RU2557045C1 - Способ термодиффузионного цинкования - Google Patents
Способ термодиффузионного цинкования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2557045C1 RU2557045C1 RU2014131640/02A RU2014131640A RU2557045C1 RU 2557045 C1 RU2557045 C1 RU 2557045C1 RU 2014131640/02 A RU2014131640/02 A RU 2014131640/02A RU 2014131640 A RU2014131640 A RU 2014131640A RU 2557045 C1 RU2557045 C1 RU 2557045C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parts
- reactor
- zinc
- loaded
- mixture
- Prior art date
Links
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к химико-термической обработке, может быть использовано в нефте-газодобывающей промышленности для повышения коррозионной стойкости муфт насосно-компрессорных труб. Способ термодиффузионного цинкования стальных деталей включает загрузку в герметичный вращающийся реактор стальных деталей и насыщающей смеси, состоящей из инертного носителя, активатора и от 30 до 60 мас.% высокодисперсного порошка цинка в количестве к весу загружаемых деталей, нагрев реактора с деталями и насыщающей смесью, выдержку при 360-380°С в инертной атмосфере и последующее охлаждение до температуры 20-36°С. Используют высокодисперсный порошок цинка крупностью 4-60 мкм в количестве 0,05-0,18 кг на 1 м2 покрываемой поверхности стальных деталей. Насыщающую смесь загружают в реактор от 40 до 100 мас.% к весу деталей, а инертный носитель используют крупностью 60-140 мкм. Обеспечивается безотходный способ термодиффузионного цинкования с одновременным удешевлением.
Description
Изобретение относится к химико-термической обработке способом термодиффузионного цинкования муфт для обсадных и насосно-компрессорных труб в порошковых средах с целью защиты резьбы от коррозии в атмосферных условиях, агрессивных средах, повышения эксплуатационных характеристик деталей, увеличения количества циклов свинчивания-развинчивания.
Известен способ термодиффузионного цинкования стальных изделий в порошковых смесях, содержащих цинковую пыль в количестве 20 мас.% цинка и более и инертный наполнитель (песок, оксид алюминия, огнеупорная глина) - остальное. Детали вместе с цинковой пылью загружают в стальные заваренные или имеющие фланцы и асбестовые прокладки патроны и цинкуют при температуре 350-600°C. При использовании цинковой пыли без наполнителя термодиффузионное насыщение проводят при температуре 350-400°C, а при использовании цинковой пыли с оксидом алюминия - при температуре 500-600°C (Зильберфарб М.И., Приходько Л.Н. Диффузионное цинкование. Труды Всесоюзного научно-исследовательского и конструкторского института химического машиностроения. - 1959, вып. 28, с. 95-123).
Недостатком известного способа является высокая стоимость процесса из-за использования в смеси большого количества дорогого цинка (20 мас.% и более). Кроме того, при использовании цинковой пыли, имеющей до 50 мас.% оксида цинка, снижается толщина получаемых покрытий. Кроме того, при температурах свыше 400°C происходит отпуск термически обработанных муфт, что приводит к снижению прочностных характеристик.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ термодиффузионного цинкования в порошковых смесях, содержащих цинковый порошок и инертные материалы (разбавители), например, оксид алюминия, кварцевый песок, шамот в количестве 25 мас.%. Возможно цинкование стали в порошковых смесях, содержащих 90 мас.% кварцевого песка, но при этом сильно уменьшается толщина покрытия. При использовании однородной смеси из цинкового порошка со средним диаметром части 100 мкм используют кварцевый песок с частицами диаметром 140 мкм, шамот - 150 мкм, оксид алюминия - 156 мкм. Порошковую смесь можно использовать многократно, однако, при этом снижается ее кроющая активность из-за частичного окисления порошка цинка. Для поддержания активности порошковой смеси в нее периодически добавляют новые порции цинкового порошка до 10 мас.% (Проскуркин Е.В., Попович В.А., Мороз А.Т. Цинкование. Справочник. - М.: "Металлургия", 1988, с. 403-406).
Недостатком известного способа является высокая стоимость процесса из-за применения в нем дорогой смеси, имеющей в своем составе от 10 до 75 мас.% дорогого порошка цинка, а при многократном использовании смеси уменьшается толщина покрытия.
Задачей настоящего изобретения является разработка безотходного способа термодиффузионного цинкования с одновременным удешевлением.
Для решения поставленной задачи в известном способе термодиффузионного цинкования, включающем загрузку в герметичный вращающийся реактор стальных деталей и насыщающей смеси, состоящей из инертного носителя, активатора, а также от 30 до 60 мас.% высоко дисперсного порошка цинка в количестве к весу загружаемых деталей, реактор с деталями и насыщающей смесью нагревают и выдерживают при 360-380°С в инертной атмосфере, затем охлаждают до температуры 20-36°С, при этом загружают высокодисперсный порошок цинка крупностью 4-60 мкм в количестве 0,05-0,18 кг на 1 м2 покрываемой поверхности стальных деталей.
