本發明專利技術公開了一種耐磨耐腐蝕合金涂層細長復合管及其生產方法，通過該方法生產制備的雙金屬復合鋼管具有強的耐磨和耐腐蝕性能，其抗硫化氫、二氧化碳及氯離子的腐蝕能力為普通碳鋼管的27～30倍以上；且涂層本身硬度高，能起到抗磨的效果，常溫下，對一般沙粒磨耗的抗磨性能為一般碳鋼管的11～13倍，為不銹鋼材質的8～10倍。能在含硫化氫、二氧化碳、氯離子等多種腐蝕介質及高溫、高壓及高磨耗環境下長期使用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于油氣田鉆采及運輸裝備領域，尤其涉及管內壁均勻涂覆抗磨耐腐蝕自熔性合金保護層的雙金屬復合采油及輸油鋼管及其制備方法。
技術介紹
目前各油田采用很多防偏磨防腐蝕的措施，如采用接箍扶正器、旋轉器，投放緩蝕劑等，這些防偏磨工藝措施存在其優點，但也存在著安裝復雜、耗費工時，增加提升抽油桿的能耗，還增加了卡泵幾率等缺點。隨著井下開采工況逐漸惡劣，其不足之處越來越明顯，防偏磨腐蝕的效果也越來越弱，沒有從根本上解決磨損問題。采用冶金結合的雙金屬管的設計概念，已成為國內外研發的重點，但對于小口徑鋼管，目前還沒有成熟可行的實施方法。
技術實現思路
專利技術目的:為了克服現有技術中存在的不足，本專利技術提供了，降低了冶金結合雙金屬復合管制造成本。技術方案:為實現上述目的，本專利技術通過以下技術方案實現:一種耐磨耐腐蝕合金涂層細長復合管，所述復合管的內壁設有自熔性合金涂層，該復合管的長徑比大于或等于 100:1。作為優選，所述復合管的外壁也設有自熔性合金涂層。作為優選，所述 自熔性合金涂層為含有B、Si元素的鎳基、鐵基或鈷基自熔性合金。本專利技術另一目的是提供了上述耐磨耐腐蝕合金涂層細長復合管的生產方法，包括以下步驟:a、鋼管表面先經過除油噴砂前處理后，固定在回轉機臺上做高速旋轉，并控制旋轉線速度為80 8000mm/s ;b、利用帶噴嘴的延伸管深入鋼管內，將自熔性合金粉末均勻噴入鋼管內壁，從而在管內壁形成預涂覆層；c、保持旋轉鋼管；d、然后將鋼管在900 1100°C下進行燒結，冷卻后鋼管內壁形成保護性合金涂層。作為優選，步驟b所述管內壁預涂覆層的具體制備方法如下:首先通過帶噴嘴的延伸管在鋼管內壁噴涂液體樹脂類粘接劑，然后將自熔性合金粉末噴入鋼管內壁，形成預涂覆層。作為優選，步驟b所述管內壁預涂覆層的具體制備方法如下:將樹脂類粘接劑與自熔性合金粉末按重量比為1:3 30的比例混合均勻形成漿料，然后將漿料預噴涂在鋼管的內壁，形成預涂覆層。 作為優選，步驟b結束后，將鋼管預熱至50 100°C，并保持旋轉鋼管后，通過等離子體噴涂法或火焰熱噴涂法，將自熔性合金粉末堆覆噴涂在鋼管外壁。作為優選，所述自熔性合金粉末材料為含有B、Si元素的鎳基、鐵基或鈷基合金粉末。作為優選，步驟a中鋼管表面經前處理后的表面粗糙強度控制在150 500 Pm。作為優選，所述保護性合金涂層的厚度為0.05 2mm。有益效果:與現有技術相比，本專利技術具有以下優點:本專利技術制備的復合管表面上的保護性合金涂層為致密與冶金結合的涂層；通過本方法制備獲得的雙金屬復合油管用內襯層來防腐蝕，用基管來保證強度，將耐蝕合金良好的抗腐蝕、抗磨性能與碳鋼優良的機械性能有機地結合起來，達到與內襯層耐蝕合金管材相當的耐蝕性能，避免鋼管內壁因偏磨效應造成破管事故的發生，提高了管道安全級別，延長了管道壽命與檢修周期。由于減少了耐蝕合金管材用量，油氣開采集輸成本顯著降低。附圖說明圖1為本專利技術所述耐磨耐腐蝕合金涂層細長復合管的結構示意 圖2為圖1的右視圖。其中，鋼管1、自熔性合金涂層2。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術作更進一步的說明。本專利技術所述的耐磨耐腐蝕合金涂層細長復合管，包括鋼管管體、管外壁涂層及管內壁涂層。其中管內壁和外壁涂層采用自熔性合金粉末，其抗硫化氫、二氧化碳及氯離子的腐蝕能力為普通碳鋼管的27 30倍以上。且涂層本身硬度高，能起到抗磨的效果，常溫下，對一般沙粒磨耗的抗磨性能為一般碳鋼管的11 13被，為不銹鋼材質的8 10倍。下面主要說明該雙金屬復合油管的制備方法進行具體說明。鋼管的內徑范圍為20 120mm,鋼管壁厚度范圍為3 20mm,管長為2000 12000mm，其長徑比在100:1以上，這種細長的復合管目前還無法做到在其內壁形成自熔性合金保護涂層。我們采用以下方法得到:首先將鋼管經過表面除油和噴砂前處理，使其表面的粗糙度控制在150 350 y m范圍內，從而可以使得后續工藝得到的合金涂層與鋼管基材之間的結合力最好。然后將經過預處理的鋼管固定在回轉機臺上進行高速旋轉，線速度控制在800 1000mm/S之間，接著對鋼管預熱至80 100°C。