T∕CSEA 22-2022 抽油泵泵筒鎳碳化物復(fù)合電鍍技術(shù)規(guī)范

1、CSEA中 國 表 面 工 程 協(xié) 會 團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CSEA 222022抽油泵泵筒鎳碳化物復(fù)合電鍍技術(shù)規(guī)范Specification for nikel carbide electroplating of pump barrel for subsurface sucker Rod pump2022 - 2 - 21 發(fā)布2022 - 3 - 1 實施中國表面工程協(xié)會發(fā) 布T/CSEA 222022目次前言II1 范圍12 規(guī)范性引用文件13 術(shù)語和定義14 技術(shù)要求25 試驗方法36 檢驗規(guī)則47 包裝、儲運和標(biāo)志5I T/CSEA 222022前言本文件按照GB/T 1.12020標(biāo)

2、準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則的規(guī)定起草。 本文件由中國表面工程協(xié)會電鍍分會提出。本文件由中國表面工程協(xié)會歸口。 本文件起草單位：合鴻新材科技有限公司、山東科技大學(xué)、勝利油田高原石油裝備有限責(zé)任公司。本文件主要起草人：馬慶超、王燦明、潛凌。 II T/CSEA 222022抽油泵泵筒鎳碳化物復(fù)合電鍍技術(shù)規(guī)范1 范圍本文件給出了抽油泵泵筒電鍍鎳碳化物復(fù)合鍍層的要求，包括技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、儲運、標(biāo)志。 本文件適用于油田往復(fù)式抽油泵泵筒的電鍍鎳碳化物復(fù)合鍍層。 2 規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文

3、件， 僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。 GB/T 3138 金屬及其他無機(jī)覆蓋層 表面處理 術(shù)語 GB/T 4956 磁性基體上非磁性覆蓋層 覆蓋層厚度測量 磁性法 GB/T 5270 金屬基體上的金屬覆蓋層 電沉積和化學(xué)沉積層 附著強度試驗方法評述GB/T 6462 金屬和氧化物覆蓋層 厚度測量 顯微鏡法 GB/T 6463 金屬和氧化物覆蓋層 厚度測量方法評述GB/T 16921 金屬覆蓋層 厚度測量 X射線光譜法 GB/T 9790 金屬覆蓋層及其他有關(guān)覆蓋層 維氏和努氏顯微硬度試驗GB/T 10125 人造氣氛腐蝕試驗 鹽

4、霧試驗 GB/T 12609 電沉積金屬覆蓋層和相關(guān)精飾計數(shù)檢驗抽樣程序GB/T 12611 金屬零(部)件鍍覆前質(zhì)量控制技術(shù)要求 GB/T 13298 金屬顯微組織檢驗方法 GB/T 18607 石油天然氣工業(yè)鉆井和采油設(shè)備 往復(fù)式整筒抽油泵 API-11AX Specification for Subsurface Suker Rod Pump Assemblies,Components,and Fittings（桿式抽油泵及其組件規(guī)范）. 3 術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。 抽油泵subsurface sucker rod pump應(yīng)用于原油提升的井底工具，可以將地底原油及其附屬

5、液體提升到地面。 泵筒pump barrel規(guī)則的圓形管材，抽油泵的主要組成部分，是抽油泵的最外面部分，和內(nèi)部配件組合成抽油泵。 鎳碳化物復(fù)合電鍍nickel carbide composite electroplating應(yīng)用于抽油泵泵筒內(nèi)表面的一種表面處理技術(shù)，可以大幅度提高泵筒內(nèi)表面的硬度、耐磨性，同時提高耐腐蝕性能。 崩邊chipping加工缺陷，指本已覆蓋鍍層的邊緣、倒角、過渡位置，在加工后出現(xiàn)鍍層剝落的缺陷。 劃傷scuffing5 后續(xù)加工缺陷，指影響鍍層完整性的一種缺陷，分為輕微劃痕（不可觸，對鍍層完整沒有破壞）、劃傷（可觸，但不影響鍍層的防護(hù)性能）、嚴(yán)重劃傷（可觸，且破壞了鍍

