李鸿斌;郭新维;毕宗岳;余晗;韦奉;党浩
【摘 要】镀钨合金技术已经在油管、 套管、 抽油杆等产品中得到应用,其镀层具有突出的耐磨性和耐蚀性.为了将镀钨合金技术应用于连续管,对制备的镀钨合金连续管样品开展力学及耐蚀性能检测分析.结果表明:制备出的镀钨合金连续管试样,镀层表面光滑、 致密,厚度约54.93μm,硬度在688HV1.0;镀钨后样品拉伸性能未发生改变,镀层表现出较好的耐蚀性能;样品镀层具有一定的塑性,但在大变形或反复变形条件下,镀层塑性不足,易发生开裂;该镀钨合金技术应用于连续管,需进一步优化工艺,提高镀层塑性. 【期刊名称】《焊管》
【年(卷),期】2019(042)005
【总页数】9页(P37-44,50)
【关键词】镀钨合金;连续管;力学性能;耐蚀性能
【作 者】李鸿斌;郭新维;毕宗岳;余晗;韦奉;党浩
【作者单位】橡胶用芳烃油国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008;中国石油新疆油田分公司工程技术公司,新疆克拉玛依834000;国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008;国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008;国家石油天然气管材工程技术研究中心,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008;宝鸡石油钢管有限责任公司,陕西宝鸡721008
【正文语种】中 文环氧大豆油丙烯酸酯
【中图分类】TE983
连续管有很好的绕性，作业时卷筒上的管子可反复收放和使用，具有可带压作业、连续起下、作业效率高、对地层伤害低、应用范围广等独特优势，倍受油田用户青睐，在油气田勘探开发中发挥着越来越重要的作用，已广泛应用于油田修井、钻井、完井、测井、增产等领域，贯穿油气开采的全过程[1-5]。目前，连续管的材质主要为低碳钢，通常能满足多螺杆钻具
数油田作业要求，但随着我国油气勘探开发难度加大，对于某些含CO2、H2S、Cl-等腐蚀环境油气田的开发，应用现有碳钢材质的连续管，不仅存在酸性介质引起的高腐蚀速率的电化学腐蚀，同时还存在硫化物应力腐蚀开裂的风险，管材耐蚀性能往往不能满足使用要求[6-9]。然而，采用整体耐蚀合金材质连续管的不经济性，以及表面技术的飞速发展，驱使人们采用表面防腐的方法，寻新技术、新工艺去应对低碳钢连续管的腐蚀问题。
目前，镀钨合金技术正在兴起，制备方法包括熔盐电镀法、等离子喷涂法、爆炸喷涂法、气相沉积法等，钨合金镀层能使管材表面形成致密均匀的耐蚀镀层，在不降低原有力学性能的前提下，其表面抗蚀性能较常规处理的油管有明显改善，尤其是耐 H2S、CO2、Cl-等腐蚀介质；同时，有很高的光洁度，摩擦系数大大降低，具有较高的耐磨性[10-11]。电镀钨合金镀层是一种非晶态合金材料，用电沉积法获得的非晶态合金镀层具有工艺简便、成本低廉、耐腐蚀及耐磨性能优异等特点，采用这种技术的防腐油管、套管、螺杆钻具、抽油杆已在油田广泛应用[12-15]。但由于连续管服役环境及作业过程的特殊性，镀钨合金技术能否适用于连续管产品，在满足连续管常规作业的前提下，实现管材耐蚀性能的提高。针对该问题，本研究采用 CT80 钢级Φ50.8 mm×4.0 mm 规格连续管管段，制备镀钨合金连续管试样，开展相关力学性能及耐蚀性能检测分析。
1 试验方法
对 2 根长度为 2 m 的 CT80 钢级 Φ50.8 mm×4.0 mm 镀钨合金连续管试样开展检测分析，检测方法及相关标准见表1。
表1 CT80 钢级Φ50.8 mm×4.0 mm 镀钨合金连续管检测方法及标准images/BZ_42_283_1695_383_1754.pngimages/BZ_42_383_1695_650_1754.pngimages/BZ_42_650_1695_1185_1754.pngimages/BZ_42_1185_1695_2208_1754.pngimages/BZ_42_283_1754_383_1872.pngimages/BZ_42_383_1754_650_1872.pngimages/BZ_42_650_1754_1185_1872.pngimages/BZ_42_1185_1754_2208_1872.pngimages/BZ_42_283_1872_383_1931.pngimages/BZ_42_383_1872_650_1931.pngimages/BZ_42_650_1872_1185_1931.pngimages/BZ_42_1185_1872_2208_1931.pngimages/BZ_42_283_1931_383_2049.pngimages/BZ_42_383_1931_650_2049.pngimages/BZ_42_650_1931_1185_2049.pngimages/BZ_42_1185_1931_2208_2049.pngimages/BZ_42_283_2049_383_2108.pngimages/BZ_42_383_2049_650_2108.pngimages/BZ_42_650_2049_1185_2108.pngimages/BZ_42_1185_2049_2208_2108.pngimages/BZ_42_283_2108_383_2226.pngimages/BZ_42_383_2108_650_2226.pngimages/BZ_42_650_2108_1185_2226.pngimages/BZ_42_1185_2108_2208_2226.pngimages/BZ_42_283_2226_383_2285.pngimages/BZ_42_383_2226_650_2285.pngimages/BZ_42_650_2226_1185_2285.pngimages/BZ_42_1185_2226_2208_2285.pngimages/BZ_42_283_2285_383_2403.pngimages/BZ_42_383_2285_650_2403.pngimages/BZ_42_650_2285_1185_2403.pngimages/BZ_42_1185_2285_2208_2403.pngimages/BZ_42_283_2403_383_2521.pngimages/BZ_42_383_2403_650_2521.pngimages/BZ_42_650_2403_1185_2521.pngimages/BZ_42_1185_2403_2208_2521.pngimages/BZ_42_283_2521_383_2640.pngimages/BZ_42_383_2521_650_2640.pngimages/BZ_42_650_2521_1185_2640.pngimages/BZ_42_1185_2521_2208_2640.pngimages/BZ_42_283_2640_383_2757.pngimages/BZ_42_383_2640_650_2757.pngimages/BZ_42_650_2640_1185_2757.pngimages/BZ_42_1185_2640_2208_2757.png
