本發(fā)明涉及激光熔覆領(lǐng)域，具體是一種防腐防硫耐磨油管激光熔覆涂層制備工藝。
背景技術(shù)：
在油氣田開發(fā)的過程中，由于使用的各種油管處于含氧、硫化氫、二氧化碳中。金屬管材在動態(tài)環(huán)境下，受機(jī)械力和水力的相互作用易發(fā)生電化學(xué)腐蝕或多種類型的腐蝕。在油井腐蝕中，油管的內(nèi)腐蝕尤為嚴(yán)重，特別是國內(nèi)大部分油田進(jìn)入原油開采中、后期，油井、油氣混合井、注水井中都含有C02、H2S等多種成份腐蝕介質(zhì)、氣體，高溫、高礦化度，井況環(huán)境比較惡劣，腐蝕程度不斷加劇產(chǎn)生。
我國油管過去采用美國技術(shù)，腐蝕問題一直沒能很好解決?，F(xiàn)在油田中的腐蝕現(xiàn)象不僅非常普遍，而且作為油田三大公害之一，業(yè)界研究人士針對該問題，進(jìn)行了不斷的研究并取得一些成果，根據(jù)井深、油氣壓力等條件選擇不同強(qiáng)度級別的管具材料：如內(nèi)襯復(fù)合管、Pc300內(nèi)涂層管、鎳磷鍍管、真空氮化防腐蝕油管等，同時依據(jù)井下地質(zhì)資料選擇表面防腐處理：如投放緩蝕劑等。這些技術(shù)不同程度上減少了油管的內(nèi)壁腐蝕。
但總的來說，還不能從根本上解決油管的腐蝕問題，尤其是管子端部螺紋的腐蝕。在國內(nèi)，對井下油管的防腐主要是針對產(chǎn)液的酸堿度控制以及管子本體的防護(hù)，而對連接管的油管的研究僅限于新材料、工藝(磷化、鍍銅)方面。因管子的端部螺紋在連接后依然能夠和管柱內(nèi)的液體接觸，鍍層由于結(jié)合力不強(qiáng)，在油管旋擰過程中被破壞，長期生產(chǎn)必然會造成螺紋腐蝕失效，所以防治效果欠佳、防治成功率也不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種防腐防硫耐磨油管激光熔覆涂層制備工藝，使用激光熔覆方法在油管上進(jìn)行制備防腐防硫耐磨激光熔覆涂層，其獲得的油管與工件結(jié)合良好、使用高強(qiáng)度耐腐耐磨損合金粉末體系，其所獲熔覆層顯微組織細(xì)密，這種顯微組織形態(tài)使得油管具有更加優(yōu)異的防腐防硫耐磨性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種防腐防硫耐磨油管激光熔覆涂層制備工藝，包括以下工藝步驟：
（1）室溫下用清洗劑對油管進(jìn)行除油、除銹處理，并用酒精清洗干凈；用著色探傷法對待加工部位進(jìn)行檢驗(yàn)，要求加工部位無裂紋、氣孔、夾雜缺陷；
（2）使用強(qiáng)度高、耐腐蝕且與基體冶金相容性良好的鎳基合金粉末，所述鎳基合金粉末按照重量百分比的組分為：C：0.02-0.04%、Cr：20-23%、Fe：1.2-1.6 %、Mo：8-10%、Si：0.2-0.4%、Nb：3.6-4.0%，余量為Ni；
（3）使用5000W橫流CO2激光器，工作平臺為數(shù)控激光加工機(jī)；采用同軸或旁軸送粉裝置將步驟（2）中的鎳基合金粉末自動送入激光熔池，在加工面形成均勻致密的防腐防硫耐磨的激光熔覆涂層，厚度在3-6mm；其工藝參數(shù)如下：
聚焦鏡F=300-400mm
熔覆功率P=2000-5000W
光斑尺寸D=3-10mm
掃描速度V=200-1000mm/min
搭接率40%-60%；
（4）對步驟（3）中制備的激光熔覆涂層進(jìn)行裂紋探傷檢測并判斷有無裂紋缺陷產(chǎn)生；
（5）在激光熔覆涂層上按油管的要求進(jìn)行機(jī)械加工；
（6）對油管內(nèi)壁進(jìn)行防腐處理。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟（2）中所述鎳基合金粉末按照重量百分比的組分為：C：0.03%、Cr：21.5%、Fe：1.4 %、Mo：9%、Si：0.4%、Nb：3.8%，余量為Ni。
作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟（3）中的工藝參數(shù)如下：
聚焦鏡F=350mm
熔覆功率P=3500W
光斑尺寸D=6.5mm
掃描速度V=600mm/min
搭接率50%。
