一种管壁镀层方法技术

本发明专利技术提供一种管壁镀层方法，所述管壁包括内壁、外壁以及丝扣，所述镀层方法针对丝扣、内壁及外壁分别进行电镀。所述内壁电镀采用流动电镀的方式。所述流动电镀的方式包括：电镀液以0.2～0.5米/秒的流速持续循环流经油套管内壁进行流动电镀。内壁及外壁电镀分别为两个阶段，以不同的电镀液及电镀条件分别进行电镀。本发明专利技术工艺流程完善、对油套管内外壁以及丝扣进行全面防腐。本发明专利技术方法效率高、镀层防腐能力强，可显著提高气密性油套管防腐能力，延长使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种管壁镀层方法
本专利技术涉及石油与机械工程表面处理领域，特别是一种管壁镀层方法，如气密性油套管内外壁镀层方法。
技术介绍
硫化氢腐蚀是指油气管道中含有一定浓度的硫化氢和水产生的腐蚀。主要有电化学腐蚀和氢致损伤两种类型。硫化氢溶于水中后电离呈酸性，使管材受到电化学腐蚀，造成管壁减薄或局部点蚀穿孔。腐蚀过程中产生的氢原子被钢铁吸收后，在管材冶金缺陷区富集，可能导致钢材脆化，萌生裂纹，导致开裂。国内外开发含硫化氢的酸性油气田的管道和设备曾多次出现突发性的撕裂或脆断、焊接区开裂等事故，多是因为氢致开裂和硫化物应力开裂引起。影响硫化氢腐蚀的因素有硫化氢浓度、pH值、温度、流速、二氧化碳与氯离子的浓度等。该领域常用的防护方式，除了高级防腐材料以外，表面防腐处理是最经济有效的手段，包括有机涂层，镍磷化学镀层，镀锌、镀铬等。虽取得一定的防腐效果，但仍存在使用周期短，维护成本高等问题。有机涂层的结合力下降快，易脱落，影响生产。在油井中，受高温、高压的环境和有机溶剂的影响下，涂层易老化、结合力下降而脱落，易造成井下工具的堵塞，影响油井生产和增加作业风险。镍磷化学镀层主要采用化学镀工艺，化学镀采用工件浸泡在溶液中，存在进入油管内壁的镀液体积小、镀层不均匀等问题。电镀过程中产生的气体无法排除，镀层存在漏点多和厚度薄等问题。而在实际使用时内壁腐蚀远远大于外壁腐蚀，而引起失效。另外，由于油田不同区块内的腐蚀介质多样性，如在注水井中主要存在高矿化度的电化学腐蚀；在注蒸汽井中主要存在高温腐蚀；注二氧化碳中存在氧腐蚀；采气井存在硫化氢腐蚀等，现有管路的镀层难以满足复杂环境的防腐要求。而且，管路不同位置受腐蚀程度也存在差异，在使用过程中往往存在部分位置腐蚀严重，从而影响整根管路使用的情况，引起管路的整体失效。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对硫化氢腐蚀特性，提供一种管壁镀层方法。以解决电镀过程中存在电镀不均匀，缺乏针对性的问题，对管进行全面防腐。同时，该方法镀层后的管具有高耐蚀性，防腐全面，有针对性以解决受腐蚀程度不均的问题。以有效解决含硫化氢输油、输气管道的腐蚀问题。本专利技术提供一种管壁镀层方法，所述管壁包括内壁、外壁以及丝扣，所述镀层方法针对丝扣、内壁及外壁分别进行电镀，依次包括：丝扣电镀，内壁电镀以及外壁电镀。如前所述的方法，其中所述丝扣电镀优选包括丝扣高温除油、丝扣化学除油、丝扣酸洗以及丝扣活化中的一步或者多步以及丝扣电镀过程。所述丝扣高温除油为将丝扣在350～450℃处理使油污炭化的过程。所述丝扣化学除油为将丝扣处置于浓度为40～70g/L的氢氧化钠和/或20～50g/L的碳酸钠溶液中，经过50～80℃浸泡10～20min。所述丝扣酸洗为将丝扣置于质量分数为10～15％的硫酸溶液和/或10～20％的盐酸溶液中，浸泡10～20min。所述丝扣活化为将丝扣置于质量分数为5～20％的硫酸溶液，浸泡60～180s。所述丝扣电镀采用的电镀液的组成包含：硫酸镍200～300g/L，硼酸10～50g/L。丝扣电镀条件：电流密度为1.5～8A/dm2，电镀温度为40～70℃，电镀时间为5～20min，pH为3.0～5.0。镀层厚度宜控制在10～15μm。进一步，所述内壁电镀采用流动电镀的方式。所述流动电镀的方式包括：电镀液以0.2～0.5米/秒的流速持续循环流经油套管内壁进行流动电镀。所述流动电镀优选分为两个阶段，第一阶段电镀液组成为：200～400g/L的硫酸镍以及20～80g/L的硼酸；第二阶段电镀液组成为：100～400g/L的硫酸镍、5～60g/L柠檬酸、10～100g/L柠檬酸钠、5～50g/L亚磷酸以及30～100g/L钨酸钠。第一阶段的电镀的条件：电流密度为2～8A/dm2，电镀温度为45～70℃，电镀时间为5～60min。第二阶段的电镀条件：电流密度为3～10A/dm2，电镀温度为55～80℃，电镀时间为20～60min。所述流动电镀前优选包括除锈、除油、酸洗、中和以及活化中的一步或多步。所述除锈过程优选采用内喷砂除锈的方式。所述除油优选采用流动除油的方式：即除油液以0.5～1米/秒的流速循环流经套管内壁。除油液为浓度为40～70g/L的氢氧化钠和/或20～50g/L的碳酸钠溶液。除油温度为50～80℃，除油时间为10～20min。所述酸洗优选采用流动酸洗的方式：即酸洗液以0.5～1米/秒的流速循环流经套管内壁。酸洗液为质量分数为10～15％的硫酸溶液和/或质量分数为10～20％的盐酸溶液。