可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法技术

本发明专利技术公开了可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法，包括以下步骤：按照以下重量百分比的化学成分制备钢锭坯料：0.001％‑0.03％C、0.10‑0.40％Si、0.1％‑1.5％Mn、1.8％‑14.0％Cr、4.00％‑5.50％Ni、1.0％‑2.7％Cu、≤0.01％P、0.01％‑0.035％S、0.04％‑0.10％Nb、0.01％‑0.035％V、H≤1.6PPM；对坯料进行成分分析；对坯料用酸进行白点检查；按照5‑12的锻造比、1180‑1250℃的锻造温度对坯料进行锻造，制备得到锻件；对锻件进行过两次950℃高温正火处理后进行退火处理。本发明专利技术提高了泵头体的强度、塑性、韧性。

Production Method of Pump Head Body for Extending Service Life of Pump Head Body

The invention discloses a production method for a pump head body that can prolong the service life of the pump head body, including the following steps: preparing ingot billet according to chemical composition of the following weight percentage: 0.001%8209 0.03% C, 0.10 8209 0.40% Si, 0.1%8200 Si, 0.1%8209 1.1%, 1.5% Mn, 1.8%8209 14.0% Cr, 4.00% Cr, 4.00%8209 5.50% Ni, 1.0%8209 2.7% copper, <0.0.7% 2.7% Cu, <0.01% P, 0.01%8209 0.5% 8209 0.5% S, 0.04% S, 0.04 0.04% 04% S, 0.04% 0 0.04% 0 Nb, 0.01% _0.035% V, H < 1.6PPM; Component analysis of the billet; white spot inspection of the acid used in the billet; forging the billet according to the forging ratio of 5 12 and the forging temperature of 1180 1250 to prepare the forgings; annealing the forgings after two high temperature normalizing treatments at 950 C. The invention improves the strength, plasticity and toughness of the pump head body.