Другой особенностью способа является то, что насыщающую смесь загружают в реактор от 40 до 100 мас.% к весу деталей.
Еще одной особенностью способа является то, что инертный носитель используют крупностью 60-140 мкм.
Способ осуществляют следующим образом.
В герметичный вращающийся реактор загружают стальные детали, подлежащие термодиффузному цинкованию, и насыщающую смесь, состоящую из инертного носителя, активатора и высокодисперсного порошка цинка, в количестве от 30 до 60 мас.% к весу загружаемых деталей, с учетом конфигурации изделия и его массы. Реактор закрывают крышкой с герметичным уплотнением. Реактор устанавливают во вращающуюся нагревательную установку, где осуществляют нагрев реактора с деталями и насыщающей смесью до температуры 360-380°С. После выхода на заданную температуру реактор с деталями и насыщающей смесью выдерживают при установленной температуре в течении 1-3 часов, в зависимости от необходимой толщины цинкового покрытия, а затем охлаждают до температуры 20-36°С. После завершения процесса термодиффузного цинкования реактор открывают, детали и смесь извлекают.
При загрузке следующих партий деталей каждый раз добавляют дополнительные порции высокодисперсного порошка цинка крупностью 4-60 мкм, необходимого для получения заданной толщины покрытия из расчета 0,05-0,18 кг на 1 м2 покрываемой поверхности, при этом количество инертного носителя остается постоянным. Таким образом, каждый раз цинк полностью расходуется на образование диффузионного слоя.
В качестве инертного носителя (разбавителя) используют абразивные негигроскопичные материалы, не вступающие в химическую реакцию с цинком и железом, крупностью 80-140 мкм. Такая дисперсность разбавителя является оптимальной для получения качественного покрытия резьбы муфт обсадных и насосно-компрессорных труб, при этом нет налипания цинкующей смеси на резьбовые участки деталей.
Если брать порошок цинка крупностью менее 25 мкм, его кроющая способность небольшая из-за увеличения оксидной пленки на поверхности цинкового порошка. Покрытие получается неравномерное и малой толщины. Чтобы инертный носитель не забивал резьбу на метизах, оптимальная крупность его берется 60-140 мкм. С увеличением крупности порошка носителя более 140 мкм процесс цинкования замедляется и даже совсем прекращается. Оптимальное количество носителя используется от 30 до 60 мас.% к весу загружаемых деталей, что позволяет получать равномерное покрытие по всей поверхности резьбы муфт обсадных и насосно-компрессорных труб. Если носителя в контейнере меньше 30%, то на резьбе могут появиться участки без цинкового покрытия. Увеличивать количество носителя более 100% к весу деталей нецелесообразно из-за удорожания процесса цинкования.
Экономическая эффективность и безотходность способа достигается тем, что содержание высокодисперсного порошка цинка в смеси, равное 0,10-0,20 кг на 1 м2 покрываемой поверхности деталей, соответствует получению необходимой толщины покрытия, а количество добавляемого высокодисперсного порошка цинка для цинкования каждой следующей партии резьбы муфт обсадных и насосно-компрессорных труб равно расходу его на заданную толщину покрытия. Таким образом, для нанесения цинкового покрытия на новую партию муфт используется свежий высокодисперсный порошок цинка, не снижается кроющая способность цинкующей смеси и нет отходов. Цинкующая смесь постоянно находится в работе, и не образуются отходы производства.
Покрытие по антикоррозионным свойствам не уступает другим способам термодиффузионного цинкования стальных деталей и выдерживает многократное свинчивание и развинчивание (более 50 циклов) муфт насосно-компрессорных труб.
Данное изобретение может быть использовано в нефте-газодобывающей промышленности для повышения коррозионной стойкости муфт насосно-компрессорных труб. Оцинкованная термодиффузным способом муфты позволят совершать более 50 спускоподъемных операций с насосно-компрессорными трубами, при этом свинчивание развинчивание резьбы проходит без потери герметичности и геометрических параметров профиля резьбы, а при проведении ремонтных и технологических работ на нефтегазодобывающих скважинах, также позволяют добиться сохранения способности легко отвинчиваться при подъеме труб даже после нескольких лет эксплуатации.