6、層的防護(hù)性能）。 4 技術(shù)要求 基體電鍍前基體表面質(zhì)量應(yīng)符合GB/T 12611的要求。泵筒內(nèi)表面保粗糙度應(yīng)不大于Ra0.4 µm。 外觀4.2.1 主要表面 按照工藝完成珩磨后顏色均勻、細(xì)致等，不應(yīng)有起皮、鼓泡、麻點、針眼、露鍍、崩邊、劃傷等缺陷。 4.2.2 其它表面鍍層（含外表面、內(nèi)外螺紋、止口、端面）通常情況下，這些位置無需電鍍，保持光滑無可觸缺陷即可；但在客戶提出要求并在文件中注明時， 可對產(chǎn)品以上位置進(jìn)行復(fù)合鍍處理，鍍層應(yīng)滿足4.2.1要求外，螺紋、止口、端面等位置不應(yīng)腐蝕。 鍍層厚度4.3.1 主要表面不同基體材料主要表面鍍層厚度應(yīng)滿足表1要求。 表1不同基體材料鍍層類

7、型及厚度類型代號鍍層厚度泵筒基體材質(zhì)基體屈服強度C10.033 mm中低碳鋼（1020、1026、1045 等）414 MPaC20.033 mm低合金鋼（30CrMo、42CrMo 等）345 MPaC30.033 mm鐵素體鋼（1Cr5Mo）483 MPaC40.033 mm海軍黃銅（C44300）345 MPaD10.076 mm中低碳鋼（1020、1026、1045 鋼等）414 MPaD20.076 mm低合金鋼（30CrMo、42CrMo 等）345 MPaD30.076 mm鐵素體鋼（1Cr5Mo）483 MPaD40.076 mm海軍黃銅（C44300）345 MPa4.3.2

8、 其它表面鍍層厚度應(yīng)0.01 mm。 附著強度鍍層與基體結(jié)合牢固，應(yīng)無脫落、起泡、起皮等現(xiàn)象。 鍍層硬度鍍層硬度應(yīng)滿足表2要求（其中C4和D4為海軍黃銅的基體材質(zhì)）。表2不同類型鍍層硬度鍍層類別C1C2C3C4D1D2D3D4硬度（HV200900900900550900900900550 鍍層耐蝕性鍍層厚度大于或等于0.033 mm的， 360 h后無明顯擴(kuò)大銹斑或銹蝕面積不超過鍍層覆蓋面的1%；鍍層厚度大于或等于0.076 mm的，720 h后無明顯擴(kuò)大銹斑或銹蝕面積不超過鍍層覆蓋面的1%。 鍍層耐磨性經(jīng)磨損后，其磨耗損失量應(yīng)不大于0.6 mg/1000圈。 碳化物果粒量及粒徑復(fù)合鍍層內(nèi)的

9、碳化物硬質(zhì)顆粒含量25%，主要表面顆粒粒徑（210）µm，其它表面顆粒粒徑（16）。 5 試驗方法 外觀在干凈、清潔，溫度為(1532)，相對濕度不大于70%，光的照度不低于300 Lx（相當(dāng)于零件放在40 W日光燈下，距離500 mm的光照度）的室內(nèi)，用目視法檢查。 內(nèi)孔外觀應(yīng)在一端設(shè)置單向反射光線，光線強度以另一端觀察內(nèi)孔時，表面光亮但不刺眼為宜。內(nèi)孔擦凈后，檢驗員在另一端目視檢查。螺紋和外表面應(yīng)在天然散射光或無反射光的白色透射光下進(jìn)行。零件端面與眼睛的距離為150 mm至350 mm。必要時可用35倍放大鏡檢查 厚度按以下任意一種方法進(jìn)行試驗 a) 氣動量儀分別檢測內(nèi)徑鍍前和鍍

10、后的尺寸，確定鍍層的厚度。 b) 顯微鏡法：按 GB/T 6462 的規(guī)定執(zhí)行；(本方法為鍍層厚度測量的仲裁方法。) c) X 射線法：按 GB/T 16921 的規(guī)定執(zhí)行； d) 磁性法：按 GB/T 4956 的規(guī)定執(zhí)行； e) 其它方法：按 GB/T 6463 推薦的有關(guān)方法執(zhí)行。 附著強度附著強度按GB/T 5270的規(guī)定進(jìn)行。也可按下兩種方式進(jìn)行： a) 在產(chǎn)品中隨機(jī)取環(huán)形試樣，試樣長度 5060mm，然后延中軸線對半切開，得到兩個半圓形樣塊；然后利用液壓裝置緩慢地將半圓形樣塊向內(nèi)表面壓平，觀察樣塊內(nèi)表面伸展最大的位置。 b) 在產(chǎn)品中隨機(jī)取環(huán)形試樣，試樣長度 90100mm，然后在