酸洗时间为10～20min。所述中和优选采用流动中和的方式：即中和液以0.5～1米/秒的流速循环流经套管内壁。中和液为浓度为20～50g/L的磷酸三钠和/或10～30g/L酒石酸钾钠溶液。中和时间为2～5min。所述活化优选采用流动活化的方式：即活化液以0.2～0.5米/秒的流速循环流经套管内壁。活化液为质量分数为5～20％的硫酸溶液。活化时间为60～180s。进一步，所述外壁电镀包括外镀复合层步骤。所述外镀复合层优选分为两个阶段，第一阶段电镀液组成为200～400g/L硫酸镍和/或20～80g/L硼酸。第二阶段电镀液组成为100～400g/L硫酸镍、5～60g/L柠檬酸、10～100g/L柠檬酸钠、5～50g/L亚磷酸以及30～100g/L钨酸钠中的一种或多种。第一阶段电镀条件：电流密度为2～8A/dm2，电镀温度为45～70℃，电镀时间为20～100min。第二阶段电镀条件：电流密度为3～10A/dm2，电镀温度为55～80℃，电镀时间为20～60min。复合镀层厚度宜控制不小于60μm。另外，所述外壁电镀在外镀复合层之前优选包括外壁除锈、浸泡化学除油、浸泡酸洗、浸泡活化中的一步或多步。所述外壁除锈采用通过式外抛丸除锈。所述浸泡化学除油为将套管置于浓度为40～70g/L的氢氧化钠和/或20～50g/L的碳酸钠溶液中，50～80℃浸泡10～20min。所述浸泡酸洗为将套管置于质量分数为10～15％的硫酸溶液和/或10～20％的盐酸溶液中，浸泡10～20min。所述浸泡活化为将套管置于质量分数为5～20％的硫酸溶液中，浸泡60～180s。所述电镀方法优选在外壁电镀后还包括除氢处理过程：除氢处理温度为180～220℃，除氢处理时间为1～3h。本专利技术另一方面在于提供一种带有防腐镀层的管，包括管体及丝扣，在丝扣及管体内壁及外壁上分别具有防腐镀层：丝扣防腐镀层、内壁防腐镀层以及外壁防腐镀层。丝扣防腐镀层为金属镍镀层，镀层厚度为10～15μm。内壁防腐镀层为复合层，优选为两层，由内壁向外依次为镍镀层以及镍钨磷镀层。复合层厚度为不小于60μm。外壁防腐镀层为复合层，优选为两层，由外壁向外依次为镍镀层以及镍钨磷镀层。复合层厚度为不小于60μm。外壁在螺纹末端至不小于70cm处复合层分别具有一段加厚段，加厚段的厚度为不小于100μm。本专利技术优点：工艺流程完善、对管内外壁以及丝扣进行全面防腐。本专利技术解决了电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管壁镀层方法，其特征在于，所述管壁包括内壁、外壁以及丝扣，所述镀层方法针对丝扣、内壁及外壁分别进行电镀，依次包括：丝扣电镀，内壁电镀以及外壁电镀。/n

【技术特征摘要】
1.一种管壁镀层方法，其特征在于，所述管壁包括内壁、外壁以及丝扣，所述镀层方法针对丝扣、内壁及外壁分别进行电镀，依次包括：丝扣电镀，内壁电镀以及外壁电镀。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内壁电镀采用流动电镀的方式，所述流动电镀的方式包括：电镀液以0.2～0.5米/秒的流速持续循环流经油套管内壁进行流动电镀。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流动电镀分为两个阶段，第一阶段电镀液组成为：200～400g/L的硫酸镍以及20～80g/L的硼酸；第二阶段电镀液组成为：100～400g/L的硫酸镍、5～60g/L柠檬酸、10～100g/L柠檬酸钠、5～50g/L亚磷酸以及30～100g/L钨酸钠。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，第一阶段的电镀的条件：电流密度为2～8A/dm2，电镀温度为45～70℃，电镀时间为5～60min；第二阶段的电镀条件：电流密度为3～10A/dm2，电镀温度为55～80℃，电镀时间为20～60min。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述流动电镀前包括除锈、除油、酸洗、中和以及活化中的一步或多步。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述除油采用流动除油的方式：即除油液以0.5～1米/秒的流速循环流经套管内壁；除油液为浓度为40～70g/L的氢氧化钠和/或20～50g/L的碳酸钠溶液；除油温度为50～80℃，除油时间为10～20min；
所述酸洗采用流动酸洗的方式：即酸洗液以0.5～1米/秒的流速循环流经套管内壁；酸洗液为质量分数为10～15％的硫酸溶液和/或质量分数为10～20％的盐酸溶液；酸洗时间为10～20min；
所述中和采用流动中和的方式：即中和液以0.5～1米/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建春，李增祥，许文忠，段正超，程娟，张雪，
申请(专利权)人：克拉玛依双信防腐技术有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65