CN104174577B - 钛合金油管接箍涂层方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛合金油管接箍涂层方法，所述的方法包括以下步骤：A、油管接箍清洗，B、二硫化钼涂料配置，配制二硫化钼溶液，使得二硫化钼溶液的粘度为31至33Pa·s；C、喷涂，用带容器的空气雾化喷枪喷涂或者是采用连续的循环溶液泵加压流动系统喷涂，将二硫化钼溶液喷涂在所述油管接箍上；D、固化，将喷涂后的油管接箍放入固化设备内固化，所述固化设备内温度控制在195℃至205℃；E、检测，对油管接箍涂层进行粘扯试验，通过判断粘扯下来的涂层厚度，判断油管接箍涂层的合格程度。本发明通过对钛合金油管接箍进行喷涂二硫化钼，接箍表面形成的二硫化钼涂层，提高了钛合金油管接头的耐磨性，同时也相应提高了抗粘扣性能。

Description

钛合金油管接箍涂层方法
技术领域
本发明涉及一种金属材料表面处理技术领域，具体涉及一种钛合金油管接箍涂层方法。
背景技术
随着油气勘探和开采的环境越来越复杂，对油管的耐腐蚀性能提出了更高要求，同时油田希望能提高油管的使用寿命和反复使用次数，增强接头的抗粘扣性能，保证油管管柱的结构完整性和密封完整性。油管接箍是油田钻井工具的一种，主要用于油管的连接。油管接箍主要解决了现有接箍因应力集中轻易产生疲惫断裂的问题。油管接箍结构是：油管端头与接箍体内壁以锥形螺纹方式连接，接箍体的端头与油管以同螺纹同螺距平型螺纹方式连接。具有缓解单一锥螺纹连接油管外螺纹根部应力集中的特点，不易产生疲惫断裂，连接效果好。有效防止油井管柱断脱事故发生。接箍的表面处理质量，是提高接头的耐磨性和抗粘扣性的重要因素，传统的碳钢油管接箍表面处理，一般采用磷化、镀锌及镀铜等工艺方式，已能满足接头的上卸扣试验要求，具有较好的抗粘扣性能。而钛合金油管接箍，由于其材料特性，传统的表面处理方式已不能满足其抗粘扣性能要求。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种在接箍内表面喷涂二硫化钼(MOS2)，接箍表面形成的二硫化钼(MOS2)涂层，可以大大提高接头的耐磨性，对提高接头的抗粘扣性具有良好效果的钛合金油管接箍涂层方法。
本发明通过对钛合金油管接箍进行喷涂二硫化钼(MOS2)，接箍表面形成的二硫化钼(MOS2)涂层，提高了钛合金油管接头的耐磨性，同时也相应提高了抗粘扣性能。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种钛合金油管接箍涂层方法，所述的方法包括以下步骤：
A、油管接箍清洗
用表面处理剂清洗或喷涂所述油管接箍表面；
B、二硫化钼涂料配置
配制二硫化钼溶液，所述二硫化钼溶液包括MoS2粉150份；环氧树脂90份；磷苯二甲酸二丁酯20份；乙二胺10份；丙酮300～400份；并对二硫化钼溶液进行搅拌，使得二硫化钼溶液的粘度为31至33Pa·s；
C、喷涂
用带容器的空气雾化喷枪喷涂或者是采用连续的循环溶液泵加压流动系统喷涂，将二硫化钼溶液喷涂在所述油管接箍上；
D、固化
将喷涂后的油管接箍放入固化设备内固化，所述固化设备内温度控制在195℃至205℃；
E、检测
对油管接箍涂层进行粘扯试验，通过未被粘扯下来的涂层判断油管接箍涂层附着力的合格程度。
钛合金油管接箍，由于其材料特性，传统的表面处理方式已不能满足其抗粘扣性能要求，通过对钛合金油管接箍进行喷涂二硫化钼(MOS2)，接箍表面形成的二硫化钼(MOS2)涂层，提高了钛合金油管接头的耐磨性，同时也相应提高了抗粘扣性能。
更进一步的技术方案是步骤A中油管接箍清洗的方法包括酸洗、碱洗、喷砂中的一种或几种方法。
用表面处理剂清洗或喷涂,以达到表面最佳状态,利于喷涂二硫化钼,增强结合力。