Claims (1)
- Способ термодиффузионного цинкования стальных деталей, включающий загрузку в герметичный вращающийся реактор стальных деталей и насыщающей смеси, состоящей из инертного носителя, активатора и от 30 до 60 мас.% высокодисперсного порошка цинка в количестве к весу загружаемых деталей, нагрев реактора с деталями и насыщающей смесью, выдержку при 360-380°С в инертной атмосфере и последующее охлаждение до температуры 20-36°С, отличающийся тем, что используют высокодисперсный порошок цинка крупностью 4-60 мкм в количестве 0,05-0,18 кг на 1 м2 покрываемой поверхности стальных деталей, насыщающую смесь загружают в реактор от 40 до 100 мас.% к весу деталей, а инертный носитель используют крупностью 60-140 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014131640/02A RU2557045C1 (ru) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Способ термодиффузионного цинкования |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014131640/02A RU2557045C1 (ru) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Способ термодиффузионного цинкования |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2557045C1 true RU2557045C1 (ru) | 2015-07-20 |
Family
ID=53611649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014131640/02A RU2557045C1 (ru) | 2014-07-29 | 2014-07-29 | Способ термодиффузионного цинкования |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2557045C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2595075C1 (ru) * | 2015-09-29 | 2016-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Полимерпром" | Способ термодиффузионного цинкования |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2147046C1 (ru) * | 1998-08-17 | 2000-03-27 | Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН | Способ термодиффузионного цинкования |
RU2180018C1 (ru) * | 2000-12-20 | 2002-02-27 | Акционерное общество закрытого типа "Высокодисперсные металлические порошки" | Способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования |
WO2009130051A1 (de) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | Bodycote Wärmebehandlung GmbH | Verfahren zum diffusionsverzinken |
CN102168244A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-08-31 | 天津市先知邦渗锌防腐蚀金属制品有限公司 | 钢枕的渗锌加工方法及钢枕 |
RU2012119479A (ru) * | 2012-05-14 | 2013-11-20 | Закрытое Акционерное Общество "Неоцинк Технолоджи" | Способ нанесения антикорозионного покрытия на металлические изделия путем термодиффузионного цинкования |
-
2014
- 2014-07-29 RU RU2014131640/02A patent/RU2557045C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2147046C1 (ru) * | 1998-08-17 | 2000-03-27 | Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН | Способ термодиффузионного цинкования |
RU2180018C1 (ru) * | 2000-12-20 | 2002-02-27 | Акционерное общество закрытого типа "Высокодисперсные металлические порошки" | Способ изготовления порошковой смеси для термодиффузионного цинкования |
WO2009130051A1 (de) * | 2008-04-24 | 2009-10-29 | Bodycote Wärmebehandlung GmbH | Verfahren zum diffusionsverzinken |
CN102168244A (zh) * | 2011-03-25 | 2011-08-31 | 天津市先知邦渗锌防腐蚀金属制品有限公司 | 钢枕的渗锌加工方法及钢枕 |
RU2012119479A (ru) * | 2012-05-14 | 2013-11-20 | Закрытое Акционерное Общество "Неоцинк Технолоджи" | Способ нанесения антикорозионного покрытия на металлические изделия путем термодиффузионного цинкования |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2595075C1 (ru) * | 2015-09-29 | 2016-08-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Полимерпром" | Способ термодиффузионного цинкования |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2011331909B2 (en) | Surface treatment of metal objects | |
JP5388651B2 (ja) | 鋳鉄管の表面処理方法および鋳鉄管 | |
RU2557045C1 (ru) | Способ термодиффузионного цинкования | |
AU2009326866B2 (en) | Cement plant refractory anchor | |
US20180265364A1 (en) | Boronizing powder compositions for improved boride layer quality in oil country tubular goods and other metal articles | |
CN106086812B (zh) | 一种金属表面防腐蚀耐磨损的复合涂层及其制备方法 | |
RU2570856C1 (ru) | Способ получения покрытий на изделиях из низко- и высоколегированных сталей, цветных металлов или их сплавов методом термодиффузионного цинкования | |
EP3561144A1 (en) | Method of depositing a zinc layer on the surface of steel elements and a unit for deposition of a zink layer on the surface of steel elements | |
RU2237745C1 (ru) | Способ нанесения покрытия на сложнопрофильные стальные изделия и технологическая линия для его осуществления | |
RU2147046C1 (ru) | Способ термодиффузионного цинкования | |
RU2500833C1 (ru) | Способ нанесения антикоррозионного покрытия на металлические изделия путем термодиффузионного цинкования | |
US2948525A (en) | Reduction kiln | |
UA75728C2 (en) | A process for thermodiffusion zinc plating | |
CN103045992B (zh) | 固体渗氮剂 | |
RU2607871C1 (ru) | Способ получения покрытий на изделиях из низко- и высоколегированных сталей, цветных металлов или их сплавов методом термодиффузионного хромирования | |
JPH03126854A (ja) | 溶融金属浴中ロールの軸受 | |
RU2699601C2 (ru) | Способ повышения коррозионной устойчивости гранулированного ферросилиция | |
RU2805687C1 (ru) | Способ химико-термической обработки прецизионных деталей | |
US2492561A (en) | Packing composition for removal of zinc from zinc-coated articles | |
RU2595075C1 (ru) | Способ термодиффузионного цинкования | |
RU2527593C1 (ru) | Способ термодиффузионного цинкования изделий из ферромагнитных материалов | |
US1941271A (en) | Treatment of reaction process apparatus | |
Sizov et al. | The Study of Boroaluminizing in Рastes under Thermocycling and Laser Heating | |
CN103788807A (zh) | 一种耐高温防腐涂层的制备方法 | |
RU2748572C1 (ru) | Способ упрочнения деталей из инструментальных и конструкционных сталей в борированной среде |