一种全涂层覆盖的耐磨耐腐蚀双金属复合油管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种全涂层覆盖的耐磨耐腐蚀双金属复合油管，所述油管的内表面和外表面喷熔有自熔性合金涂层；且所述油管的两端面喷熔有自熔性合金涂层或堆焊有镍基合金。该双金属复合油管具有强的耐磨和耐腐蚀性能，其抗硫化氢、二氧化碳及氯离子的腐蚀能力为普通碳钢管的27～30倍以上；且涂层本身硬度高，能起到抗磨的效果，常温下，对一般沙粒磨耗的抗磨性能为一般碳钢管的11～13倍，为不锈钢材质的8～10倍。能在含硫化氢、二氧化碳、氯离子等多种腐蚀介质及高温、高压机高磨耗环境下长期使用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于油气田钻采及运输装备领域，尤其涉及管内表面均匀涂覆抗磨耐腐蚀自熔性合金保护层的双金属复合油田杠管。
技术介绍
目前各油田采用很多防偏磨腐蚀的措施，如采用接箍扶正器、旋转器，投放缓蚀剂等，这些场馆防偏磨工艺措施存在其优点，但也存在着安装复杂、耗费工时，增加提升抽油杆的能耗，还增加了卡泵几率等缺点。随着井下开采工况逐渐恶劣，其不足之处越来越明显，防偏磨腐蚀的效果也越来越弱，没有从根本上解决磨损问题。采用双金属管的设计概念，已成为国内外研发的中电，但目前还没有成熟可行的实施方法。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服现有技术中存在的不足，本技术提供了一种耐磨耐腐蚀双金属复合油管，具有更佳的耐磨性能和耐腐蚀性能。技术方案:为实现上述目的，本技术通过以下技术方案实现:一种全涂层覆盖的耐磨耐腐蚀双金属复合油管，所述油管的内表面和外表面喷熔有自熔性合金涂层；且所述油管的两端面喷熔有自熔性合金涂层或堆焊有镍基合金。作为优选，所述自熔性合金涂层为含有B、Si元素的镍基、铁基或钴基自熔性合金。作为优选,所述自熔性合金层的厚度为0.05 2mm。有益效果:与现有技术相比，本技术具有以下优点:通过本方法制备获得的双金属复合油管用内衬层来防腐蚀，用基管来保证强度，将耐蚀合金良好的抗腐蚀性能与碳钢优良的机械性能有机地结合起来，达到与内衬层耐蚀合金管材相当的耐蚀性能，提高了管道安全级别，延长了管道寿命。由于减少了耐蚀合金管材用量，油气开采集输成本显著降低。同时在油管端面制备耐磨涂层，有效防止了端面被腐蚀从而降低耐磨性能。附图说明图1为本技术所述耐磨耐腐蚀双金属复合油管的结构示意图；图2为图1的截面图。其中，钢管1、自熔性合金涂层2。具体实施方式以下结合附图对本技术作更进一步的说明。本技术所述的耐磨耐腐蚀双金属复合油管，包括钢管管体、管外表面涂层及管内表面涂层，且管外表面涂层和管内表面涂层通过喷熔自熔性合金可以得到0.05 2mm的耐磨耐腐蚀涂层；同时油管两端面通过喷熔自熔性合金涂层或直接采用堆焊镍基合金。其中管内表面和外表面涂层采用镍基自熔性合金粉末，其抗硫化氢、二氧化碳及氯离子的腐蚀能力为普通碳钢管的27 30倍以上。且涂层本身硬度高，能起到抗磨的效果，常温下，对一般沙粒磨耗的抗磨性能为一般碳钢管的11 13被，为不锈钢材质的8 10倍。下面主要说明该双金属复合油管的制备方法进行具体说明。钢管的内径范围为20 200mm，钢管表面厚度范围为3 20mm，管长为200 1200mm。首先将钢管经过表面除油和喷砂前处理，使其表面的粗糙度控制在150 350 μ m范围内，从而可以使得后续工艺得到的合金涂层与钢管基材之间的结合力最好。然后将经过预处理的钢管固定在回转机台上进行高速旋转，线速度控制在800 2200mm/s之间，接着对钢管预热至80 100°C。另外将镍基自熔性合金粉末与粘接剂按照一定比例混合后成为浆料。接着通过带雾化喷嘴的延伸管深入管内将所述浆料喷覆在钢管表面形成预覆层。该预覆层还可以通过以下2种方式获得:1、以带有雾化喷嘴的延伸管升入管内，在管内表面均匀喷淋液体粘接剂，然后再进行镍基自熔性合金粉末的喷涂形成预覆层；2、钢管外表面可以通过等离子体或火焰喷枪将自熔性合金粉末堆覆形成预覆层。在钢管内外表面制备好了预覆层后，将两端管口封闭，对管内抽真空并填入保护性气体，如氦气或氮气。