C)至+400°F(+200°C)),同时保持其电气和机械性能,这在材料系统中是罕见的。在传感器开发中的不同条件下,可重复性,过程控制和材料行为控制对于集成电子电路的响应非常重要。

涂覆后的聚对二甲苯可作为对气体(O 2,N 2,CO 2,H 2等),湿度(低渗透性),腐蚀(高耐化学性),并在恶劣条件下长期(> 10年)提供耐磨性(低摩擦系数)。聚对二甲苯C和N是最常用的涂料,在氧化条件下,它们可以满足高达≈100°C的温度要求。氟化聚对二甲苯AF-4和F分别在≈200°C和≈350°C时具有额外的热稳定性,可以满足特殊条件。使用聚对二甲苯衍生物的传感器可以开发和保护会与恶劣环境接触的零件。聚对二甲苯有望为挑战性高温高压,深水和北极条件下的传感器开发做出贡献。