RU2644836C2 - Method for processing of male section of tubing thread connection - Google Patents
Method for processing of male section of tubing thread connection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644836C2 RU2644836C2 RU2015116987A RU2015116987A RU2644836C2 RU 2644836 C2 RU2644836 C2 RU 2644836C2 RU 2015116987 A RU2015116987 A RU 2015116987A RU 2015116987 A RU2015116987 A RU 2015116987A RU 2644836 C2 RU2644836 C2 RU 2644836C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burner
- coating
- pipe
- tubing
- threaded connection
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
- C23C4/06—Metallic material
- C23C4/067—Metallic material containing free particles of non-metal elements, e.g. carbon, silicon, boron, phosphorus or arsenic
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
- C23C4/129—Flame spraying
Abstract
Description
Изобретение относится к трубному производству, в частности к производству насосно-компрессорных труб, используемых при строительстве нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин, при проведении технологических операций по ремонту скважин, а также при использовании насосно-компрессорных труб в эксплуатационных скважинах, где требуется повышенная плотность соединения и его высокая надежность при частых спускоподъемных операциях.The invention relates to pipe production, in particular to the production of tubing used in the construction of oil, gas and gas condensate wells, in carrying out technological operations for the repair of wells, as well as in the use of tubing in production wells that require increased connection density and its high reliability during frequent tripping operations.
При проведении ремонтных работ на скважинах отмечено, что резьбовое соединение насосно-компрессорных труб отрабатывает примерно 8-10 циклов свинчивания-развинчивания, что приводит к необходимости частого ремонта насосно-компрессорных труб - отрезанию изношенной резьбы и нарезанию новой с соответствующими финансовыми затратами и постепенным уменьшением длины труб. Также при добыче нефти на скважинах с высоким газовым фактором или большим количеством твердых примесей в добываемой жидкости обычные насосно-компрессорные трубы выходят из строя из-за быстрого износа резьбового соединения, либо приходится часто осуществлять подъем и разбор подвесок из-за частых выходов из строя глубинного оборудования, что также приводит к необходимости частого ремонта резьбового соединения труб.When carrying out repair work on the wells, it was noted that the threaded connection of tubing fulfills approximately 8-10 cycles of screwing-unscrewing, which leads to the need for frequent repair of tubing - cutting worn threads and cutting a new thread with corresponding financial costs and a gradual reduction in length pipes. Also, when oil is produced in wells with a high gas factor or a large amount of solid impurities in the produced fluid, conventional tubing pipes fail due to rapid wear of the threaded joint, or it is often necessary to lift and dismantle the suspensions due to frequent failures of the deep equipment, which also leads to the need for frequent repair of threaded pipe joints.
Известна труба насосно-компрессорная, содержащая описание резьбовых соединений соединительной муфты на резьбовых участках трубы. Резьба и уплотнительные конические расточки соединительной муфты должны быть обработаны путем оцинкования или фосфатирования (ГОСТ 633-80 «Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним. Технические условия. Р.2 Технические требования п. 2.8). Недостатком известного способа является отсутствие покрытия на резьбовых участках трубы, а покрытие оцинкованием или фосфатированием резьбы соединительной муфты не обладает требуемой плотностью и служит только для защиты профиля резьбы от коррозии при хранении. Также известно, что электролитический процесс нанесения покрытия неуправляем по толщине слоя покрытия, а изменение состава электролита ведет к образованию погрешностей профиля резьбы, когда первые витки имеют большую толщину, чем последние, или наоборот.Known pipe tubing containing a description of the threaded connections of the coupling on the threaded sections of the pipe. The threads and sealing conical bores of the coupling must be machined by galvanizing or phosphating (GOST 633-80 “Tubing and couplings to them. Technical conditions. P.2 Technical requirements of clause 2.8). The disadvantage of this method is the lack of coating on the threaded sections of the pipe, and the coating by galvanizing or phosphating the threads of the coupler does not have the required density and serves only to protect the thread profile from corrosion during storage. It is also known that the electrolytic coating process is not controlled by the thickness of the coating layer, and a change in the composition of the electrolyte leads to the formation of thread profile errors when the first turns are thicker than the last, or vice versa.