本發(fā)明采用激光表面熔覆工藝，熔覆過程中，熱影響區(qū)小，對油管強(qiáng)度無影響，采用耐腐蝕性好強(qiáng)度高的鎳基合金，在保證油管強(qiáng)度同時，油管獲得優(yōu)異的耐腐蝕磨損性能。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明強(qiáng)化了油管的防腐防硫耐磨性能，提高其使用壽命，解決了我國在石油開采，油、氣、水井生產(chǎn)作業(yè)施工、維修中油管與油管防腐蝕應(yīng)用領(lǐng)域一個長期未能解決的難題。延長了油管使用壽命，降低了生產(chǎn)成本，大幅度提高了油、氣井的采收率，并且有生產(chǎn)工藝符合現(xiàn)場的要求、日常維護(hù)方便和推廣價值較高等特點(diǎn)。節(jié)約了更換調(diào)試時間和維護(hù)時間，提高了油管的使用效率，大大降低了石油開采的過程成本。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
一種防腐防硫耐磨油管激光熔覆涂層制備工藝，包括以下工藝步驟：
（1）室溫下用清洗劑對油管進(jìn)行除油、除銹處理，并用酒精清洗干凈；用著色探傷法對待加工部位進(jìn)行檢驗(yàn)，要求加工部位無裂紋、氣孔、夾雜缺陷；
（2）使用強(qiáng)度高、耐腐蝕且與基體冶金相容性良好的鎳基合金粉末，所述鎳基合金粉末按照重量百分比的組分為：C：0.02%、Cr：20%、Fe：1.2 %、Mo：8%、Si：0.2%、Nb：3.6%，余量為Ni；
（3）使用5000W橫流CO2激光器，工作平臺為SIMENS數(shù)控激光加工機(jī)；采用同軸或旁軸送粉裝置將步驟（2）中的鎳基合金粉末自動送入激光熔池，在加工面形成均勻致密的防腐防硫耐磨的激光熔覆涂層，厚度在3mm；其工藝參數(shù)如下：
聚焦鏡F=300mm
熔覆功率P=2000W
光斑尺寸D=3mm
掃描速度V=200mm/min
搭接率40%；
（4）對步驟（3）中制備的激光熔覆涂層進(jìn)行裂紋探傷檢測并判斷有無裂紋缺陷產(chǎn)生；
（5）在激光熔覆涂層上按油管的要求進(jìn)行機(jī)械加工；
（6）對油管內(nèi)壁進(jìn)行防腐處理。
實(shí)施例2
一種防腐防硫耐磨油管激光熔覆涂層制備工藝，包括以下工藝步驟：
（1）室溫下用清洗劑對油管進(jìn)行除油、除銹處理，并用酒精清洗干凈；用著色探傷法對待加工部位進(jìn)行檢驗(yàn)，要求加工部位無裂紋、氣孔、夾雜缺陷；
（2）使用強(qiáng)度高、耐腐蝕且與基體冶金相容性良好的鎳基合金粉末，所述鎳基合金粉末按照重量百分比的組分為：C：0.03%、Cr：21.5%、Fe：1.4 %、Mo：9%、Si：0.4%、Nb：3.8%，余量為Ni；
（3）使用5000W橫流CO2激光器，工作平臺為SIMENS數(shù)控激光加工機(jī)；采用同軸或旁軸送粉裝置將步驟（2）中的鎳基合金粉末自動送入激光熔池，在加工面形成均勻致密的防腐防硫耐磨的激光熔覆涂層，厚度在4.5mm；其工藝參數(shù)如下：
聚焦鏡F=350mm
熔覆功率P=3500W
光斑尺寸D=6.5mm
掃描速度V=600mm/min
搭接率50%；
（4）對步驟（3）中制備的激光熔覆涂層進(jìn)行裂紋探傷檢測并判斷有無裂紋缺陷產(chǎn)生；
（5）在激光熔覆涂層上按油管的要求進(jìn)行機(jī)械加工；
（6）對油管內(nèi)壁進(jìn)行防腐處理。
實(shí)施例3
一種防腐防硫耐磨油管激光熔覆涂層制備工藝，包括以下工藝步驟：
（1）室溫下用清洗劑對油管進(jìn)行除油、除銹處理，并用酒精清洗干凈；用著色探傷法對待加工部位進(jìn)行檢驗(yàn)，要求加工部位無裂紋、氣孔、夾雜缺陷；
（2）使用強(qiáng)度高、耐腐蝕且與基體冶金相容性良好的鎳基合金粉末，所述鎳基合金粉末按照重量百分比的組分為：C：0.04%、Cr：23%、Fe：1.6 %、Mo：10%、Si：0.4%、Nb：4.0%，余量為Ni；
（3）使用5000W橫流CO2激光器，工作平臺為SIMENS數(shù)控激光加工機(jī)；采用同軸或旁軸送粉裝置將步驟（2）中的鎳基合金粉末自動送入激光熔池，在加工面形成均勻致密的防腐防硫耐磨的激光熔覆涂層，厚度在6mm；其工藝參數(shù)如下：
聚焦鏡F=400mm
熔覆功率P=5000W
光斑尺寸D=10mm
掃描速度V=1000mm/min
搭接率60%；
（4）對步驟（3）中制備的激光熔覆涂層進(jìn)行裂紋探傷檢測并判斷有無裂紋缺陷產(chǎn)生
（5）在激光熔覆涂層上按油管的要求進(jìn)行機(jī)械加工；
（6）對油管內(nèi)壁進(jìn)行防腐處理。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個實(shí)施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。