[發明專利]一種提高潛油電泵電機頭耐腐蝕性能的方法

在審

• 申請號: 202011037571.4
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112159948A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 余雷
• 申請（專利權）人: 泗縣金皖泵業有限公司
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/02;C23C4/10
• 代理公司: 合肥廣源知識產權代理事務所(普通合伙) 34129
• 代理人: 汪綱

本發明涉及泵的性能研究技術領域，公開了一種提高潛油電泵電機頭耐腐蝕性能的方法，采用等離子噴涂技術將制備得到的耐腐蝕陶瓷復合材料噴涂至電機頭表面，得到厚度在60?66微米之間的涂層，制備得到的耐腐蝕陶瓷復合材料與現有涂層材料相比，與電機頭表面具有更好的結合強度和耐高溫高壓穩定性，進一步通過控制噴涂條件得到的涂層表面更加平整、致密，幾乎不存在空隙和裂紋。所形成的涂層與電機頭表面結合強度高，抗熱沖擊性能強，耐腐蝕性能和耐磨性能顯著提高，對潛油電泵電機頭起到長久的表面防護作用，能夠適應高濃度腐蝕介質的高溫高壓工作環境。

技術領域

本發明屬于泵的性能研究技術領域，具體涉及一種提高潛油電泵電機頭耐腐蝕性能的方法。

背景技術

潛油電泵是井下工作的多級離心泵, 同油管一起下入井內, 地面電源通過變壓器、控制屏和動力電纜將電能輸送給井下潛油電機, 使潛油電機帶動多級離心泵旋轉, 將電能轉換成機械能, 把油井中的井液舉升到地面。在油田采油過程中，地下腐蝕性介質對于潛油電泵的腐蝕是常見的實際問題，給泵設備的使用性能和使用壽命造成巨大的不利影響。尤其是電機頭作為潛油電泵的核心部件，銹蝕產生后，嚴重影響工作性能，并且維修成本高，繼續使用會造成報廢等重大浪費問題?，F有的防腐蝕方法是在電機頭外表鍍一層防護合金。然而，現有的合金鍍層對于引發電機頭腐蝕的介質，如硫化氫、二氧化碳、鹽類等，這些介質對于潛油電泵的腐蝕影響是致命的，尤其是在高溫、高壓作業條件下，現有技術中采用的合金鍍層無法解決該類腐蝕問題，腐蝕介質對于鍍層有很強的滲透性，造成絕緣短路，縮短了潛油電泵的使用壽命。因此，研究一種有效的針對電機頭的耐腐蝕的改性方法，提高潛油電泵的使用壽命，對于化工泵裝備工業的發展具有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是針對現有的問題，提供了一種提高潛油電泵電機頭耐腐蝕性能的方法，將制備得到的耐腐蝕陶瓷復合材料采用等離子噴涂技術涂覆在電機頭表面，形成一種抗滲透的耐腐蝕涂層。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種提高潛油電泵電機頭耐腐蝕性能的方法，其中主要技術手段為：采用等離子噴涂技術將制備得到的耐腐蝕陶瓷復合材料噴涂至電機頭表面，得到厚度在60-66微米之間的涂層，所形成的涂層與電機頭表面結合強度高，抗熱沖擊性能強，耐腐蝕性能和耐磨性能顯著提高，對潛油電泵電機頭起到長久的表面防護作用，能夠適應高濃度腐蝕介質的高溫高壓工作環境；

具體的，所述耐腐蝕陶瓷復合材料的制備包括以下工藝步驟：

（1）取112-125克粉煤灰，加入2-3倍體積的摩爾濃度為1.5-2.0摩爾/升的鹽酸溶液，在45-60℃下攪拌2-3小時，進行過濾，使用去離子水洗滌至中性，置于100-120℃烘箱中干燥7-10小時，機械研磨至過300-350目篩備用；

（2）按照質量比為2.4-2.6:1.2-1.3的比例稱取碳酸鍶和碳酸錳粉體共33-36克，按照質量比為1.4-1.5:1.0-1.2的比例稱取鈦酸鍶和鈦酸鉛粉體共10-12克，摻入0.45-0.48克稀土氧化物，置于球磨罐中，加入鋯球和去離子水，待球磨粉體、鋯球和去離子水體積比為1.2-1.3:1.0-1.2:1.6-1.8，以330-340轉/分鐘的速度球磨2-3小時，所得球磨漿料置于90-96℃烘箱中干燥10-14小時；

（3）向干燥后的粉料中加入120-130毫升質量濃度為5.1-5.4%的聚乙烯醇水溶液，升溫至88-90℃，攪拌混合均勻，在攪拌下向燒杯中滴加0.7-1.0毫升六甲基二硅氮烷，在300-400轉/分鐘下攪拌混合20-30分鐘，自然冷卻靜置4-6小時，經過過濾、洗滌、干燥后送入管式爐中，在氮氣氛圍下以8.0-8.5℃/分鐘的速度升溫至630-650℃，燒結1.5-2.5小時，自然降溫冷卻后研磨成粉，與步驟（1）制備得到的粉煤灰粉混合均勻，得到粉料即為耐腐蝕陶瓷復合材料； 所述稀土氧化物按照重量份計由以下成分制成：氧化鑭11-14份、氧化釔7-8份、氧化銪4-5份。