Известен способ обработки ниппельной части резьбового соединения насосно-компрессорной трубы, согласно которому резьбовой участок трубы с цинковым покрытием обрабатывают путем нанесения на него металлизационным аппаратом слоя алюминия с последующим нагревом до 620-650°C и выдержкой 3-5 с до образования интерметаллического слоя из алюможелезоцинкового сплава толщиной 1-3 мкм (Патент РФ №2049150, опубл. 27.11.1995). Недостатком способа по прототипу является низкий уровень герметизации и антифрикционное™ покрытия и ресурс работы резьбового соединения на уровне 24-27 циклов свинчивания-развинчивания с сохранением целостности элементов резьбы.A known method of processing the nipple part of the threaded connection of the tubing, according to which the threaded section of the pipe with a zinc coating is treated by applying a layer of aluminum to it with a metallization apparatus, followed by heating to 620-650 ° C and holding for 3-5 seconds to form an intermetallic layer of aluminum-iron-zinc alloy 1-3 microns thick (RF Patent No. 2049150, publ. 27.11.1995). The disadvantage of the prototype method is the low level of sealing and anti-friction ™ coatings and the service life of the threaded connection at the level of 24-27 screwing-unscrewing cycles while maintaining the integrity of the thread elements.
Задачей изобретения является повышение антифрикционных свойств резьбового соединения, увеличение ресурса работы НКТ с резьбовым соединением на уровне не менее 50 циклов свинчивания-развинчивания с сохранением целостности элементов резьбы.The objective of the invention is to increase the antifriction properties of a threaded joint, to increase the life of a tubing with a threaded joint at a level of at least 50 cycles of screwing-unscrewing while maintaining the integrity of the thread elements.
Техническим результатом, на достижение которого направлено техническое решение, является повышение равномерности покрытия, повышение уровня герметизации резьбового соединения, износостойкости, уменьшение шероховатости покрытия, повышение антифрикционных свойств с толщиной слоя в пределах допуска на профиль резьбы.The technical result, which is aimed at achieving a technical solution, is to increase the uniformity of the coating, increase the level of sealing of the threaded joint, wear resistance, reduce the roughness of the coating, increase antifriction properties with a layer thickness within the tolerance on the thread profile.
Решение технической задачи достигается тем, что в способе обработки ниппельной части резьбового соединения насосно-компрессорной трубы, включающем нанесение на нее покрытия, покрытие наносят горелкой методом высокоскоростного газопламенного напыления, при этом в качестве покрытия используют смесь самофлюсующегося сплава системы Ni-Cr-B-Si-Mo и абразивного порошка в соотношении 3,4-3,6:1 или смесь WC/Co/Cr и антифрикционной добавки в соотношении 1:1.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the method of processing the nipple part of the threaded connection of the tubing, including coating it, the coating is applied by a burner using high-speed flame spraying, and a mixture of a self-fluxing alloy of the Ni-Cr-B-Si system is used as a coating -Mo and abrasive powder in a ratio of 3.4-3.6: 1 or a mixture of WC / Co / Cr and an anti-friction additive in a ratio of 1: 1.
Использование метода высокоскоростного газопламенного напыления выгодно отличается стабильными показателями параметров режима напыления, высокой производительностью, узконаправленной подачей порошка, малым разлетом порошка. За счет высокой скорости газовой струи покрытия формируются плотные, равномерные.The use of the high-speed gas-flame spraying method compares favorably with stable parameters of the spraying conditions, high productivity, narrowly targeted powder supply, and low powder dispersion. Due to the high speed of the gas jet, the coatings are dense, uniform.
Для создания необходимой шероховатости напыляемой поверхности резьбового участка трубы с одновременной ее активацией предварительно производят абразивно-струйную обработку ниппельной части резьбового соединения насосно-компрессорной трубы абразивным порошком, например электрокорунд белый 25A F120 (фракция 106-125 мкм), с помощью горелки, применяемой для нанесения покрытия, при вращении трубы.To create the necessary roughness of the sprayed surface of the threaded section of the pipe with its simultaneous activation, the abrasive blasting of the nipple part of the threaded connection of the tubing with abrasive powder is preliminarily performed, for example, white alumina 25A F120 (fraction 106-125 μm), using a burner used for applying coating, while rotating the pipe.
