CN100494469C - 双向保护接箍表面合金涂层热喷涂工艺 - Google Patents

Abstract

一种双向保护接箍表面合金涂层热喷涂工艺，属于石油设备加工领域。接箍毛坯在高温碱液中浸泡做除油处理，清水冲洗后吹干用24目棕刚玉喷砂处理，预热到200-350℃，喷涂合金粉末于接箍表面，经中频感应加热装置加热重熔后形成一层AOC合金涂层，厚度约0.25-0.6mm，车削加工后经磷化和抛光处理得到最终涂层。涂层硬度合适，能抵抗外界磨损和腐蚀，涂层中成分与油管摩擦过程中，以片状形式转移到油管表面，起到双向保护的作用。

Description

双向保护接箍表面合金涂层热喷涂工艺

技术领域

本发明涉及一种双向保护接箍表面合金涂层的热喷涂工艺，属于石油设备加工领域。

背景技术

抽油机有杆泵采油是一种人工举升采油方式，以其设备简单，投资少，管理方便，适应性强等优点被国内外各主要油田广泛采用。其采油深度可涵盖200—300米的浅井到3000米的深井，产油量从日产几吨到200吨都可以应用，国内有杆泵采油约占人工举升采油总井数的90％左右，由此可见有杆泵采油设备性能的好坏在石油开采领域具有举足轻重的作用。

有杆泵采油设备主要包括地面抽油机、井下抽油杆及抽油泵。抽油杆接箍是链接抽油杆和抽油泵以及地面提升装置的关键部件。由于井下多为腐蚀环境，井斜等原因造成的抽油杆弯曲或油管弯曲不可避免地造成抽油杆串与油管在同一部位地磨擦，使杆接箍与油管产生严重的磨损，直接影响采油生产。如何避免杆接箍的腐蚀磨损成为当前急需解决的重要问题之一。

目前国内主要通过采用扶正器、井口旋转器来解决抽油杆和油管磨损问题。采用扶正器可以缓解一定的偏磨，但是耐磨度不够，也会增加地面提升功率，增加掉井事故和结蜡几率；采用井口旋转器可以分散偏磨，但增加采油装置的复杂程度，容易发生脱杆或设备被盗等。

以往的化学镀层和其他涂层有一定的保护抽油杆接箍功能，但大多硬度较大，无法同时兼顾保证抽油杆接箍表面的高强度耐磨耐腐蚀性和避免油管内壁的被动磨损，而且产生滑痕后的普通镀层接箍很容易因电化学反应产生整体剥落，均无法达到油田的要求。而且整个喷涂加工工艺大多比较复杂，成本高，操作复杂而且加工出来的合金涂层不能完全适应接箍在井下的恶劣环境，严重制约了油田逐步提高生产效率的需求。

发明内容

本发明的目的是要提供一种双向保护接箍表面喷涂合金涂层热喷涂的加工工艺，通过合理的工艺流程和加工控制，在接箍表面形成0.25-0.6mm的耐磨耐腐蚀涂层，保持足够的耐磨耐腐蚀特性和抗拉强度，不破坏接箍本体，并可形成涂层过渡带，减小滑痕产生后的电化学腐蚀造成涂层的整体剥落，保护杆接箍长时间抵御井下恶劣的腐蚀和磨蚀环境，从根本上减少了油管的磨损。

双向保护接箍表面合金涂层热喷涂工艺，是将接箍毛坯置于高温碱液中浸泡，碱液中化学成分比例为水：NaOH:Na₃PO₄:Na₂CO₃＝1000:50:60:25，温度70—80℃，加热时间60—120min，经清水冲洗后用空压气吹干：做喷砂处理，磨料为24目棕刚玉，喷砂压力3MPa；预热毛坯表面至200—350℃，调整氧气、乙炔、氩气和压缩空气压力，使合金粉末在高温熔融状态下喷涂于毛坯表面，再经中频感应加热系统重熔处理，重熔温度为950—1000℃，形成一层AOC合金涂层，厚度为0.25—0.6mm；待工件缓慢冷却后进行挤扣、车削端面加工；完成后做磷化处理，磷化液与水的比例为1：4，温度为60—80℃，pH值为4.5，最后用80目棕刚玉砂轮抛光接箍表面得到最终所需的涂层。

其主要优点是操作简便，经济实用，便于合理控制工艺流程，喷涂效率高，节约合金粉末，喷涂后的涂层结合紧密，涂覆过程不影响接箍本体材料的金相组织。可以形成厚度小于0.5mm的耐磨耐蚀低摩擦系数的涂层，可以适应外界摩擦和腐蚀，将合金涂层在摩擦过程中以片状形式自动转移到油管内壁，起到既保护抽油杆接箍又保护油管的双向保护功能。

附图说明

图1是双向保护接箍表面喷涂加工工艺流程示意图

具体实施方式：

双向保护接箍表面合金涂层热喷涂工艺可通过如下工序完成：

1、接箍毛坯置于高温碱液中浸泡，碱液中化学成分比例为H₂O:NaOH:Na₃PO₄:Na₂CO₃＝1000:50:60:25，温度70—80℃，加热时间60—120min。

2、清水冲洗并用空压气吹干后串接起来，串接工件间用垫片隔开，对接箍表面做喷砂处理，磨料为24目棕刚玉，喷砂压力3Mpa。

3、对喷砂后的接箍利用中频感应加热装置进行预热处理，预热温度为200—350℃，工件旋转速度50—200r/min，平移速度3—8mm/s。

4、调整氧气压力0.6—0.8Mpa，乙炔0.6—0.9Mpa，氩气0.7—0.9Mpa，将合金粉末喷涂到旋转进给的接箍表面，旋转速度50—200r/min，平移速度3—8mm/s。

5、对涂层做重熔处理，重熔温度为950—1000℃。

6、缓冷后对工件进行挤扣、车端面、磷化和抛光处理，其中磷化液配比为磷化液：水＝1：4，温度为60—80℃，pH值为4.5：抛光用80目棕刚玉砂轮，抛光后表面光洁度达到3.1μm。最后在防锈油中浸泡接箍2分钟。

Claims (1)

1、一种双向保护接箍表面合金涂层热喷涂工艺，其特征是接箍毛坯置于高温碱液中浸泡，碱液中化学成分比例为H₂O:NaOH:Na₃PO₄:Na₂CO₃＝1000:50:60:25，温度70—80℃，加热时间80—120min，经清水冲洗后用空压气吹干；做喷砂处理，磨料为24目棕刚玉，喷砂压力3MPa；预热毛坯表面至200—350℃，调整氧气、乙炔、氩气和压缩空气压力，使合金粉末在高温熔融状态下喷涂于毛坯表面，再经中频感应加热系统重熔处理，重熔温度为950—1000℃，形成一层AOC合金涂层，厚度为0.25—0.6mm；待工件缓慢冷却后进行挤扣、车削端面加工；完成后做磷化处理，磷化液与水的比例为1：4，温度为60—80℃，pH值为4.5，最后用80目棕刚玉砂轮抛光接箍表面得到最终所需的涂层。

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