一种NiCrBSiMnCe耐磨蚀抽油杆的激光熔覆制备方法技术

本发明专利技术公开了一种NiCrBSiMnCe耐磨蚀抽油杆的激光熔覆制备方法，其包括：(1)将抽油杆进行表面处理，去除氧化皮、油脂及污垢；(2)对表面处理后的抽油杆进行喷砂粗化，粗糙度大于Ra25；(3)NiCrBSiMn粉末与Ce2O3粉末按照重量比4‑10:1混合，加入硅酸钠研磨，研磨均匀，加入水形成料浆；(4)将料浆涂覆于粗化后的抽油杆表面，150‑200℃下烘干；(5)涂覆自保护材料，150‑200℃下烘干；(6)采用激光熔覆，其激光功率为2‑10kW，光斑宽度3‑10mm，扫描速度2‑5mm/s，得到熔覆于抽油杆表面的NiCrBSiMnCe耐磨涂层，涂层厚度为700‑800μm，得到所述耐腐蚀抽油杆。本发明专利技术得到的涂层显微硬度为810‑1050HV0.2，远远高于基体的显微硬度，增加了其耐磨蚀性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料
，尤其涉及一种耐磨蚀抽油杆的激光熔覆制备方法。
技术介绍
油田经过多年开发，现在已经到了中、后期，随着油井含水量的增加，因磨蚀造成的油井维护工作量所占比例大幅上升，而且有逐渐上升的趋势。磨蚀是磨损和腐蚀相互作用的总称，抽油杆偏磨问题，实质是磨蚀问题。因油井磨蚀造成抽油杆过早报废，使人力、物力的投入急剧增加，浪费严重。目前油田的开发己进入高含水期，部分油田的含水量高达94.5％，井液中含有腐蚀性介质，采出液的矿化度高，由于化学腐蚀和电化学腐蚀的双重作用，导致抽油杆的严重腐蚀，进而造成了油井故障。如胜利采油厂采出井液中分解水的溶解氧含量达0.02～0.12mg/L，硫酸还原菌含量达10～104个/mg，总矿化度达10000～30000mg/L，天然气中CO2含量在0.2％～2％之间，有的高达10％以上；55％的井内抽油杆有明显的腐蚀形貌。服役条件下，油井内含量较高的Cl-、S2-离子与抽油杆表面作用后，首先使表面产生腐蚀裂纹，在随后的拉伸交变载荷作用下，裂纹发生疲劳扩展，并最终导致抽油杆疲劳断裂，从而使其失效，所以，抽油杆的主要失效型式是腐蚀疲劳断裂。抽油杆在使用过程中，除了腐蚀问题之外，还伴有磨损。腐蚀和磨损的结合，比单纯的腐蚀或磨损危害更大，原因是磨损会除去设备表面上起缓蚀作用的腐蚀层，从而加速腐蚀面的磨损造成设备故障甚至停产，使油井产量下降。近几年来，由于井液中含水升高，为了稳定原油产量，势必要增大泵冲次，这就进一步加剧了抽油杆的磨损。因有杆泵井磨蚀造成的报废井、待修井、作业井井次正在逐年上升，以胜利油田东辛采油厂为例，目前发现存在磨蚀井占抽油机井的27％，占抽油井开井数的44％，因磨蚀造成的维护工作量占总维护工作量的35％左右，其它采油厂和油田也存在类似问题。这些都严重影响着我国油田高效、低耗生产的发展，如何解决磨蚀问题已经成为采油工程长期的重点工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种NiCrBSiMnCe耐磨蚀抽油杆的激光熔覆制备方法，能够使得抽油杆耐磨蚀。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种NiCrBSiMnCe耐磨蚀抽油杆的制备方法，其包括：(1)将抽油杆进行表面处理，去除氧化皮、油脂及污垢；(2)对表面处理后的抽油杆进行喷砂粗化，粗糙度大于Ra25；(3)NiCrBSiMn粉末与Ce2O3粉末按照重量比4-10:1混合，加入硅酸钠研磨，研磨均匀，加入水形成料浆；(4)将料浆涂覆于粗化后的抽油杆表面，150-200℃下烘干；(5)涂覆自保护材料，150-200℃下烘干；(6)采用激光熔覆，其激光功率为2-10kW，光斑宽度3-10mm，扫描速度2-5mm/s，得到熔覆于抽油杆表面的耐磨涂层，涂层厚度为700-800μm，得到所述耐腐蚀抽油杆。本专利技术所述的NiCrBSiMn粉末组成按质量含量为Cr10-14％，B3-4％，Si3.75-4.75％，C0.65-0.75％，Mn4-7％，Ni余量。对涂层进行分析可知，其物相构成主要由Ni基固溶体、Cr3C2、Cr7C3和CrB和Ni2B等，所述涂层中的脱氧活性元素和B氧化损失较少，从而在涂层中形成金属间化合物；Mn元素的加入，与基体中Fe形成锰钢结构，提高了涂层的耐磨性。本专利技术得到的涂层显微硬度为810-1050HV0.2，远远高于基体的显微硬度，增加了其耐磨蚀性能。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1一种NiCrBSiMnCe耐磨蚀抽油杆的激光熔覆制备方法，其包括：(1)将抽油杆进行表面处理，去除氧化皮、油脂及污垢；(2)对表面处理后的抽油杆进行喷砂粗化，粗糙度大于Ra25；(3)NiCrBSiMn粉末与Ce2O3粉末按照重量比4-10:1混合，加入硅酸钠研磨，研磨均匀，加入水形成料浆；(4)将料浆涂覆于粗化后的抽油杆表面，150-200℃下烘干；(5)涂覆自保护材料，150-200℃下烘干；(6)采用激光熔覆，其激光功率为2-10kW，光斑宽度3-10mm，扫描速度2-5mm/s，将所述熔覆，得到熔覆于抽油杆表面的NiCrBSiMnCe耐磨涂层，涂层厚度为700-800μm，得到所述耐腐蚀抽油杆。得到的NiCrBSiMnCe涂层显微硬度为810-1050HV0.2，远远高于基体的显微硬度，增加了其耐磨蚀性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种NiCrBSiMnCe耐磨蚀抽油杆的激光熔覆制备方法，其包括：(1)将抽油杆进行表面处理，去除氧化皮、油脂及污垢；(2)对表面处理后的抽油杆进行喷砂粗化，粗糙度大于Ra25；(3)NiCrBSiMn粉末与Ce2O3粉末按照重量比4‑10:1混合，加入硅酸钠研磨，研磨均匀，加入水形成料浆；(4)将料浆涂覆于粗化后的抽油杆表面，150‑200℃下烘干；(5)涂覆自保护材料，150‑200℃下烘干；(6)采用激光熔覆，其激光功率为2‑10kW，光斑宽度3‑10mm，扫描速度2‑5mm/s，得到熔覆于抽油杆表面的NiCrBSiMnCe耐磨涂层，涂层厚度为700‑800μm，得到所述耐腐蚀抽油杆。

【技术特征摘要】
1.一种NiCrBSiMnCe耐磨蚀抽油杆的激光熔覆制备方法，其包括：(1)将抽油杆进行表面处理，去除氧化皮、油脂及污垢；(2)对表面处理后的抽油杆进行喷砂粗化，粗糙度大于Ra25；(3)NiCrBSiMn粉末与Ce2O3粉末按照重量比4-10:1混合，加入硅酸钠研磨，研磨均匀，加入水形成料浆；(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张达明，
申请(专利权)人：无锡明盛纺织机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32