Смесь самофлюсующегося сплава системы Ni-Cr-B-Si-Mo и абразивного порошка в соотношении 3,4-3,6:1 позволяет формировать покрытия в виде «мягкой» матрицы на основе Ni с включениями твердой карбидной фазы, что обеспечивает износостойкость и коррозионную стойкость в агрессивных средах. Наличие молибдена добавляет к основным свойствам повышение антифрикционности покрытия. Абразивный белый порошок электрокорунда F240 (фракция 40-50 мкм) применяется в составе смеси для исключения прилипания порошка к внутренней поверхности сопла горелки при нагревании в процессе напыления, а также для уплотнения покрытия и дополнительной активации поверхности.A mixture of a self-fluxing alloy of the Ni-Cr-B-Si-Mo system and an abrasive powder in a ratio of 3.4-3.6: 1 allows you to form coatings in the form of a "soft" Ni-based matrix with inclusions of the solid carbide phase, which ensures wear resistance and corrosion resistance in aggressive environments. The presence of molybdenum adds to the basic properties an increase in the antifriction of the coating. Abrasive white powder of electrocorundum F240 (fraction 40-50 microns) is used as part of the mixture to prevent the powder from sticking to the inner surface of the burner nozzle when heated during spraying, as well as to seal the coating and additional activation of the surface.
Роль химических элементов, входящих в состав порошка:The role of the chemical elements that make up the powder:
- никель Ni - основа сплава, способствует образованию «мягкой» матрицы, удерживающей включения из твердой карбидной фазы;- nickel Ni - the basis of the alloy, contributes to the formation of a "soft" matrix, which holds inclusions from the solid carbide phase;
- углерод С, железо Fe, хром Cr, бор В - способствуют образованию твердой карбидной фазы (карбиды хрома, карбиды железа, бориды), которая распределяется в никелевой матрице. При наличии в структуре сплава данных фаз достигаются требуемые твердость и износостойкость покрытия.- carbon C, iron Fe, chromium Cr, boron B - contribute to the formation of a solid carbide phase (chromium carbides, iron carbides, borides), which is distributed in a nickel matrix. If these phases are present in the alloy structure, the required hardness and wear resistance of the coating are achieved.
- кремний Si, бор В - элементы, способствующие самофлюсованию;- silicon Si, boron B - elements that promote self-fluxing;
- молибден Мо, фосфор Р - элементы, придающие покрытию антифрикционные свойства.- Molybdenum Mo, phosphorus R - elements that give the coating anti-friction properties.
Порошковая композиция (фракция 15-53 мкм) из самофлюсующегося сплава на основе Ni системы Ni-Cr-B-Si с абразивным порошком F240 с соответствующим фракционным составом и в определенном соотношении объемных частей компонентов смеси обеспечивают требуемое качество покрытий.A powder composition (fraction 15-53 μm) of a self-fluxing alloy based on Ni of the Ni-Cr-B-Si system with an abrasive powder F240 with the appropriate fractional composition and in a certain ratio of the volume parts of the mixture components provides the required coating quality.
В порошковой смеси WC/Co/Cr и антифрикционной добавки (соотношении 1:1) порошковый материал карбид вольфрама с кобальтом и хромом WC/Co/Cr (86/10/4) используется для защиты от износа в условиях коррозии, а наличие бронзы способствует повышению антифрикционности покрытия. Соотношение компонентов и фракционный состав порошков определяют требуемые характеристики: микротвердость, плотность и шероховатость покрытий.In a powder mixture of WC / Co / Cr and an anti-friction additive (1: 1 ratio), the powder material tungsten carbide with cobalt and chromium WC / Co / Cr (86/10/4) is used to protect against wear under corrosion conditions, and the presence of bronze contributes to increase anti-friction coating. The ratio of components and the fractional composition of the powders determine the required characteristics: microhardness, density and roughness of the coatings.
