[發明專利]一種超級馬氏體不銹鋼油套管螺紋接頭防粘扣鍍層及其制備方法

有效

• 申請號: 201710495080.6
• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN109112582B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 王琍;張春霞;張忠鏵
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C25D3/12
• 分類號: C25D3/12;C25D3/58;C25D5/12
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

一種超級馬氏體不銹鋼油套管螺紋接頭表面防粘扣鍍層及其制備方法，所述鍍層為兩層結構，包括與螺紋接頭相接觸的鎳層，與該鎳層緊密接觸的銅鋅合金層；其中，鎳層的厚度為1～1.5μm，銅鋅合金層的厚度為10～18μm，銅鋅合金層成分重量比為：鋅27％～30％，余量為銅。本發明防粘扣鍍層將鍍層合金層由銅錫(Cu?Sn)層變成銅鋅(Cu?Zn)層，使重復上卸扣性能更穩定。

技術領域

本發明屬于油套管鍍層制備技術，特別涉及一種超級馬氏體不銹鋼油套管螺紋接頭防粘扣鍍層及其制備方法。

背景技術

油套管是石油天然氣勘探開發中用量最大的管材類產品，隨著我國石油天然氣向超深井、腐蝕井、海洋油氣井的發展，井況腐蝕環境會越來越嚴重，為確保油氣井勘探開發的安全可靠，高鉻鋼油套管用量會不斷增加。

在油套管的使用過程中，螺紋接頭粘扣是最常見的失效形式之一，螺紋接頭粘扣直接影響油套管管柱的結構完整性和密封完整性。

油套管接頭由內螺紋和外螺紋組成，使用過程通過上扣和卸扣進行螺紋的擰緊和松開，螺紋接頭相當于一對摩擦副，當內螺紋和外螺紋表面相互接觸時，從微觀來看，兩個接觸體的實際接觸面積只在結合表面少數微凸體上，由于接觸壓力很高，引起微凸體塑性變形，局部形成焊合點，同時由于內螺紋和外螺紋材質相同，互溶性大，在內外螺紋表面的相對滑動時，引起油套管螺紋接觸部位金屬遷移產生粘著失效，即油套管接頭發生粘扣。

由于油套管接頭重復上卸扣不發生粘扣是其重要性能指標之一，為此，針對不同材質需對接頭連接表面進行磷化、電鍍銅錫合金(Cu-Sn合金)等表面處理，在上扣時，再采用在接頭連接處涂覆螺紋脂，確保接頭連接處不發生粘扣失效。

目前對高鉻鋼油套管螺紋接頭普遍采用電鍍銅錫合金層表面處理技術，但對于超級馬氏體不銹鋼油套管螺紋接頭，在進行6次以上重復上卸扣時，電鍍銅錫合金層就會出現粘扣失效，影響產品正常使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種超級馬氏體不銹鋼油套管螺紋接頭防粘扣鍍層及其制備方法，將鍍層合金層由銅錫(Cu-Sn)層變成銅鋅(Cu-Zn)層，使重復上卸扣性能更穩定。

為達到上述目的，本發明的技術方案是：

一種超級馬氏體不銹鋼油套管螺紋接頭，所述螺紋接頭表面設防粘扣鍍層，該防粘扣鍍層為兩層結構，包括與螺紋接頭相接觸的鎳層，與該鎳層緊密接觸的銅鋅合金層。

優選的，所述鎳層的厚度為1～1.5μm，銅鋅合金層的厚度為10～18μm。

優選的，所述鎳層的成分為：鎳100％；銅鋅合金層成分重量比為：鋅27％～30％，余量為銅。

本發明所述的超級馬氏體不銹鋼油套管螺紋接頭表面防粘扣鍍層的制備方法，其采用電沉積方法，包括制備鎳層、制備銅鋅合金鍍層。

進一步，所述制備鎳層過程中陽極為鎳棒；所述制備銅鋅合金鍍層過程中陽極為銅鋅棒。

優選的，所述制備鎳層過程中，電鍍液成分為：NiCl₂ 200～250g/L，NiSO₄ 260～320g/L，HCl 180～220g/L。

優選的，所述制備鎳層過程中，鍍液溫度為室溫，陰極電流密度5～8A/dm²，時間3～4min。

優選的，所述制備銅鋅合金鍍層過程中，電鍍液成分：氰化亞銅40～45g/L，氰化鋅13～15g/L，游離氰化鈉12～14g/L，碳酸鈉40～50g/L，氯化銨5～7g/L。

優選的，所述制備銅鋅合金鍍層過程中，鍍液溫度為35～38℃，鍍液pH為11.5～11.7，陰極電流密度0.5～1.5A/dm²，時間30～50min，陽極銅鋅比為(68～70)：(30～32)。