继续保持钢管旋转，利用燃气火焰、高温炉或中频感应机对钢管的预覆层进行烧结，烧结的温度控制在1000 1100°C，冷却后，钢管表面即形成冶金结合保护性合金涂层。下面对上述的自熔合金粉末的成分进行说明:自熔合金为常用的一类合金喷涂材料，是含有一定量的B , S i兀素的镇基、铁基、和钻基合金，为了提闻涂层性能，除了 B ,Si还含有C r、Cu等元素。B，S i加入使涂层形成后能够重新加热至1000°C以上的高温时达到熔融状态，与基体产生牢固的冶金结合的同时，消除涂层内的气孔，而充分发挥喷涂材料所具备的优越性能。B，S i元素的作用包括:1、作为强还原剂，保护镍、铁、沽等元素避免氧化；同时，还原这些元素的氧化物，形成的硼硅酸盐熔点低、密度小、粘度小，易于浮在涂层表面，防止涂层氧化。2、降低熔点，增加液固温度区间，提高液态金属的流动性。3、降低表面张力，减少润湿角，增加润湿性能。此外，B、S i还具有强化作用，B通过与N i，C r形成化台物实现弥散强化，而S i通过固溶达到强化。这类自熔合金，通过涂层的重熔可以有效地消除气孔，可与基体形成牢固地冶金结合，成为应用广泛的涂层材料。涂层的重熔可以使用火焰加热，或用高频感应加热，或在真空炉中加热来进行。上述自熔合金粉末制成的保护性合金涂层具有以下特性:1、耐腐蚀性:镍基合金接箍经过表面工艺的处理，使表面涂敷一层功能层，大量的合金元素使得涂层的耐腐蚀性数十倍的提高，在室温浓盐酸中，其腐蚀速率仅为0.04mg/cm2h显示出良好的抗蚀性能，尤其适用于重腐蚀、偏磨的井况。2、耐磨性能:镍基合金抽油杆接箍，采用的是镍铬硼硅系列合金，可以根据用户需要生产硬度范围为HRC35-65，而普通抽油杆接箍的硬度一般为HRc22-28，加上镍基合金抽油杆接箍的外表面采用磨削的加工方式，使得镍基合金抽油杆接箍的耐磨性数十倍于普通抽油杆接箍。根据有关单位的测试，在与N80油管的对磨试验中，无砂状况下镍基合金抽油杆接箍的磨损量仅为普通抽油杆接箍的1/4 ;含砂状况下镍基合金抽油杆接箍的磨损量仅为普通抽油杆接箍的1/3，若加上腐蚀的参与，镍基合金抽油杆接箍的磨损量仅 为普通抽油杆接箍的1/30。 3、减磨性能:由于金属镍具有较好的自润滑性能，在一些摩擦的工作场合，镍镀层、镍涂层甚至可以不使用润滑介质。镍基合金抽油杆接箍的涂层中含有70%的镍元素，其自润滑性能较高，加上高的表面光洁度因而具有良好的减磨性能。根据有关单位的测试，在与N80油管的对磨试验中，无砂状况下镍基合金抽油杆接箍对油管磨损油管的磨损量仅为普通抽油杆接箍的1/2 ;含砂状况下镍基合金抽油杆接箍对油管磨损油管的磨损量仅为普通抽油杆接箍的2/3，若加上腐蚀的参与，镍基合金抽油杆接箍对油管磨损油管磨的损量仅为普通抽油杆接箍的1/3。4、降低了抽油机悬点载荷:由于合金本身具有低磨擦系数，產生减磨效应，减小了抽油杆上下行程中的摩擦阻力，从而降低了抽油机的悬点载荷，实现了节能的目的。根据现场使用检测，在一些井况中，采用镍基合金抽油杆接箍，抽油机载荷可降低10-30%。5、涂层结合强度高:经过表面工程工艺的处理，涂层与钢质基管的结合强度高达350Mpa，数倍于其它涂层的结合强度。上述制备的耐磨耐腐蚀双金属复合油管表面涂层与钢管基材形成冶金结合，结合强度大于30MPa。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出:对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新 型的保护范围。权利要求1.一种全涂层覆盖的耐磨耐腐蚀双金属复合油管，其特征在于:所述油管的内表面和外表面喷熔有自熔性合金涂层；且所述油管的两端面喷熔有自熔性合金涂层或堆焊有镍基合金2.根据权利要求1所述全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全涂层覆盖的耐磨耐腐蚀双金属复合油管，其特征在于：所述油管的内表面和外表面喷熔有自熔性合金涂层；且所述油管的两端面喷熔有自熔性合金涂层或堆焊有镍基合金。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王家瓚，
申请(专利权)人：扬州安泰威合金硬面科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：