Роль химических элементов, входящих в состав порошка:The role of the chemical elements that make up the powder:
- вольфрам W и углерод С находятся в порошке в виде карбида вольфрама, обеспечивающего коррозионную стойкость и износостойкость;- tungsten W and carbon C are in powder in the form of tungsten carbide, providing corrosion resistance and wear resistance;
- кобальт Со и хром Cr - их сочетание (Со-Cr), выступающее в виде матрицы между образующимися фазами, дает высокую стойкость к абразии и коррозии, в сравнении с материалом WC-Co без Cr.- cobalt Co and chromium Cr - their combination (Co-Cr), which acts as a matrix between the phases formed, gives high resistance to abrasion and corrosion, in comparison with WC-Co material without Cr.
Сочетание элементов меди Cu, олова Sn и фосфора, входящих в состав оловянной бронзы БрОФ10-1, обеспечивает высокие прочностные и антифрикционные свойства и хорошую стойкость к коррозии.The combination of elements of copper Cu, tin Sn and phosphorus, which are part of the tin bronze BrOF10-1, provides high strength and antifriction properties and good resistance to corrosion.
Порошковая композиция из карбида вольфрама на кобальтовой связке WC/Co/Cr с бронзой БрОФ10-1 с соответствующим фракционным составом и в определенном соотношении объемных частей компонентов смеси (1:1 соответственно) обеспечивают требуемое качество покрытий.The powder composition of tungsten carbide on a cobalt bond WC / Co / Cr with bronze BrOF10-1 with the appropriate fractional composition and in a certain ratio of the volume parts of the mixture components (1: 1, respectively) provide the required coating quality.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения трубу могут вращать с частотой вращения 150-300 об/мин. Частота вращения трубы в данном диапазоне обеспечивает необходимые условия для формирования качественных покрытий на ниппельной части резьбового соединения, а также производительность процесса нанесения покрытий на ниппельную часть резьбового соединения, сопоставимую с производительностью трубонарезных линий по производству труб нефтяного сортамента.When performing the processing method of the nipple part of the threaded connection, the pipe can be rotated at a speed of 150-300 rpm. The frequency of rotation of the pipe in this range provides the necessary conditions for the formation of high-quality coatings on the nipple part of the threaded joint, as well as the performance of the coating process on the nipple part of the threaded joint, comparable to the performance of pipe-cutting lines for the production of oil-grade pipes.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения горелку могут перемещать со скоростью 0,02-0,04 м/с. Указанный диапазон скорости перемещения горелки при абразивно-струйной обработке обеспечивает требуемую чистоту поверхности; при нанесении покрытий - равномерную толщину покрытия без изменения профиля резьбы. При этом нанесенное покрытие не выводит профиль резьбы за допускаемые отклонения, указанные в ГОСТ 633-80 и API 5СТ.When performing the processing method of the nipple part of the threaded connection, the burner can be moved at a speed of 0.02-0.04 m / s. The specified range of speed of movement of the burner during abrasive blasting provides the required surface cleanliness; when applying coatings - uniform coating thickness without changing the thread profile. In this case, the applied coating does not display the thread profile for the tolerances specified in GOST 633-80 and API 5CT.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения горелку могут перемещать с шагом перемещения 4-5 мм.When performing the processing method of the nipple part of the threaded connection, the burner can be moved with a movement step of 4-5 mm.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения горелку могут располагать под углом 45-60° к оси трубы. Расположение горелки под данными углами обеспечивает: при абразивно-струйной обработке - необходимую чистоту и шероховатость всей поверхности каждого витка резьбы; при нанесении покрытий - равномерность покрытия на профиле резьбы НКТ.When performing the processing method of the nipple part of the threaded connection, the burner can be positioned at an angle of 45-60 ° to the pipe axis. The location of the burner at these angles provides: for abrasive blasting - the necessary cleanliness and roughness of the entire surface of each thread thread; when applying coatings - uniformity of coating on the tubing thread profile.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения горелку могут перемещать возвратно-поступательными движениями относительно ниппельной части резьбового соединения. Возвратно-поступательное движение относительно ниппельной части резьбового соединения обеспечивает при абразивно-струйной обработке - последовательную очистку поверхности каждой стороны витков; при нанесении покрытий - последовательное создание равномерного слоя покрытия на каждой из сторон витков резьбы.When performing the processing method of the nipple part of the threaded connection, the burner can be moved by reciprocating movements relative to the nipple part of the threaded connection. The reciprocating movement relative to the nipple part of the threaded connection provides for abrasive blasting - sequential cleaning of the surface of each side of the turns; when applying coatings - the consistent creation of a uniform coating layer on each side of the threads.