CN108144827A - 小口径钢管内壁镍基合金涂层制备生产方法 - Google Patents

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张凯
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Abstract

本发明公开了一种小口径(内径为20mm‑127mm)钢管内壁镍基合金涂层制备生产方法，包括如下步骤：S1、喷砂处理；S2、涂敷粘结剂；S3、喷涂镍基合金粉末。本发明的生产方法，先在喷砂处理过的钢管内壁涂敷粘结剂；再将经过涂敷过粘结剂的钢管喷涂镍基合金粉末，从而预制形成镍基合金内涂层，采取此种制备生产方法后合金涂层厚度可增加至1mm，改进了“喷涂”粘结剂方法，使合金涂层厚度增加100％，大大增加了复合管内壁的耐磨蚀、耐腐蚀性，延长使用寿命。

Description

小口径钢管内壁镍基合金涂层制备生产方法
技术领域
本发明涉及油气田钻采及运输装备技术领域，具体涉及一种小口径钢管内壁镍基合金涂层制备生产方法。
背景技术
小口径镍基合金管内涂层为近年国内、外研发重点，现有之热喷涂(熔射)技术，如高速火焰、电浆、电弧等喷涂原理是将合金粉末加热熔化，在气体带送下高速冲击附着于基材表面形成涂层，一般用于实施平面、管外或较大内径之管内镍基合金喷涂，因设备尺寸较大无法伸入小口径管内，且小口径管内无足够空间让喷嘴与基材表面须保持一定之喷涂距离，目前热喷涂方式无法实施小口径管内喷涂。
在小口径管内喷涂特殊粘接剂使合金粉末能结合在基管内表层，可取代热喷涂方式将合金粉末热熔、高速气流冲击产生之附着力。
目前使用喷涂粘接剂方法，可能因喷涂之雾化粘接剂与雾化合金粉末混合凝结成颗粒影响涂层致密性且易发生涂层厚度不均匀情况，亦因喷出雾化粘接剂在基管上可粘着之合金粉末有限，仅能形成较薄之涂层(≤0.5mm)，限制了双合金涂层厚度及钢管内壁耐磨蚀、耐腐蚀效能。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种小口径钢管(内径为20mm-127mm)内壁镍基合金涂层制备生产方法，改进现有技术小口径管内双合金涂层喷涂的致密性不佳、易生成孔洞和合金涂层厚度受限等问题。
技术方案：为达上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
小口径钢管内壁镍基合金涂层制备产方法，包括如下步骤：
S1、喷砂处理-对小口径钢管除去油污及氧化物，确保钢管内无杂质，使钢管内壁具一定粗糙度，增加镍基合金涂层与基管界面冶金结合之强度；
S2、涂敷粘结剂-将经过步骤S1喷砂处理过的钢管置于工作基台上定速旋转，将粘结剂输送管伸入管内，粘结剂进料控制器控制适当量之粘结剂流出至输送管前端涂敷器，涂敷器以15°-30°的角度接触钢管内壁，将粘结剂均匀涂敷在钢管内壁；
S3、喷涂镍基合金粉末-装有镍基合金粉末输送管伸入管内，经进料量控制器控制喷涂镍基合金粉末量达成预设涂层厚度，从而形成镍基合金内涂层。
作为优选的，所述小口径钢管的长度≤10m、内径为20mm-127mm、壁厚为5mm-20mm、制成之镍基合金内涂层厚度为0.2mm-1.0mm。
作为优选的，所述步骤S1中控制钢管的粗糙度为≤150um。
有益效果：与现有技术相比，本发明具以下优点：先在喷砂处理过的钢管内壁涂敷粘结剂；再将经过涂敷过粘结剂的钢管置于工作机台上定速旋转，装有镍基合金粉末输送管伸入管内，经进料量控制器控制喷涂镍基合金粉末量达成预设涂层厚度，从而形成镍基合金内涂层。
此种涂敷粘结剂方法较不易流动，可调制浓稠度不同之粘结剂涂敷在管内壁，可吸附较多之合金粉末，使合金涂层厚度可增加至1mm，较原有涂层厚度增加100％，大大增加了复合管内壁的耐磨蚀、耐腐蚀性，延长使用寿命。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例-石油开采钢管内壁镍基合金涂层喷涂
本发明小口径钢管内壁镍基合金涂层制备生产方法，包括如下步骤：
S1、喷砂处理，对长度为10m、内径62mm、管壁厚度为5.51mm的钢管除去油污、氧化物，确保钢管内无杂质，根据喷涂的镍基合金涂粉末粒径决定钢管的粗糙度150um；
S2、涂敷粘结剂-将经过步骤S1喷砂处理过的钢管置于工作基台上定速旋转，将粘结剂输送管伸入管内，粘结剂进料控制器控制适当量之粘结剂流出至输送管前端涂敷器，涂敷器以15°-30°的角接触钢管内壁，将粘结剂均匀涂敷在钢管内壁；
S3、喷涂镍基合金粉末-装有镍基合金粉末输送管伸入管内，经进料量控制器控制喷涂镍基合金粉末量达成预设涂层厚度，从而形成镍基合金内涂层。
作为优选的，小口径钢管的长度≤10m、内径为20mm-127mm、壁厚为5mm-20mm、制成之镍基合金内涂层厚度为0.2mm-1.0mm。
作为优选的，步骤S1中控制钢管的粗糙度为150um。
本发明喷涂生产方法是为了避免采用雾化喷涂的方式，先前使用雾化喷涂粘结剂之方法存在下列三点明显问题：
1、须限制喷涂量避免流动造成厚度不均，因而吸附合金粉末量有限制，合金涂层最大厚度仅达0.5mm。
2、先雾化喷出之粘接剂会与接着雾化喷出之合金粉末在同一空间内混合凝结，掉落在管内壁在涂层内或表面结成颗粒，影响涂层之致密性，易产生孔洞形成点蚀，进而在涂层和基管之间的界面由点扩大为面的腐蚀，使涂层鼓包、脱落，甚而大面积剥离使涂层失效，加剧钢管的腐蚀、冲蚀。
3、上述喷涂雾化粘接剂之方式对不同口径的钢管施工时由于进气量不易掌控，无法避免进气的直接吹向预制涂层表面的问题，造成表面缺陷；本发明涂敷粘结剂方法扩大了施工内径尺寸的限制。
综上，上述喷涂雾化粘接剂之方式会产生喷涂合金内涂层厚度受限、产生孔洞、涂层厚度不均匀等问题。
本发明小口径钢管内壁镍基合金涂层制备生产方法，可强化小口径钢管内壁合金内涂层致密性并可大量减少管内合金涂层孔洞问题、增加合金涂层厚度，生产更高效能镍基合金内涂层管，产品面向高端合金管市场，大幅降低管材使用成本，产品应用于高温硫化锅炉、焚化炉，并为目前世界趋势向超临界锅炉开发时无法解决的管内高温氧化层脱落造成管道堵塞频繁发生的现况提供有效的解决方案，使用于高温硫化、高温氧化的能源业-如石油、煤层气、地热的开采输送、发电厂超临界锅炉；酸、碱、氯离子腐蚀石化业及高磨蚀之射出成型机料管。
要说明的是，以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其他修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。

