独立阳极对石油钻杆内壁离子渗氮过程的影响

• 作者: 冯涛 刘俊 刘斌 杨青霖 王引真
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 石油钻杆 内壁离子渗氮 独立阳极 硬度 耐磨性 耐蚀性
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 专题——石油管材及装备材料腐蚀与防护
• 页码范围: 65-71
• 页数: 7页
• 分类号: TG156.8
• 字数: 3709字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.05.010

摘要

目的 利用脉冲离子渗氮提高石油钻杆内壁性能.方法 在钻杆内部插入独立阳极,利用钻杆内部空腔作为渗氮炉体,完成钻杆内壁离子渗氮.通过测定渗氮过程的温度分布并对渗层的硬度分布、耐蚀性及耐磨性能进行测定,分析独立阳极对钻杆内壁渗氮过程、渗层显微组织、耐磨耐蚀性能的影响.结果 采用L1700长阳极时的温度场比采用L600短阳极均匀.采用L600短阳极时,随距阳极距离的增加,渗层厚度减小.采用L1700贯穿长棒时,渗层形貌和厚度呈对称分布,渗氮层的显微硬度由表及里逐渐降低.两种不同阳极相比,L1700硬度变化更平缓.盐雾腐蚀及摩擦磨损试验表明,采用L600短阳极时,随着距离的增大,性能下降,而采用L1700长阳极时,性能呈对称分布,中间位置性能最低.结论 采用内置独立阳极的方法可以实现钻杆内壁离子渗氮,独立阳极的影响范围约为260 mm.采用L1700长阳极渗氮后,表层最高硬度可达848.0HV0.2,渗层最小厚度0.33 mm.L1700试样腐蚀速率最大为1.6917×10?5 g/(mm2·h),磨损率最大为1.5513×10?7 mm3/(N·m).