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения горелку могут перемещать от начала резьбы в направлении конца сбега резьбы и обратно, совершая два прохода. Данная техника и последовательность выполнения абразивно-струйной обработки и нанесения покрытий способствует получению требуемых покрытий.When performing the method of processing the nipple part of the threaded connection, the burner can be moved from the beginning of the thread in the direction of the end of the thread run-out and back, making two passes. This technique and the sequence of abrasive blasting and coating helps to produce the required coatings.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения дистанция при напылении между напыляемой поверхностью трубы и горелкой может составлять 200-300 мм. Дистанция в данном диапазоне при абразивно-струйной обработке обеспечивает получение необходимой чистоты и шероховатости поверхности; при напылении обеспечивает необходимую скорость и нагрев частиц порошкового материала для формирования плотного слоя покрытия с высокой прочностью сцепления с основным материалом.When performing the method of processing the nipple part of the threaded connection, the distance during spraying between the sprayed surface of the pipe and the burner can be 200-300 mm. The distance in this range during abrasive blasting provides the necessary cleanliness and surface roughness; during spraying, it provides the necessary speed and heating of the particles of the powder material to form a dense coating layer with high adhesion to the base material.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения расход порошка может составлять не более 0,1 кг на напыляемую поверхность. При абразивно-струйной обработке данный расход материала позволяет выполнить качественную очистку и подготовку поверхности под нанесение покрытий с учетом технологических выходов горелки за зону напыления. При нанесении покрытий данный расход порошкового материала обеспечивает количество порошка, необходимое для создания покрытия толщиной, не выводящей профиль резьбы допускаемые отклонения, указанных в ГОСТ 633-80 и API 5СТ, с учетом технологических выходов горелки за зону напыления.When performing the method of processing the nipple part of the threaded connection, the powder consumption can be no more than 0.1 kg per sprayed surface. When abrasive blasting, this material consumption allows for high-quality cleaning and surface preparation for coating, taking into account the technological outputs of the burner beyond the spraying zone. When applying coatings, this flow rate of the powder material provides the amount of powder necessary to create a coating with a thickness that does not display the thread profile, the permissible deviations specified in GOST 633-80 and API 5CT, taking into account the technological outputs of the burner beyond the spraying zone.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения покрытие могут наносить толщиной (20-40)±5 мкм. При данном диапазоне толщины покрытий обеспечивается условие сохранения допускаемых отклонений, указанных в ГОСТ 633-80 и API 5СТ.When performing the method of processing the nipple part of the threaded connection, the coating can be applied with a thickness of (20-40) ± 5 μm. With this range of coating thicknesses, the condition for maintaining the tolerances specified in GOST 633-80 and API 5CT is ensured.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения перед нанесением покрытия осуществляют абразивно-струйную обработку ниппельной части резьбового соединения насосно-компрессорной грубы с использованием горелки, применяемой для нанесения покрытия на упомянутую трубу. Оборудование, применяемое для нанесения покрытий на ниппельную часть резьбового соединения, совмещает в себе возможность выполнения абразивно-струйной обработки. При этом нет необходимости в дополнительном наличии оборудования для абразивно-струйной обработки, а также дополнительных затратах на него. Операции абразивно-струйной обработки и нанесения покрытий выполняются на одном оборудовании и различаются только порошковыми материалами и режимами обработки резьбовой поверхности.When performing the method of processing the nipple part of the threaded connection before applying the coating, abrasive blasting is performed on the nipple part of the threaded connection of the tubing using a torch used to coat the said pipe. The equipment used for coating the nipple part of a threaded joint combines the ability to perform abrasive blasting. At the same time, there is no need for the additional availability of equipment for abrasive blasting, as well as additional costs for it. The operations of abrasive blasting and coating are performed on the same equipment and differ only in powder materials and the processing conditions of the threaded surface.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения в качестве абразивного порошка в смеси для напыления могут использовать порошок F240. Используемый абразивный порошок F240 при напылении способствует дополнительной активации поверхности, уплотнению покрытия и не позволяет осаждаться порошковому материалу на стенках сопла горелки.When performing the method of processing the nipple portion of a threaded joint, F240 powder can be used as an abrasive powder in the spray mixture. Used abrasive powder F240 during spraying contributes to additional surface activation, densification of the coating and does not allow powder material to deposit on the walls of the burner nozzle.