【技术实现步骤摘要】
可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法
本专利技术涉及一种泵头体的生产方法，具体涉及可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法。
技术介绍
目前，在石油、页岩气开采领域，压裂技术能够有效的提高石油、页岩气的开采量，压裂泵是压裂开采过程中的关键设备。根据国家经济和社会发展第十二个五年规划纲要对改造提升制造业、优化结构、改善品种质量、提高基础工艺、提高基础材料研发水平、实现关键零部件技术自动化等方面的有关要求，特别是国家对石油油气井提升产能、增加产量的要求越来越高，对压裂泵的技术要求也越来越高。压裂泵的性能、质量和可靠性直接影响压裂实施过程的质量和进度，其中压裂泵泵头体是压裂泵的重要结构；目前，压裂泵泵头体的强度、塑性和韧性低，耐腐蚀性能、耐磨性能等性能差，因此，现有的泵头体使用寿命短，严重影响压裂实施过程的质量和进度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有的泵头体使用寿命短，目的在于提供可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法，解决目前压裂泵泵头体的强度、塑性和韧性低，耐腐蚀性能、耐磨性能等性能差的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法，包括以下步骤：坯料的制备：S1、按照以下重量百分比的化学成分制备钢锭坯料：0.001％-0.03％C、0.10-0.40％Si、0.1％-1.5％Mn、1.8％-14.0％Cr、4.00％-5.50％Ni、1.0％-2.7％Cu、≤0.01％P、0.01％-0.035％S、0.04％-0.10％Nb、0.01％-0.035％V、H≤1.6PPM；S2、对步骤S1中的坯料进行成分分析；S3、对步骤S1中的坯料用酸进行白点检查；坯料的锻造：按照5-12的锻造比、1180-1250℃的锻造温度对坯料进行锻造，制备得到锻件；锻件的热处理：对锻件进行过两次950℃高温正火处理后进行退火处理，退火处理后的锻件HB≤260。本专利技术在坯料的制备过程中调节了坯料中化学成分的配比：减低了泵头体中C含量，提高了泵头体的塑性和韧性；提高了泵头体中Ni含量，提高了材料的抗晶间腐蚀能力；提高了泵头体中Cr含量，提高了钢的耐磨和抗冲击性能，提高了材料的淬透性和强度；本专利技术对钢锭坯料化学成分进行调节后，对成品钢锭坯料进行了成分分析及白点检查，进一步确认了钢锭中化学成分含量的实际值，能够推导出在钢锭坯料制备过程中部分化学成分的损耗率，有助于调节钢锭坯料在制备过程中的初始原料配比；本专利技术控制了坯料锻造过程中的锻造温度及锻造比，锻造出来的锻件具有优良的金属组织和机械性能；本专利技术改变了锻件的热处理方式，本专利技术连续两次对锻件进行正火处理，改善了钢锭坯料的韧性，使钢锭的结晶晶粒细化，正火处理后的锻件晶粒度≥4.5级；本专利技术对正火处理后及时对锻件进行退火处理，降低了锻件的硬度，使得锻件的硬度≤260，锻件的强度及韧性高。本专利技术在锻件的原料成分上进行了调节，配合锻造及热处理工艺的改进，生产出来的锻件的强度、韧性高，具有较好的耐腐蚀耐磨性能，改善了锻件的质量，延长了泵头体的使用寿命，从而延长了压裂泵的使用寿命。步骤S1按照以下重量百分比的化学成分制备钢锭坯料：0.001％-0.025％C、0.10-0.25％Si、0.1％-0.6％Mn、10.5％-14.0％Cr、4.25％-4.50％Ni、1.0％-1.3％Cu、≤0.01％P、0.01％-0.02％S、0.04％-0.08％Nb、0.01％-0.02％V、H≤1.6PPM。本专利技术优选了钢锭坯料的成分配比。锻件热处理后，对锻件进行金相检测、超声波探伤检测、硬度检测。本专利技术对锻件进行热处理后，对锻件进行了金相检测、超声波探伤检测、硬度检测，对锻件的质量进行了监控。锻件热处理后冷却至40-60℃后，在锻件表面喷涂涂层，所述涂层包括以下重量份数的组分：40-70份复合树脂、5-20份钛合金纳米粉、6-12份纳米SiO2、5-22份纳米玻璃空心微珠、10-20份陶瓷微粉、1-8份铝粉、0.1-4份稀土氧化物、3-15份固化剂、1-6份固化促进剂、1-3份流平剂、3-11份防锈填料。传统的泵头体表面没有合适的防护涂层，其使用寿命短，本专利技术设计了喷涂在泵头体上的涂层，涂层能够适应严峻的石油开采环境，涂层的使用寿命长，对泵头体的保护效果就好，能够有效地延长泵头体的使用寿命；本专利技术涂层能够增强泵头体的防腐、耐磨、耐盐、耐候等性能。本专利技术通过在泵头体表面增加防护层，延长了泵头体的使用寿命。所述涂层包括以下重量份数的组分：64份复合树脂、12份钛合金纳米粉、12份纳米SiO2、10份纳米玻璃空心微珠、20份陶瓷微粉、1.5份铝粉、0.5份稀土氧化物、8.2份固化剂、1.4份固化促进剂、2.3份流平剂、7份防锈填料。本专利技术优选了涂层中各组分的最佳配比。坯料的锻造过程中，对坯料进行三段加热至锻造温度；坯料第一段加热：将坯料加热至600-700℃，保温3-8小时；坯料第二段加热：坯料保温后继续加热至900-1000℃，保温6-10小时；坯料第三段加热：坯料保温后继续加热至锻造温度1180-1250℃。本专利技术改变了锻件锻造温度的加热方式，采用三段式的加热方式，能够均匀透热，使锻件心部、表面各区域间的加热温度一致，避免因断面温度差产生温度应力，而导致锻件钢锭开裂，延长了泵头体的使用寿命。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法调整了泵头体中的化学成分含量，提高了泵头体的强度、塑性、韧性，保证了其在-40℃工作环境抗交变载荷的冲击力；2、本专利技术可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法表面覆盖有涂层，在不影响泵头体使用的情况下，改善了泵头体的耐腐蚀、耐磨等性能，有助于提高泵头体的使用寿命；3、本专利技术可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法改变了泵头体生产过程中的锻造、热处理工艺，有助于延长压裂泵的使用寿命。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1本专利技术可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法，包括以下步骤：坯料的制备：S1、按照以下重量百分比的化学成分制备钢锭坯料：0.001％-0.03％C、0.10-0.40％Si、0.1％-1.5％Mn、1.8％-14.0％Cr、4.00％-5.50％Ni、1.0％-2.7％Cu、≤0.01％P、0.01％-0.035％S、0.04％-0.10％Nb、0.01％-0.035％V、H≤1.6PPM；S2、对步骤S1中的坯料进行成分分析；S3、对步骤S1中的坯料用酸进行白点检查；坯料的锻造：按照5-12的锻造比、1180-1250℃的锻造温度对坯料进行锻造，制备得到锻件；锻件的热处理：对锻件进行过两次950℃高温正火处理后进行退火处理，退火处理后的锻件HB≤260。锻件热处理后，对锻件进行金相检测、超声波探伤检测、硬度检测。本专利技术对锻件进行热处理后，对锻件进行了金相检测、超声波探伤检测、硬度检测，对锻件的质量进行了监控。本专利技术在坯料的制备过程中调节了坯料中化学成分的配比：减低了泵头体中C含量，提高了泵头体的塑性和韧性；提高了泵头体中Ni含量，提高了材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法，其特征在于，包括以下步骤：坯料的制备：S1、按照以下重量百分比的化学成分制备钢锭坯料：0.001％‑0.03％C、0.10‑0.40％Si、0.1％‑1.5％Mn、1.8％‑14.0％Cr、4.00％‑5.50％Ni、1.0％‑2.7％Cu、≤0.01％P、0.01％‑0.035％S、0.04％‑0.10％Nb、0.01％‑0.035％V、H≤1.6PPM；S2、对步骤S1中的坯料进行成分分析；S3、对步骤S1中的坯料用酸进行白点检查；坯料的锻造：按照5‑12的锻造比、1180‑1250℃的锻造温度对坯料进行锻造，制备得到锻件；锻件的热处理：对锻件进行过两次950℃高温正火处理后进行退火处理，退火处理后的锻件HB≤260。