2 结果与讨论
2.1 常规性能检测
2.1.1 镀层形貌及成分
镀钨合金连续管镀层表面宏观形貌、表面扫描电镜 （SEM）形貌、横截面宏观形貌、横截面SEM形貌如图1～图4所示。镀钨合金连续管呈银镜，表面光滑，光洁度较高；通过镀层表面及截面SEM形貌可以看出，镀层致密、均匀、无明显缺陷；镀层厚度均匀，约50 μm，镀层与基体结合紧密。
动力电池模拟电源
图1 镀钨合金连续管表面宏观形貌
图2 镀钨合金连续管镀层表面SEM 形貌
图3 镀钨合金连续管横截面宏观形貌双层茶杯
豆袋弹
图4 镀钨合金连续管镀层横截面SEM 形貌
采用能谱 （EDS）对镀钨合金连续管镀层成分分析，结果如图5、表2所示。结果表明：镀层主要由 Fe、Ni、W、Ir 元素组成，其中 Ni、W 占总量百分比分别为63.23%、33.55%。
图5 镀钨合金连续管镀层表面EDS 图谱
表2 镀钨合金连续管镀层表面元素能谱分析 %images/BZ_43_1278_1158_1507_1235.pngimages/BZ_43_1507_1158_1737_1235.pngimages/BZ_43_1737_1158_1967_1235.pngimages/BZ_43_1967_1158_2197_1235.pngimages/BZ_43_1278_1235_1507_1312.pngimages/BZ_43_1507_1235_1737_1312.pngimages/BZ_43_1737_1235_1967_1312.pngimages/BZ_43_1967_1235_2197_1312.png
2.1.2 镀层厚度
对样管头部、中部、尾部取样，每件试样沿环向检测 0°、120°、240° 3 个位置镀层厚度，
检测结果见表3。由表3结果可以看出：样管镀层厚度平均值为54.93 μm；试样镀层厚度为头部＞中部＞尾部。
表3 镀层厚度检测结果images/BZ_43_1277_1877_1461_2031.pngimages/BZ_43_1461_1877_2197_1954.pngimages/BZ_43_1461_1954_1645_2031.pngimages/BZ_43_1645_1954_1829_2031.pngimages/BZ_43_1829_1954_2013_2031.pngimages/BZ_43_2013_1954_2197_2031.pngimages/BZ_43_1277_2031_1461_2108.pngimages/BZ_43_1461_2031_1645_2108.pngimages/BZ_43_1645_2031_1829_2108.pngimages/BZ_43_1829_2031_2013_2108.pngimages/BZ_43_2013_2031_2197_2108.pngimages/BZ_43_1277_2108_1461_2185.pngimages/BZ_43_1461_2108_1645_2185.pngimages/BZ_43_1645_2108_1829_2185.pngimages/BZ_43_1829_2108_2013_2185.pngimages/BZ_43_2013_2108_2197_2185.pngimages/BZ_43_1277_2185_1461_2261.pngimages/BZ_43_1461_2185_1645_2261.pngimages/BZ_43_1645_2185_1829_2261.pngimages/BZ_43_1829_2185_2013_2261.pngimages/BZ_43_2013_2185_2197_2261.png
2.1.3 镀层硬度
对样管头部、中部、尾部取样，每件试样沿环向检测 0°、120°、240° 3 个位置镀层硬度，检测结果见表4。由表4结果可以看出：样管镀层硬度平均值为688HV1.0，样品头部、中部、尾部镀层硬度基本一致。
表4 镀层硬度检测结果images/BZ_43_1278_2833_1462_2975.pngimages/BZ_43_1462_2833_2197_2905.pngimages/BZ_43_1462_2905_1645_2975.pngimages/BZ_43_1645_2905_1829_2975.pngimages/BZ_43_1829_2905_2013_2975.pngimages/BZ_43_2013_2905_2197_2975.pngimages/BZ_43_1278_2975_1462_3047.pngimages/BZ_43_1462_2975_1645_3047.pngimages/BZ_43_1645_2975_1829_3047.pngimages/BZ_43_1829_2975_2013_3047.pngimages/BZ_43_2013_2975_2197_3047.pngimages/BZ_43_1278_3047_1462_3117.pngimages/BZ_43_1462_3047_1645_3117.pngimages/BZ_43_1645_3047_1829_3117.pngimages/BZ_43_1829_3047_2013_3117.pngimages/BZ_43_2013_3047_2197_3117.pngimages/BZ_43_1278_3117_1462_3189.pngimages/BZ_43_1462_3117_1645_3189.pngimages/BZ_43_1645_3117_1829_3189.pngimages/BZ_43_1829_3117_2013_3189.pngimages/BZ_43_2013_3117_2197_3189.png
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