Claims (3)

1.小口径钢管内壁镍基合金涂层制备生产方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、喷砂处理-对小口径钢管除去油污及氧化物，确保钢管内无杂质，使钢管内壁具一定粗糙度，增加镍基合金涂层与基管界面冶金结合之强度；
S2、涂敷粘结剂-将经过步骤S1喷砂处理过的钢管置于工作基台上定速旋转，将粘结剂输送管伸入钢管内，粘结剂进料控制器控制适当量之粘结剂流出至输送管前端涂敷器，涂敷器以15°-30°的角度接触钢管内壁，将粘结剂均匀涂敷在钢管内壁；
S3、喷涂镍基合金粉末-将装有镍基合金粉末的输送管伸入钢管内，经进料量控制器控制喷涂镍基合金粉末量达成预覆涂层厚度，从而形成镍基合金内涂层。
2.根据权利要求1所述的小口径钢管内壁镍基合金涂层制备生产方法，其特征在于：所述步骤S1中控制钢管的粗糙度为≤150um。
3.根据权利要求1所述的小口径钢管内壁镍基合金涂层制备生产方法，其特征在于：所述钢管的长度≤10m、内径为20mm-127mm、壁厚为5mm-20mm、制成之镍基合金内涂层厚度为0.2mm-1.0mm。
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