更进一步的技术方案是步骤B中当所述二硫化钼溶液的粘度大于或等于34Pa·s时，向二硫化钼溶液中添加丙烯酸酯共聚物乳液溶液，并均匀搅拌，使二硫化钼溶液粘度在31至33Pa·s。
更进一步的技术方案是步骤B中当所述二硫化钼溶液的粘度小于或等于30Pa·s时，向所述二硫化钼溶液中添加粘度大于31Pa·s的二硫化钼溶液，并混合均匀，使二硫化钼溶液粘度在31至33Pa·s。
更进一步的技术方案是步骤B中配制的二硫化钼溶液的粘度为32Pa·s。
更进一步的技术方案是步骤C中，当使用带容器的喷枪时,在喷涂过程中持续摇晃二硫化钼溶液。
更进一步的技术方案是步骤C中，当使用带容器的喷枪时,在所述容器内放入小型不锈钢球，在喷涂过程中持续摇晃二硫化钼溶液。
更进一步的技术方案是步骤C中喷涂后的油管接箍，对其进行静置30分钟以上。
更进一步的技术方案是步骤D中固化设备内温度恒定控制在200℃。
固化温度也是影响涂层质量的关键因素之一,必须严格控制。固化温度高会使涂层老化,严重降低涂层的性能。固化温度低会使涂层固化效果不好,抗磨性、耐蚀性和涂层结合强度等都不会达到标准要求。
更进一步的技术方案是步骤E中采用可粘扯二硫化钼涂层的胶带进行粘扯试验，对所述未被粘扯下来涂层进行测量，测厚仪测量二硫化钼涂层厚度在0.015～0.025mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过对钛合金油管接箍进行喷涂二硫化钼，接箍表面形成的二硫化钼涂层，提高了钛合金油管接头的耐磨性，同时也相应提高了抗粘扣性能。
具体实施方式
下面对本发明作进一步阐述。
实施例
本实施例公开一种钛合金油管接箍涂层方法，钛合金油管接箍喷涂工艺流程可以概括为：接箍表面清洗→二硫化钼(MOS2)涂料配置→喷涂→固化→检测、包装。下面对具体的介绍钛合金油管接箍涂层方法的每个工艺步骤：
A、油管接箍清洗
本步骤中清洗的方法有酸洗、碱洗、喷砂等。用表面处理剂清洗或喷涂,以达到表面最佳状态,利于喷涂二硫化钼,增强结合力。
B、二硫化钼(MOS2)涂料配制
配制二硫化钼溶液，配制好的二硫化钼溶液中的填充物质很易沉积,采用手动搅拌或机械搅拌的方式使其全部溶液得到最均匀地混合,从而达到没有任何沉积物。混合时间是以溶液均匀而无沉积物出现为准。搅拌均匀后的二硫化钼溶液应该用工艺规定的粘度计进行检验,其粘度达到32±1Pa·s即为合格。优选的粘度为32Pa·s。
对粘度大于或等于34Pa·s的较稠的二硫化钼溶液可以采用添加SF-1#(丙烯酸酯共聚物乳液)溶液,逐渐地添加并均匀搅拌的方法调和均匀,再行检验,一直到粘度达到32±1Pa·s的要求为止。除了SF-1#溶液外,不准许添加任何其他溶液。对粘度小于或等于30Pa·s的较稀的二硫化钼溶液可与粘度较稠的溶液按一定的比率混合,逐渐使其粘度达到32±1Pa·s。在二硫化钼溶液未被充分地搅拌均匀,直至没有任何沉积物之前，不能用带容器的空气雾化喷枪喷涂,或者是采用连续的循环溶液泵加压流动系统喷涂。当使用带容器的喷枪时,在喷涂过程中要不断地摇晃二硫化钼溶液。
C、喷涂
二硫化钼用带容器的空气雾化喷枪喷涂或者是采用连续的循环溶液泵加压流动系统喷涂。当使用带容器的喷枪时,在喷涂过程中要不断地摇晃二硫化钼溶液，优选的实施方案是，可在容器中放些小不锈钢球以促进搅拌。泵压系统应是密封的,并具有连续搅拌的作用,而且能以连续的流量供给喷枪。连续的流量和连续的搅拌是为了能够获得无沉淀的均匀混合的涂料溶液。当粘度合格的二硫化钼溶液搅拌得没有沉淀物时才允许喷涂接箍内表面。气泵系统应定期地用SF-1#溶液清洗。喷枪及整个系统应经常清洗、修理和调节,以保证得到连续的不间断的喷涂分布均匀状态。当喷涂工作暂停时,应使二硫化钼溶液保持密封,防止蒸发。喷涂过的接箍在室内停放30min以上方可入炉固化。
D、固化
