一种压裂泵阀箱表面耐腐蚀处理方法技术

本发明专利技术公开了一种压裂泵阀箱表面耐腐蚀处理方法，将打磨过后的成型工件放入渗氮罐，经过预氧化过程、渗氮过程和后氧化过程，完成对工件的渗氮处理，另配磷酸钠饱和溶液，将完成渗氮的工件放入磷酸钠饱和溶液中进行磷化，然后浸没在钝化液中钝化，最后烘干。在工件的表面进行渗氮处理，完成后进行磷化，在工件的表面形成微裂纹、孔洞，既有利于氮原子的吸附又利于氮原子的扩散，以植酸金属表面失去电子的金属离子和赘合剂形成稳定的鳌合物，可以保护金属不受腐蚀介质的破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种压裂泵阀箱表面耐腐蚀处理方法
本专利技术涉及石油开采工具的加工
，尤其涉及一种压裂泵阀箱表面耐腐蚀处理方法。
技术介绍
渗氮后氧化复合工艺是目前国内外应用较多的表面处理技术，用于提高结构钢表面耐磨性、耐蚀性和疲劳强度。该复合工艺通常在钢件表面先进行预氧化处理，渗氮之后再进行后氧化处理，目的是在渗氮层上生成一层致密的、以Fe3O4为主的黑色复合硬化层以提高表面耐磨性、耐腐蚀性和润滑性。渗氮氧化后常进行磷化处理以提高钢件表面粗糙度，提高漆膜与基体的结合力。植酸的化学名称为肌醇六磷酸醋，是一种从粮食等作物中提取的有机磷酸化合物，具有较弱的酸性，外观为棕黄色稠状液体，易溶于水、95％乙醇和丙酮等溶剂。植酸具有6个磷酸基，每个磷酸基中的氧原子都可以作为配位原子和金属离子进行赘合作用，属于六齿配体,和金属可以形成具有五个整环的赘合物。利用植酸的上述特殊性能，研究人员已将它成功地应用于金属防腐蚀常温磷化、无铬钝化等工艺中。金属表面失去电子的金属离子和赘合剂形成稳定的鳌合物可以保护金属不受腐蚀介质的破坏。本专利技术主要解决压裂泵阀箱在工作过程中，由于箱体内壁受到化学物质腐蚀，然后在较大压力的作用下，阀箱提前报废的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种压裂泵阀箱表面耐腐蚀处理方法，提高压裂泵阀箱的防腐蚀能力和表面硬度，延长其使用寿命。本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种压裂泵阀箱表面耐腐蚀处理方法，其特征在于：将打磨过后的成型工件放入渗氮罐；(1)先是预氧化，将罐内温度升高到200～250℃，保温1～3h，消耗罐内氧气，然后通入氨气，氨气流量管控制在0.3～0.6m3/h，缓慢升温至500℃，保持恒温渗氮处理15～18h。(2)后氧化时间为1.5～2.0h，温度为320～350℃，然后冷却。(3)另配50℃水浴中磷酸钠饱和溶液，保温，将成品工件放入磷酸钠饱和溶液中磷化5～8min。(4)配置钝化液：包括50％植酸溶液1.6％，Na2CO340％，以稀硫酸调整pH为3～5，将放入钝化液中浸渍10～20s，用含有5％的Na2CO3的碱性溶液喷洗第一遍，然后过清水冲洗第二遍，最后120℃烘箱中烘干。在结束预氧化的渗氮步骤中，要求渗氮层深度为0.28～0.30mm，采用等温渗氮，为了减小工件变形，氨气流量管控制在0.3～0.6m3/h，正好可以控制氨气分解率在质量分数为18～30％，开始计算渗氮时间，供渗氮15～20h。工件预氧化表面会出现12um的疏松Fe3O4层，疏松的Fe3O4层有利于氨气的快速扩散和渗氮，提高工件表面的表面积和预留氮离子的作用，同时生成H2O和O2，在500℃的渗氮温度下，H2O和O2扩散进入工件表面，工件预氧化后表面产生了大量纳米级氧化物颗粒和微裂纹、孔洞，既有利于氮原子的吸附又利于氮原子的扩散。不仅如此，Fe3O4与NH3发生了化学反应，同时生成了H2O和O2，H2O和O2扩散进入工件表面，由于晶界能的存在，晶界易于被腐蚀和氧化，而且晶界处常有Fe、Cr的碳化物富集，因而晶界首先被氧化。