【技术特征摘要】
1.可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法，其特征在于，包括以下步骤：坯料的制备：S1、按照以下重量百分比的化学成分制备钢锭坯料：0.001％-0.03％C、0.10-0.40％Si、0.1％-1.5％Mn、1.8％-14.0％Cr、4.00％-5.50％Ni、1.0％-2.7％Cu、≤0.01％P、0.01％-0.035％S、0.04％-0.10％Nb、0.01％-0.035％V、H≤1.6PPM；S2、对步骤S1中的坯料进行成分分析；S3、对步骤S1中的坯料用酸进行白点检查；坯料的锻造：按照5-12的锻造比、1180-1250℃的锻造温度对坯料进行锻造，制备得到锻件；锻件的热处理：对锻件进行过两次950℃高温正火处理后进行退火处理，退火处理后的锻件HB≤260。2.根据权利要求1所述的可延长泵头体使用寿命的泵头体生产方法，其特征在于，步骤S1按照以下重量百分比的化学成分制备钢锭坯料：0.001％-0.025％C、0.10-0.25％Si、0.1％-0.6％Mn、10.5％-14.0％Cr、4.25％-4.50％Ni、1.0％-1.3％Cu、≤0.01％P、0.01％-0.02％S、0.04％-0.08％Nb、0.01％-0.02％V、H≤1.6PPM。3.根据权利要求1所述的可延长泵头体使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋鑫，倪荣，晋华忠，
申请(专利权)人：宋鑫，
类型：发明
国别省市：四川,51