另外將鎳基自熔性合金粉末與樹脂類粘接劑按照重量比為10:1的比例混合后成為漿料，其實該混合比例在1:3 30的范圍內均可達到目的。接著通過帶噴嘴的延伸管深入管內將所述漿料噴覆在鋼管內壁形成預覆層。該預覆層還可以通過以下2種方式獲得:1、以帶有噴嘴的延伸管升入管內，該延伸管前后設有兩個噴嘴，前面的噴嘴用于噴涂粘接劑，而后面的噴嘴用于噴涂自熔性合金粉末。當延伸管在伸入管內的過程中，前面的噴嘴先將粘接劑噴涂在管內壁上，緊接著后面的噴嘴將鎳基自熔性合金粉末噴涂在剛剛噴涂有粘接劑的管內壁上，從而形成預涂覆層；2、而鋼管外壁可以通過等離子體或火焰噴槍將自熔性合金粉末堆覆直接形成自熔性合金保護層，或者也可以按照管內壁的方式先形成預覆層，然后進行燒結形成自熔性合金保護層。上述細長復合管生產方法中，提及到的樹脂類粘接劑可以為酚醛樹脂型粘接劑，也可以是環氧樹脂粘接劑。在鋼管內外壁制備好了預覆層后，繼續保持鋼管旋轉，利用燃氣火焰、高溫爐或中頻感應機對鋼管的預覆層進行燒結，燒結的溫度控制在900 1100°C，冷卻后，鋼管表面即形成冶金結合保護性合金涂層。下面對上述的自熔合金粉末的成分進行說明:自熔合金為常用的一類合金噴涂材料，是含有一定量的B , S i兀素的鎮基、鐵基、和鉆基合金，為了提聞涂層性能，除了 B ,S i還含有C r、Cu等元素。B，S i加入使涂層形成后能夠重新加熱至1000°C以上的高溫時達到半熔融狀態，與基體產生牢固的冶金結合的同時，消除涂層內的氣孔，而充分發揮噴涂材料所具備的優越性能。B，S i元素的作用包括:1、作為強還原劑，保護鎳、鐵、沽等元素避免氧化；同時，還原這些元素的氧化物，形成的硼硅酸鹽熔點低、密度小、粘度小，易于浮在涂層表面，防止涂層氧化。2、降低熔點，增加液固溫度區間，提高液態金屬的流動性。3、降低表面張力，減少潤濕角，增加潤濕性能。此外，B、S i還具有強化作用，B通過與Ni，C r形成化臺物實現彌散強化，而S i通過固溶達到強化。這類自熔合金，通過涂層的重熔可以有效地消除氣孔，可與基體形成牢固地冶金結合，成為應用廣泛的涂層材料。涂層的重熔可以使用火焰加熱，或用高頻感應加熱，或在真空爐中加熱來進行。上述自熔合金粉末制成的保護性合金涂層具有以下特性:1、耐腐蝕性:鎳基合金接箍經過表面工藝的處理，使表面涂敷一層功能層，大量的合金元素使得涂層的耐腐蝕性數十倍的提高，在室溫濃鹽酸中，其腐蝕速率僅為0.04mg/cm2h顯示出良好的抗蝕性能，尤其適用于重腐蝕、偏磨的井況。2、耐磨性能:鎳基合金抽油桿接箍，采用的是鎳鉻硼硅系列合金，可以根據用戶需要生產硬度范圍為HRC35-65，而普通抽油桿接箍的硬度一般為HRc22-28，加上鎳基合金抽油桿接箍的外壁采用磨削的加工方式，使得鎳基合金抽油桿接箍的耐磨性數十倍于普通抽油桿接箍。根據有關單位的測試，在與N80油管的對磨試驗中，無砂狀況下鎳基合金抽油桿接箍的磨損量僅為普通抽油桿接箍的1/4 ;含砂狀況下鎳基合金抽油桿接箍的磨損量僅為普通抽油桿接箍的I/3，若加上腐蝕的參本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種耐磨耐腐蝕合金涂層細長復合管，其特征在于：所述復合管的內壁設有自熔性合金涂層，該復合管的長徑比大于或等于100:1。
【技術特征摘要】
1.一種耐磨耐腐蝕合金涂層細長復合管，其特征在于:所述復合管的內壁設有自熔性合金涂層，該復合管的長徑比大于或等于100:1。2.根據權利要求1所述耐磨耐腐蝕合金涂層細長復合管，其特征在于:所述復合管的外壁也設有自熔性合金涂層。3.根據權利要求1或2所述耐磨耐腐蝕合金涂層細長復合管，其特征在于:所述自熔性合金涂層為含有B、Si元素的鎳基、鐵基或鈷基自熔性合金。4.一種權利要求1所述耐磨耐腐蝕合金涂層細長復合管的生產方法，其特征在于包括以下步驟: a、鋼管表面先經過除油噴砂前處理后，固定在回轉機臺上做高速旋轉，并控制旋轉線速度為80 8000mm/s ； b、利用帶噴嘴的延伸管深入鋼管內，將自熔性合金粉末均勻噴入鋼管內壁，從而在管內壁形成預涂覆層； C、保持旋轉鋼管； d、然后將鋼管在900 1100°C下進行燒結，冷卻后鋼管內壁形成保護性合金涂層。5.根據權利要求4所述耐磨耐腐蝕合金涂層細長復合管的生產方法，其特征在于:步驟b所述管內壁預涂覆層的具體制備方法如下:首先通過帶噴嘴的延伸管在鋼管內壁噴涂液...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王家瓚，
申請(專利權)人：揚州安泰威合金硬面科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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