Electroless deposition of nickel-phosphorous composite coatings for anti-wear in oil & gas

In the field of oil and gas production, a lot of challenges are faced on a daily basis during extraction and transportation of liquids and gases: high fluid velocities and the presence of sand particles inside the pipes cause very fast erosion of the lines. In this work, electroless nickel-phosphorous composite coatings were produced and studied for oil and gas anti-wear applications. The electroless plating was choosen for the high conformity of deposits and easiness of deposition, while hard carbides particles of silicon carbide and boron carbide were implemented to increase hardness and wear resistance of the composite. The coatings were investigated in terms of the effect of carbides particles amount and mix ratios and the effect of tungtate salt as additive. The samples were then analyzed in terms of composition, morphology, particles distribution and the anti-wear performances were tested with a new self-build setup to simulate the real and severe wear conditions inside tubes.

Nel campo dell’industria petrolifera, vengono affrontate giornalmente grandi difficoltà durante le operazioni di estrazione e trasporto di liquidi e gas: le alte velocità dei fluidi e la presenza di particelle di sabbia all’interno delle tubature causa rapida erosione dei componenti della linea. In questo lavoro sono stati prodotti depositi in nichel-fosforo electroless compositos e sono stati studiati per applicazioni anti-erosione per applicazioni nell’industria petrolifera. Il processo electroless è stato scelto per l’alta conformità del deposito e la facilità di applicazione, mentre le particelle in carburo di silicio e di boro sono state utilizzate per aumentare la durezza e la resistenza all’erosione del composito. I depositi sono stati studiati in termini di effetto della quantità di particelle di carburi, del loro rapporto nelle miscele e dell’aggiunta del sale tungstato di sodio come additivo. I campioni sono stati analizzati in termini di composizione, morfologia e distribuzione di particelle. Le prestazioni anti-erosive sono state testate grazie a un macchinario sperimentale di autocostruzione atto a simulare al meglio le reali e intense condizioni aggressive all’interno delle tubature.