抽油桿用鋼高頻感應(yīng)熔覆Ni基復(fù)合涂層研究.pdf

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1、石油機械(]IIINAP?II{(1l_EUMMACIIINH{、2010年第38卷第l2期．_試驗研究抽油桿用鋼高頻感應(yīng)熔覆Ni基復(fù)合涂層研究夏承宇李偉宗霞孫永興門曉微(】．勝利油田高原石油裝備有限公司2．中國石油大學(華東)機電工程學院)摘要為提高抽油桿的耐蝕性能，采用高頻感應(yīng)熔覆工藝在抽油桿用鋼35CrMo基體上制備了不同的復(fù)臺涂層。對多細涂層成分進行對比試驗結(jié)果表明，在保證一定涂層厚度的基礎(chǔ)上，最佳熔覆電流為1380～1400A；加入適量的稀土能夠細化晶粒和提高涂層致密度，添加保護劑能夠給熔覆過程提供

2、一個良好的環(huán)境，從而保證生成的圖層光滑，無孔洞、夾雜等缺陷；當配方為KF一300C+6％稀土+保護劑、熔覆電流為1400A時試樣的耐蝕性最佳關(guān)鍵詞感應(yīng)熔覆KF一300(]稀土E—t曲線Tafel曲線涂層材料的主要成分為Ni60+35％WC的自熔型合0引言金KF一300C，其中Ni60各成分的質(zhì)量分數(shù)：0．8％C，16％Cr，3．5％B，4．5％Si，15％Fe，石油天然氣行業(yè)是遭受腐蝕破壞最嚴重的行業(yè)0．8％C，余量Ni；稀土采用純度為99．99％的之一。隨著油T作環(huán)境的復(fù)雜化和高含水期的到La，O；保護刺和

3、粘結(jié)劑的主要成分質(zhì)量分數(shù)：來，抽油桿的腐蝕乖【l磨損問題越來越嚴重，因腐蝕30％KBF，20％NaF，40％SiC，10％Na，CO。粉和磨損造成的擬大大幅度上升。世各每年僅管末材料的粒度均為200～300目，將稀土依次按道惜蝕就造成大的經(jīng)濟損失，美同約20億美元，0％、3％、6％、9％4種配比進行添加制備涂層。英同約17億美元，德圈和日本約為33億美7。1．2涂層制備目前，大約有90％以』二的油井使刖桿泵采油方式。將原始試樣于丙酉同rf1浸泡數(shù)分鐘后進行噴砂作為重要的采油設(shè)備，抽油仟對油升發(fā)的效果有處理，使

4、其露出新鮮的金屬表面?zhèn)溆?。每塊試樣使著小容忽視的影響，此，解決蝕題經(jīng)成為川的KF一300C粉末質(zhì)量均足6g，4種配方對應(yīng)的采油1程的一一項重要課題、稀土質(zhì)量分別為0、0．19、0．38和0．57g，在涂覆有關(guān)淵查研究表叫，腐蝕和磨損造成的損失約前將粉米放入100烘十爐中保溫2h。再用球磨占聞民經(jīng)濟總產(chǎn)值的2％～4％，因此，解決抽機將稀土和KF一300C粉末均勻混和，將混合后的油桿等關(guān)鍵部位的腐蝕磨損川題勢在必行。為提高粉術(shù)再與2．5mL水玻璃混合并充分攪拌，制成具抽油桿的耐蝕性能，筆行研究了?一種利用高頻感應(yīng)

5、有一定粘度的涂液，將涂液涂于基材表面。將涂覆熔覆任35CrMo表面形成Nj基涂層，并在熔覆過程后的試樣放入100cc-t=燥箱中，保溫2h后用巾加入一定量的稀土，使涂層和基體形成冶金結(jié)合HFP2—30C型高頻感應(yīng)設(shè)備進行熔覆。具體熔覆的工藝。探討了稀土對抽油桿高頻感應(yīng)熔覆Ni基層的成分配比和參數(shù)表l。涂層組縱、結(jié)構(gòu)以及塒蝕性的影響。1．3試驗分析方法川XJP一3A型金相微鏡觀察各種配比下的涂1試驗內(nèi)容層組織?！粄JJSM一6700F、型冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡以及其附什對最優(yōu)配比的表面掃描以及能譜分析。1．1試

6、驗材料微硬度在MH3型硬度}I-LN定，載荷為1N，加試驗?zāi)〔倪xJl}】連續(xù)抽油桿，L}j鋼35CI‘Mo，寸載時間為30S。電化學腐蝕試驗儀器為M398電化學為2mmX6mm，主要成分的質(zhì)量分數(shù)：0．32％綜合測試系統(tǒng)，并南PAR公司的M352腐蝕軟件和C，0．3％Si，0．6％Mn，0．2％Mo，1．0％C1’；涂覆PowerSINE電化學阻抗軟件支持。2010年第38卷第12期夏承宇等：抽油桿用鋼高頻感應(yīng)熔覆M基復(fù)合涂層研究一13一表1熔覆層的成分配比和參數(shù)設(shè)計試樣編號稀土質(zhì)量分數(shù)／％保護劑熔覆電流／A

7、熔覆時間／s試樣編號稀土質(zhì)量分數(shù)／％保護劑熔覆電流／A熔覆時間／sAl一～I35025．47DI6—135027．52A2～～138021．38D26—138023．64A3～一140020．40D36—140021．34B1～加135077．06D46加135089．47B2～加138068．78D56加l38078．30B3一加140058．18D66加140065．26C13～l35026．49E19—135027．09C23～138022．79E29—138025．81C33～140020．76E39

8、一l40021．81C43加l35088．29E49加135093．43C53加138072．00E59加138091．88C63加140063．24E69加14008354表2涂覆與未涂覆保護劑試樣涂層厚度2試驗結(jié)果及討論2．1保護劑對涂層組織及厚度的影響2．1．1涂層組織圖1為熔覆保護劑與未熔覆保護劑涂層組織對由圖可知，涂覆保護劑的試樣較未涂覆保護劑比圖。南圖可以看出，未涂覆保護劑的試樣c1涂的