При выполнении способа обработки ниппельной части резьбового соединения в качестве антифрикционной добавки могут использовать бронзу марки БрОФ10-1. Бронза данной марки выгодно отличается своими преимущественными характеристиками перед другими марками именно для создания антифрикционности, а также уплотнительности при свинчивании труб.When performing the method of processing the nipple part of a threaded connection, bronze grade BrOF10-1 can be used as an antifriction additive. Bronze of this brand compares favorably with its advantageous characteristics over other brands to create anti-friction, as well as sealing when making pipes.
В качестве метода нанесения покрытия используют метод высокоскоростного газопламенного напыления HVAF (High Velocity Air Fuel), представляющий собой процесс нанесения покрытия путем переноса нагретых частиц порошка на резьбу сверхзвуковой газопламенной струей с помощью горелки с использованием в качестве топлива пропана, в качестве окислителя-кислорода сжатого воздуха, а в качестве транспортирующего газа - аргона. Данный метод позволяет получить качественные покрытия за счет повышенной концентрации газовой струи, меньшего пятна нагрева, осевой подачи порошкового материала в газовое пламя в виде узкой струи, способствующей меньшему разлету порошка и поэтому более предпочтительной для напыления таких рельефных поверхностей, как резьба, высокой скорости частиц порошка в газовой струе, способствующей получению плотных покрытий с минимальной пористостью, стабильных показателей параметров режима напыления. В качестве вспомогательного оборудования используют робот, который позволяет зафиксировать на нем горелку для напыления и в процессе нанесения покрытий выполнять необходимые манипуляции: установить горелку под требуемым углом к оси трубы, обеспечивать необходимую скорость перемещения горелки относительно трубы, а также необходимую и постоянную дистанцию в процессе напыления.As a coating method, the HVAF (High Velocity Air Fuel) gas spraying method is used, which is a coating process by transferring heated powder particles to a thread with a supersonic gas flame jet using a burner using propane as the oxidizing agent-oxygen of compressed air , and as a transporting gas - argon. This method allows to obtain high-quality coatings due to the increased concentration of the gas stream, a smaller heating spot, the axial flow of the powder material into the gas flame in the form of a narrow stream, which contributes to a smaller expansion of the powder and is therefore more preferable for spraying such relief surfaces as threads, high speed of powder particles in a gas stream, which contributes to obtaining dense coatings with minimal porosity, stable parameters of the spraying conditions. A robot is used as auxiliary equipment, which allows you to fix the burner for spraying on it and during the coating process perform the necessary manipulations: set the burner at the required angle to the axis of the pipe, provide the necessary speed of movement of the burner relative to the pipe, as well as the necessary and constant distance during the spraying process .
