RU2259907C1

RU2259907C1 - Worn cylindrical articles restoration method

Info

Publication number: RU2259907C1
Application number: RU2004106866/02A
Authority: RU
Inventors: А.М. Козловский (RU); А.М. Козловский; В.В. Яковлев (RU); В.В. Яковлев; С.И. Пыхов (RU); С.И. Пыхов; М.Г. Сельницын (RU); М.Г. Сельницын
Original assignee: Открытое акционерное общество "УралЛУКтрубмаш" (ОАО "УралЛУКтрубмаш")
Priority date: 2004-03-09
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2005-09-10
Also published as: RU2004106866A

Abstract

FIELD: working of steel products, possibly restoration of worn surfaces of cylindrical articles such as cylinders of sucker rod depth pumps.

SUBSTANCE: method comprises steps of mechanical working, iron plating of inner surface of article, carburization, chrome plating and further heat treatment with isotermal soaking at temperature of obtaining large-flake pearlite.

EFFECT: restoration of geometry parameters of inner surface of worn cylindrical articles, enhanced strength and predetermined surface roughness of articles.

Description

Изобретение относится к области обработки стальных изделий и может быть использовано при восстановлении изношенных поверхностей цилиндрических изделий, в том числе ответственного назначения, в частности, цилиндров штанговых глубинных насосов.The invention relates to the field of processing steel products and can be used to restore worn surfaces of cylindrical products, including those for critical purposes, in particular, sucker rod cylinders.

Известен способ восстановления размеров цилиндрических изделий, включающий механическую, химическую обработку и железнение внутренней поверхности (М.Б.Черкез. Хромирование и железнение. - М.: Машгиз, 1961, с.64-81).A known method of restoring the dimensions of cylindrical products, including mechanical, chemical processing and ironing of the inner surface (MB Cherkez. Chrome plating and ironing. - M .: Mashgiz, 1961, p. 64-81).

Недостатком известного способа является низкая прочность железного слоя, наносимого на внутреннюю поверхность изделия электролитическим путем.The disadvantage of this method is the low strength of the iron layer deposited on the inner surface of the product by electrolysis.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является "Способ обработки цилиндрических изделий" (патент РФ №2196191, С 23 F 17/00, С 23 С 28/00, 8/22, опубл. 10.01.2003), включающий механическую обработку внутренней поверхности, науглероживание в газовой атмосфере, термическую обработку с получением трооститной структуры и гальваническое хромирование.The closest technical solution adopted for the prototype is the "Method of processing cylindrical products" (RF patent No. 2196191, C 23 F 17/00, C 23 C 28/00, 8/22, publ. 10.01.2003), including machining internal surface, carburization in a gas atmosphere, heat treatment to obtain a troostite structure, and galvanic chromium plating.

Недостатком данного способа является невозможность восстановления геометрических размеров внутренней поверхности изделий из-за необходимости нанесения хромового покрытия большой толщины (более 0,3 мм), при которой покрытие становится пористым, имеет неудовлетворительное сцепление с основным металлом и склонно к скалыванию.The disadvantage of this method is the inability to restore the geometric dimensions of the inner surface of the products due to the necessity of applying a large thickness chrome coating (more than 0.3 mm), in which the coating becomes porous, has poor adhesion to the base metal and is prone to chipping.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в восстановлении геометрических параметров внутренней поверхности изношенных цилиндрических изделий, в повышении прочности и обеспечении заданного класса чистоты поверхности.The technical problem solved by the invention is to restore the geometric parameters of the inner surface of worn cylindrical products, to increase strength and ensure a given class of surface cleanliness.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе восстановления изношенных цилиндрических изделий, включающем механическую обработку, науглероживание внутренней поверхности изделий, термическую обработку и гальваническое хромирование, согласно изобретению, после механической обработки проводят железнение внутренней поверхности изделий и науглероживание железного слоя, а термическую обработку изделий осуществляют с изотермической выдержкой при температуре образования крупнопластинчатого перлита.The problem is solved due to the fact that in the method of recovering worn cylindrical products, including machining, carburization of the inner surface of the products, heat treatment and galvanizing, according to the invention, after machining, ironing of the inner surface of the products and carburization of the iron layer, and heat treatment of products carried out with isothermal exposure at the temperature of formation of coarse-grained perlite.

