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新聞動態

 
鎢合金電鍍消除石油機械的“切膚之痛”
發布者:admin  發布時間:2013/3/1 14:22:35  點擊:7496
        油田設備的“腐蝕”與“磨損”被稱為兩大世界級難題,全國約2.92萬口油井都存在不同程度的腐蝕與磨損,隨著我國油氣田開發年限和設備使用年限的增長更是每況愈下。另外,高含硫原油進口量大幅增加,煉制設備的腐蝕問題同樣日益突出。更加可怕的是,因腐蝕和磨損對設備安全穩定運行帶來的不利影響會越來越突出。
        在目前普遍使用的幾種主要電鍍工藝中,電鍍鉻工藝耐磨,成本低,但環境污染嚴重,且不耐氯離子腐蝕;化學鍍鎳磷工藝耐腐蝕卻不耐磨,成本也高;熱噴涂工藝各項技術指標均不錯,可是生產成本高,很難大范圍推廣。
        據我國知名青年化工專家,美國加州大學博士后,湖南大學博導何鳳姣教授指出:“對磨損、腐蝕造成零件失效的研究表明,這些失效大都發生在材料表面。利用表面工程的技術手段對材料表面進行處理,改善材料的表面性能,會有效地延長零件使用壽命,因此,表面工程在石油石化工業中具有重要地位?!?br />         “從目前來看,只有鎢合金電鍍技術性能大幅提高,其硬度與耐磨性和電鍍鉻相當,但是耐酸耐堿,生產成本低廉,而且可以根據石油井下的具體作業情況配置電鍍液,實施相應的電鍍工藝,滿足其作業要求?,F在,同樣的環境下,采用鎢合金電鍍的設備使用壽命高出好幾倍?!焙硒P姣教授解釋說,“鎢合金電鍍之所以性能如此優越,是因為鎢合金電鍍后所得的鍍層是新的合金材料,鍍態為非晶結構,經不同的熱處理工藝,可轉變為非晶夾雜納米晶或納米晶結構,經國家權威部門檢測,該合金具有很好的耐磨性,很好的耐酸、耐堿、耐鹽霧性能,以及優異的抗高溫氧化性能,與基底材料有很好的結合力?!?br />         鎢合金電鍍工藝一舉解決腐蝕與磨損兩大難題,據統計,我國每年油井管300多萬噸,而高技術含量、高附加值的高端油井管,如抗H2S、Cl-防腐油管等幾乎完全依靠進口,每年進口油管60萬噸,價值300億元以上。目前,該成果已經取得8項專利許可,獲得了國家機械工業科學技術獎一等獎,獲得國家重點新產品證書。更讓何教授高興的是,國家環??偩謱⒃摷夹g列為國家重點環境保護實用技術(A類),列為國家鼓勵發展的資源節約綜合利用和環境保護技術。
        鎢合金電鍍工藝在石油機械行業的應用,不但可以解決電鍍鉻帶來的污染問題,更重要的是可以提高中國石油機械制造業各類關鍵性零部件產品的性能,給整個石油機械制造業帶來了變革,促進了產業鏈的整體升級,特別是防腐抗硫油井臂和抗硫鉆桿可應用于H2S含量大于等于15萬PPM,CL-含量達150克/L的極端腐蝕環境,使我國在該產業上達到國際領先的水平,解決了我國高端鉆采設備依賴國外進口設備的現狀。
        據介紹,由湖南納菲爾新材料科技股份有限公司研制成功的鎢合金防腐油管已經通過硫化物應力腐蝕開裂(SSCC)性能試驗,抗硫化氫腐蝕,抗氯離子腐蝕,完全可以替代進口油井管,而價格卻只有進口管的60%。目前該項技術已經被中海油、中原油田、勝利油田等國內油田使用,獲得好評。
        由湖南大學和納菲爾新材料聯合開發的納菲爾鎢合金電鍍工藝在石油鋼管上的應用則可以有效的解決這一難題。高暉說,“湖南大學和納菲爾新材料共同研制的高抗硫油井管經測試各項性能指標達到了國外sandevik和住友、NKK等大公司的鎳基合金管水平,可應用于H2S含量大于等于15萬PPM,CL-含量達130克/L的極端腐蝕環境,使我國在該產業上達到國際領先的水平”
        經過十余年的研究和試驗,鎢合金電鍍工藝已在抽油桿,抽油桿接箍,抽油桿光桿,抽油泵的泵筒和柱塞,油管,油管接箍,螺桿鉆具的螺桿等八種石油機械上進行應用,鍍鎢合金耐磨防腐石油機械已在大慶油田,勝利油田,克拉瑪依油田,塔里木油田,青海油田,長慶油田,中原油田,大港油田,吉林油田,伊朗油田等十個油田應用,效果反饋良好。
        我國著名石油裝備專家,中國石油勘探開發研究院裝備所吳則中教授說,自己從2006年開始接觸鎢合金電鍍工藝,認為這項工藝是當之無愧的高新技術,具有很好的耐磨防腐性能,沒有污染,是清潔工藝,同時成本與鍍鉻相接近,不但在石油機械領域而且在更多表面處理領域都具有應用推廣價值。
        據吳教授介紹,在伊朗油田,德州聯合石油機械有限公司生產的5LZ89X7螺桿鉆具的轉子,原來采用傳統的鍍鉻工藝,2005年在伊朗油田的飽和鹽水泥漿中使用40小時,鍍層脫落,改用鎢合金電鍍工藝,在相同工作條件下工作310小時,鍍層完好;在塔里木油田,某區塊H2S含量80000ppm,普通抽油桿使用一個月斷裂,鍍鎢合金抽油桿2010年8月下井,到12月仍正常工作;在青海油田采油一廠水井2007年11月試驗鍍鎢合金油管,2008年6月22日取出,無腐蝕、結垢,而普通油管腐蝕嚴重。
        吳則中教評價說,鎢合金電鍍技術劍走偏鋒,在全球高端防腐抗硫石油鋼管市場,用高強度鋼表面改性的方法生產的全新油井管可以全面替代雙相鋼和鎳基合金鋼,不但成本更低、力學性能和防腐耐磨性能也更好。

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