此步骤是二硫化钼处理的一项关键工序。固化炉内优选的应满足炉温在200℃，当温度有偏差时，其温差不允许超过±5℃,而且炉内炉气应流畅,炉温均匀一致。固化温度也是影响涂层质量的关键因素之一,必须严格控制。固化温度高会使涂层老化,严重降低涂层的性能。固化温度低会使涂层固化效果不好,抗磨性、耐蚀性和涂层结合强度等都不会达到标准要求。
E、检测
用胶带进行粘扯试验,如3M公司(明尼苏达矿务及制造业公司)生产的胶带，用胶带粘结在试样表面,保证粘结牢固,而后用手撕拉胶带,使胶带从试样上面撕下,检查胶带上没有二硫化钼涂层的脱落。另外，用膜厚仪进行测量涂层厚度在0.015～0.025mm，接箍涂层合格。
本实施例具有操作简单和易于实现涂层功能调节的特点，而且工艺不复杂。
以下通过几种不同条件下通过本实施例方法钛合金油管接箍涂层的比较分析：
1、二硫化钼(MOS2)涂料粘度32±1s；喷涂时间3分钟；喷枪压力2－4KG；固化温度200°
经检测涂层厚度为20μm，经接头上卸扣试验，抗粘扣性能好。
2、二硫化钼(MOS2)涂料粘度34±1s；喷涂时间2分钟；喷枪压力2－4KG；固化温度180°
经检测涂层厚度为12μm，经接头上卸扣试验，抗粘扣性能较差。
3、二硫化钼(MOS2)涂料粘度30±1s；喷涂时间4分钟；喷枪压力2－4KG；固化温度220°
经检测涂层厚度为10μm，经接头上卸扣试验，抗粘扣性能较差。
整体分析本实施例方法的实现，本实施例通过对钛合金油管接箍进行喷涂二硫化钼，接箍表面形成的二硫化钼涂层，提高了钛合金油管接头的耐磨性，同时也相应提高了抗粘扣性能。
在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (5)

1.一种钛合金油管接箍涂层方法，其特征在于：所述的方法包括以下步骤：
A、油管接箍清洗
用表面处理剂清洗所述油管接箍表面；
B、二硫化钼溶液配制
配制二硫化钼溶液，所述二硫化钼溶液包括MoS2粉150份；环氧树脂90份；邻苯二甲酸二丁酯20份；乙二胺10份；丙酮300～400份；并对二硫化钼溶液进行搅拌，使得二硫化钼溶液的粘度为31至33Pa·s；
当所述二硫化钼溶液的粘度大于或等于34Pa·s时，向二硫化钼溶液中添加丙烯酸酯共聚物乳液，并均匀搅拌，使二硫化钼溶液粘度在31至33Pa·s；
当所述二硫化钼溶液的粘度小于或等于30Pa·s时，向所述二硫化钼溶液中添加粘度大于31Pa·s的二硫化钼溶液，并混合均匀，使二硫化钼溶液粘度在31至33Pa·s；
C、喷涂
用带容器的空气雾化喷枪喷涂或者是采用连续的循环溶液泵加压流动系统喷涂，将二硫化钼溶液喷涂在所述油管接箍上；
当使用带容器的喷枪时,在所述容器内放入小型不锈钢球，在喷涂过程中持续摇晃二硫化钼溶液；
喷涂后的油管接箍，对其进行静置30分钟以上；
D、固化
将喷涂后的油管接箍放入固化设备内固化，所述固化设备内温度控制在195℃至205℃；
E、检测
对油管接箍涂层进行粘扯试验，通过未被粘扯下来的涂层判断油管接箍涂层附着力的合格程度。
2.根据权利要求1所述的钛合金油管接箍涂层方法，其特征在于所述的步骤A中油管接箍清洗的方法包括酸洗、碱洗、喷砂中的一种或几种方法。
3.根据权利要求1所述的钛合金油管接箍涂层方法，其特征在于所述的步骤B中配制的二硫化钼溶液的粘度为32Pa·s。
4.根据权利要求1所述的钛合金油管接箍涂层方法，其特征在于所述的步骤D中固化设备内温度恒定控制在200℃。
5.根据权利要求1所述的钛合金油管接箍涂层方法，其特征在于所述的步骤E中采用可粘扯二硫化钼涂层的胶带进行粘扯试验，对所述未被粘扯下来涂层进行测量，测厚仪测量二硫化钼涂层厚度在0.015～0.025mm。
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