11、此環(huán)形試樣上延中軸線取縱向“長條狀”樣片，樣片寬度通常為 20mm，然后將該樣片向外表面方向折彎 90°，觀察內(nèi)表面折彎處的鍍層狀態(tài)。 硬度硬度檢測按GB/T 9790的規(guī)定進(jìn)行。硬度測試時至少檢測鍍層的5個不同位置，相近兩個檢測位置的距離不低于壓點最大對角線長度的5倍。 耐蝕性中性鹽霧按GB/T 10125的規(guī)定進(jìn)行。 耐磨性采用泰伯磨耗機(jī)試驗法，單個負(fù)荷為500 g，預(yù)磨3000圈開始計重。試驗時使用邊長100×100 mm的平面鋼板上電鍍鎳碳化物復(fù)合鍍層作為測試樣板，使用單個配重500 g的碳化硅砂輪作為摩擦副。所有樣板在開始計重前應(yīng)預(yù)磨3000圈，清理干凈后開始計重

12、。常規(guī)的磨耗圈數(shù)為10000-30000圈，樣板的失重量應(yīng)取全部磨耗實重量的平均值。耐磨性通常不作為產(chǎn)品驗收的依據(jù)。 果粒量及粒徑5.7.1 果粒量按 GB/T 6462 的規(guī)定。在測量時，金屬鍍層為銀白色，其上嵌入的硬質(zhì)顆粒呈灰黑色， 在金相顯微鏡下有明顯的色差，可以利用該色差通過金相處理軟件捕捉測量面積內(nèi)的硬質(zhì)顆粒占所測量鍍層面積的比例。 5.7.2 粒徑按 GB/T 6462 的規(guī)定執(zhí)行。 6 檢驗規(guī)則 檢驗分類與檢驗項目6.1.1 出廠檢驗出廠批次檢驗項目包括：外觀、厚度、硬度、結(jié)合力。 6.1.2 型式檢驗型式檢驗為本標(biāo)準(zhǔn)中的全部技術(shù)指標(biāo)，正常情況下每年進(jìn)行一次，有下列情況之一者，也

13、需進(jìn)行型式檢驗： 1) 生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整（包括電流密度、pH 值、溫度、以及其他可能會影響鍍層質(zhì)量的參數(shù)）； 2) 前處理條件發(fā)生變化； 3) 生產(chǎn)溶液做過較大調(diào)整（主鹽比例較常規(guī)水平上下浮動超過 15%）； 4) 產(chǎn)品材質(zhì)發(fā)生變化； 5) 生產(chǎn)設(shè)備、工裝、運行方式發(fā)生較大變化； 6) 超大或超小規(guī)格產(chǎn)品的首次生產(chǎn)。 6.1.3 組批與抽樣6.1.4 批次在同一時間或相近時間內(nèi)，由同種基體材、同種工藝、連續(xù)生產(chǎn)的尺寸和形狀相似，并按同一質(zhì)量要求提交一組產(chǎn)品為一批 6.1.5 抽樣取樣按GB/T12609進(jìn)行，產(chǎn)品出廠檢驗頻率應(yīng)符合表3規(guī)定，出廠檢驗取樣量應(yīng)滿足表4規(guī)定。 表3產(chǎn)品質(zhì)量檢驗頻率序號項目檢驗頻率1鍍層厚度100%2鍍層硬度每批次一次3耐蝕性特殊工藝過程評定4結(jié)合力每批次一次5耐磨性特殊工藝過程評定表3產(chǎn)品質(zhì)量檢驗頻率（續(xù)）序號項目檢驗頻率6外觀質(zhì)量100%7外表面鍍層厚度按檢驗抽樣方案表4產(chǎn)品檢驗抽樣方案批量樣本量批合格判定件數(shù)批不合格判定件數(shù)2-82019-1520116-2530126-5050151-9050191-150812151-2801312281-5002023501-1,20032341,201-3,20050563,201-10,00080787 包裝、儲運和標(biāo)志 包裝7.1.1 海軍黃銅產(chǎn)品內(nèi)外用酒精擦凈后，逐支