形成了连续致密的氧化层。然后加入至磷酸盐溶液中，在含碱金属磷酸盐为主的磷化液中，不需添加铁的磷酸盐，而是由溶液腐蚀钢铁表面产生亚铁磷酸盐中间物，并进而转变成三价氧化态磷酸铁盐，可以用于涂漆前打底，提高钢件表面粗糙度从而提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力。本专利技术的优点在于：在工件的表面进行渗氮处理，其中渗氮处理包括预氧化过程、渗氮过程和后氧化过程，完成后进行磷化，在工件的表面形成微裂纹、孔洞，既有利于氮原子的吸附又利于氮原子的扩散，工件表面形成的微裂纹正好用于植酸的接触和镀膜，使镀层更加坚固，以植酸金属表面失去电子的金属离子和赘合剂形成稳定的鳌合物，可以保护金属不受腐蚀介质的破坏。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例：一种压裂泵阀箱表面耐腐蚀处理方法，将打磨过后的成型工件放入渗氮罐；(1)先是预氧化，将罐内温度升高到200～250℃，保温1～3h，消耗罐内氧气，然后通入氨气，氨气流量管控制在0.3～0.6m3/h，缓慢升温至500℃，保持恒温渗氮处理15～18h。(2)后氧化时间为1.5～2.0h，温度为320～350℃，然后冷却。(3)另配50℃水浴中磷酸钠饱和溶液，保温，将成品工件放入磷酸钠饱和溶液中磷化5～8min。(4)配置钝化液：包括50％植酸溶液1.6％，Na2CO340％，以稀硫酸调整pH为3～5，将放入钝化液中浸渍10～20s，用含有5％的Na2CO3的碱性溶液喷洗第一遍，然后过清水冲洗第二遍，最后120℃烘箱中烘干。为了测试本专利技术对压裂泵阀箱工件表面耐腐蚀的程度，以含有3％氯化钠和0.010mol/L的稀硫酸溶液作为腐蚀液，测试未经过本专利技术耐腐蚀表面处理的工件与经过耐腐蚀工件处理的实验，结果如下表：结果证明工件在经过表面耐腐蚀处理过后的抗腐蚀能力将近提升10倍以上，进一步说明了本专利技术耐腐蚀方法的有效性。需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本专利技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本专利技术各实施例技术方案的精神和范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压裂泵阀箱表面耐腐蚀处理方法，其特征在于：包括以下几个步骤，将打磨过后的成型工件放入渗氮罐，经过预氧化过程、渗氮过程和后氧化过程，完成对工件的渗氮处理，取出工件并自然冷却，另配磷酸钠饱和溶液，50℃保温，将完成渗氮的工件放入磷酸钠饱和溶液中进行磷化5～8min，然后浸没在钝化液中钝化10～20s，清洗工件表面，最后在120℃烘箱中烘干。

【技术特征摘要】
1.一种压裂泵阀箱表面耐腐蚀处理方法，其特征在于：包括以下几个步骤，将打磨过后的成型工件放入渗氮罐，经过预氧化过程、渗氮过程和后氧化过程，完成对工件的渗氮处理，取出工件并自然冷却，另配磷酸钠饱和溶液，50℃保温，将完成渗氮的工件放入磷酸钠饱和溶液中进行磷化5～8min，然后浸没在钝化液中钝化10～20s，清洗工件表面，最后在120℃烘箱中烘干。2.根据权利要求1所述一种压裂泵阀箱表面耐腐蚀处理方法，其特征在于：所述预氧化过程是将渗氮罐内温度升高到200～250℃，保温1～3h，消耗罐内氧气。3.根据权利要求1所述一种压裂泵阀箱表面耐腐蚀处理方法，其特征在于：所述渗氮过程是工件经过预氧化过程后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂金满，
申请(专利权)人：安徽添御石油设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34