Эффективность предлагаемого технического решения подтверждают испытаниями 5-ти образцов насосно-компрессорных труб:The effectiveness of the proposed technical solution is confirmed by testing 5 samples of tubing:
№1. Отрезок трубы с резьбовым участком без покрытия в сборе с муфтой с фосфатным покрытием резьбы - 1 шт;No. 1. A piece of pipe with a threaded section without coating assembly with a coupling with a phosphate coating of thread - 1 pc;
№2 и №3. Отрезок трубы с резьбовым участком трубы с покрытием, нанесенным методом высокоскоростного газопламенного напыления слоя порошкового самофлюсующегося сплава системы Ni-Cr-B-Si-Mo в сборе с муфтой с фосфатным покрытием резьбы - 2 шт;No. 2 and No. 3. A piece of pipe with a threaded pipe section coated with a high-speed flame spraying of a layer of powder self-fluxing alloy of a Ni-Cr-B-Si-Mo system assembled with a coupling with a phosphate-coated thread - 2 pcs;
№4 и №5. Отрезок трубы с резьбовым участком трубы с покрытием, нанесенным методом высокоскоростного газопламенного напыления слоя механической смеси порошков карбидов вольфрама на кобальтовой связке WC/Co/Cr и бронзы БрО10Ф1 в сборе с муфтой с фосфатным покрытием резьбы - 2 шт. Результаты испытаний приведены в таблице 1.No. 4 and No. 5. A piece of pipe with a threaded pipe section coated by high-speed flame spraying of a layer of a mechanical mixture of tungsten carbide powders on a cobalt bond WC / Co / Cr and BrO10F1 bronze assembly with a coupling with a phosphate-coated thread - 2 pcs. The test results are shown in table 1.
1. Резьбовые соединения труб, резьбовой участок трубы которых выполнен с покрытиями, нанесенными методом высокоскоростного газопламенного напыления, в процессе испытаний показали хорошую работоспособность и эксплуатационную устойчивость при количествах свинчивания-развинчивания до 50 циклов с сохранением целостности элементов резьбы.1. Threaded pipe joints, the pipe threaded portion of which is coated with high-speed flame spraying coatings, during the tests showed good performance and operational stability with amounts of screwing-unscrewing up to 50 cycles while maintaining the integrity of the thread elements.
2. Образцы №№2-5 с полученной толщиной и плотностью слоя покрытия выдержали испытания на герметичность расчетным давлением 66,7 МПа с выдержкой 60 с на различных циклах свинчивания-развинчивания.2. Samples No. 2-5 with the obtained thickness and density of the coating layer passed the leak test with a design pressure of 66.7 MPa with a holding time of 60 s at various make-up and unscrew cycles.
3. Толщина слоя покрытий на боковых гранях и вершинах витков резьбы равномерная в пределах (20-40)±5 мкм, что обеспечивает получение профиля резьбы в пределах допускаемых отклонений, которые указаны в ГОСТ 633-80 и API 5СТ. Слой покрытия характеризуется плотной структурой (пористость 1-2%).3. The thickness of the coating layer on the side faces and tops of the threads is uniform within (20-40) ± 5 μm, which ensures a thread profile within the tolerances specified in GOST 633-80 and API 5CT. The coating layer is characterized by a dense structure (porosity of 1-2%).