Для осуществления предлагаемого способа изношенную внутреннюю поверхность цилиндрических изделий сначала подвергают механической обработке - производят, например, растачивание внутренней поверхности изделия по всей длине для выравнивания величины внутреннего диаметра. Затем для получения необходимого внутреннего диаметра изделия производят железнение внутренней поверхности электролитическим методом и упрочнение образовавшегося (полученного) железного слоя способом газовой цементации. Термическую обработку изделий осуществляют с изотермической выдержкой при температуре распада аустенита на крупнопластинчатый перлит. После охлаждения до комнатной температуры внутреннюю поверхность подвергают черновой механической обработке до получения заданных геометрических размеров. Крупнопластинчатая перлитная структура внутреннего слоя обеспечивает условия легкой механической обработки. Последующая закалка и отпуск обеспечивают получение необходимых механических свойств слоя. Термообработанные цилиндры подвергают механической обработке с целью получения заданных размеров внутреннего диаметра изделий и необходимой чистоты поверхности. Хромирование осуществляют электролитическим путем. Хромированные цилиндры подвергают чистовой механической обработке, например, хонингованию.To implement the proposed method, the worn-out inner surface of the cylindrical products is first subjected to mechanical processing - for example, boring the inner surface of the product along its entire length is performed to equalize the value of the inner diameter. Then, to obtain the required internal diameter of the product, the internal surface is ironed by the electrolytic method and the formed (obtained) iron layer is hardened by gas cementation. Heat treatment of products is carried out with isothermal exposure at the temperature of the decomposition of austenite into coarse-grained perlite. After cooling to room temperature, the inner surface is subjected to rough machining to obtain the specified geometric dimensions. The coarse plate pearlite structure of the inner layer provides easy machining conditions. Subsequent hardening and tempering provide the necessary mechanical properties of the layer. Heat-treated cylinders are machined in order to obtain the specified dimensions of the inner diameter of the products and the required surface cleanliness. Chrome plating is carried out electrolytically. The chrome-plated cylinders are machined, for example, honed.

Способ реализован следующим образом.The method is implemented as follows.

В результате износа внутренней поверхности цилиндра штангового глубинного насоса, внутренний диаметр увеличился с номинального размера 44,45 мм до 45,22 мм.As a result of wear on the inner surface of the cylinder of the sucker rod pump, the inner diameter increased from a nominal size of 44.45 mm to 45.22 mm.

Для восстановления размера внутреннего диаметра, необходимой твердости и чистоты поверхности внутреннюю поверхность растачивают до 45,55 мм по диаметру и подвергают электролитическому железнению на толщину слоя 0,15 мм.To restore the size of the inner diameter, the necessary hardness and cleanliness of the surface, the inner surface is bored to 45.55 mm in diameter and subjected to electrolytic ironing at a layer thickness of 0.15 mm.

Железненную поверхность цилиндра подвергают высокотемпературному науглероживанию, например, в среде природного газа, охлаждению до температуры 710-730°С и изотермической выдержке. Эти условия обеспечивают получение крупнопластинчатого перлита поверхностного слоя и, следовательно, его легкую и качественную механическую обработку при растачивании внутренней поверхности на заданный размер 44,57-44,60 мм. После закалки и отпуска производят чистовую механическую обработку до получения внутреннего диаметра 44,62-44,65 мм.The iron surface of the cylinder is subjected to high-temperature carburization, for example, in a natural gas environment, cooling to a temperature of 710-730 ° C and isothermal exposure. These conditions ensure the production of coarse-grained perlite of the surface layer and, therefore, its easy and high-quality machining when boring the inner surface to a predetermined size of 44.57-44.60 mm. After quenching and tempering, finishing machining is carried out to obtain an inner diameter of 44.62-44.65 mm.

На обработанную поверхность электролитическим путем наносят слой хрома толщиной 0,10-0,12 мм. Чистовой механической обработкой, например, хонингованием достигается получение заданного внутреннего диаметра 44,45-44,50 мм и шероховатости поверхности не более 0,25 мкм.A chromium layer 0.10-0.12 mm thick is applied electrolytically to the treated surface. By machining, for example, by honing, obtaining a predetermined inner diameter of 44.45-44.50 mm and a surface roughness of not more than 0.25 microns is achieved.

При реализации заявленного способа были восстановлены изношенные цилиндры глубинных штанговых насосов размерами: наружный диаметр 57,15 мм; внутренний - 44,45 мм. При этом были достигнуты высокие эксплуатационные параметры цилиндров.When implementing the inventive method, the worn-out cylinders of deep-well sucker-rod pumps with sizes were restored: outer diameter 57.15 mm; inner - 44.45 mm. At the same time, high operational parameters of the cylinders were achieved.

Использование предложенного способа восстановления изношенных цилиндрических изделий позволяет реставрировать геометрические размеры внутренней поверхности, повысить прочность и обеспечить заданный класс чистоты поверхности до уровня исходных значений, это обеспечивает их надежность и работоспособность при эксплуатации в ответственных условиях, в т.ч. в нефтедобывающей промышленности.Using the proposed method for the restoration of worn cylindrical products allows you to restore the geometric dimensions of the inner surface, increase strength and provide the specified class of surface cleanliness to the level of the initial values, this ensures their reliability and performance when operating in critical conditions, including in the oil industry.

Claims

A method of restoring worn cylindrical products, including machining, carburizing of the inner surface of the products, heat treatment and galvanizing, characterized in that after machining, the inner surface of the products is ironed and carburized of the iron layer, and the products are heat treated with isothermal exposure at the formation temperature of a large plate perlite.