4. Крутящие моменты свинчивания-развинчивания, приведенные в таблице 1, свидетельствуют о том, что образцы №№2-5 с покрытиями резьбового участка трубы обладают лучшей антифрикционностью по сравнению с резьбовым концом трубы без покрытия.4. The screwing-unscrewing torques given in Table 1 indicate that samples No. 2-5 with coatings on the threaded pipe section have better antifriction compared to the threaded end of the pipe without coating.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015116987A RU2644836C2 (en) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | Method for processing of male section of tubing thread connection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015116987A RU2644836C2 (en) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | Method for processing of male section of tubing thread connection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2015116987A RU2015116987A (en) | 2016-11-27 |
| RU2644836C2 true RU2644836C2 (en) | 2018-02-14 |
Family
ID=57758938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015116987A RU2644836C2 (en) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | Method for processing of male section of tubing thread connection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2644836C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0608468A1 (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-03 | Linde Aktiengesellschaft | Method to produce a metallic powder for making wear-resistant coatings |
| RU2030472C1 (en) * | 1990-07-23 | 1995-03-10 | Белорусская государственная политехническая академия | Powder material for gas-thermal raising dust of coating |
| RU2112815C1 (en) * | 1997-04-03 | 1998-06-10 | Якутский государственный университет | Method of forming coatings from self-fluxing powdered materials on iron-carbon alloy articles |
| RU2532738C1 (en) * | 2013-09-26 | 2014-11-10 | Андрей Николаевич Пурехов | Restoration method of worn-out surfaces of steel parts |
-
2015
- 2015-05-05 RU RU2015116987A patent/RU2644836C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2030472C1 (en) * | 1990-07-23 | 1995-03-10 | Белорусская государственная политехническая академия | Powder material for gas-thermal raising dust of coating |
| EP0608468A1 (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-03 | Linde Aktiengesellschaft | Method to produce a metallic powder for making wear-resistant coatings |
| RU2112815C1 (en) * | 1997-04-03 | 1998-06-10 | Якутский государственный университет | Method of forming coatings from self-fluxing powdered materials on iron-carbon alloy articles |
| RU2532738C1 (en) * | 2013-09-26 | 2014-11-10 | Андрей Николаевич Пурехов | Restoration method of worn-out surfaces of steel parts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2015116987A (en) | 2016-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2297018C (en) | Thermal spray coating for gates and seats | |
| CN109023365B (en) | Lip-type oil seal rotating shaft wear-resistant antifriction composite coating and preparation method thereof | |
| US8460796B2 (en) | Coatings, composition, and method related to non-spalling low density hardface coatings | |
| WO1996010710A1 (en) | Steel pipe joint having high galling resistance and surface treatment method thereof | |
| US11898651B2 (en) | Material compositions and sequences of manufacturing | |
| CN103953772B (en) | Tungsten carbide nitrogenizes the superhard wear valve of chromium composite coat | |
| CN109023202A (en) | The structure and preparation method thereof of the compound painting-film plating layer of flame-spraying+PVD plated film | |
| US20210070662A1 (en) | Mechanical part with a nanostructured tio2-cr2o3 ceramic coating and method for depositing a nanostructured tio2-cr2o3 ceramic coating on a substrate | |
| US8962154B2 (en) | Wear resistant inner coating for pipes and pipe fittings | |
| Vats et al. | Influence of deposition parameters on Tribological Performance of HVOF Coating: A review | |
| NL2007320C2 (en) | Corrosion resistant riser tensioners, and methods for making. | |
| RU2644836C2 (en) | Method for processing of male section of tubing thread connection | |
| US20230067445A1 (en) | Fuse-coated ball valve trim | |
| US11965251B2 (en) | One-step methods for creating fluid-tight, fully dense coatings | |
| Caltaru et al. | Establishing the tribological behavior of the HVOF hardfacing applied at petroleum gate valves | |
| CN203906936U (en) | Super-hard wear-resistant valve with WC (Wolfram Carbide) and CrN (Chromium Nitride) composite coating | |
| RU170288U1 (en) | PUMP AND COMPRESSOR PIPE THREADED CONNECTION | |
| Singh et al. | Past, present and future-the characterization of surface of topography of plasma transferred arc coating | |
| Cho et al. | Wear behaviors of HVOF spray coating of Co-alloy T800 | |
| RU2186269C2 (en) | Method of production of antifriction coat on thin- walled steel inserts of sliding bases | |
| CN104831147B (en) | hard Cu-Co3O4-Al2O3 material and preparation method thereof | |
| CN115852293A (en) | Preparation method of metal ceramic self-lubricating composite wear-resistant coating | |
| ULMANU et al. | Petroleum-Gas University, 39 Bucharest Blvd., 100 680 Ploiesti, Romania E-mail: vulmanu (a) upg-ploiesti ro; mbadicioiu aploiesti. ro; mikia, upg-ploiesti, ro; gzecheru (a) upg-ploiesti. rogdraghici (a) upg-ploiestiro; mminescu (a) upg-ploiesti ro | |
| Walker et al. | High-velocity oxygen fuel spray coatings for reclamation | |
| Tapphorn et al. | Kinetic Metallization of Interior Diameter Bores |