[发明专利]一种钛合金油井管接箍镀铜锡合金方法

说明书

技术领域

本发明涉及钛合金表面处理技术领域，特别是一种钛合金油井管接箍镀铜锡合金方法。

背景技术

    随着油井开采的深度不断增加，流体的温度和压力升高，对于油井管材料和技术要求日益严格。并且，在油气开发过程中，伴生气中多含有一定量Cl-、H2S和CO2等腐蚀性介质。这些腐蚀性介质对油井管的腐蚀对油气的开发造成了巨大损失。由于钛合金具有高比强度、高比模量、耐腐蚀等一系列优点，在海洋和大陆油气开采中的应用越来越广泛。

    但是，钛合金的硬度较低、耐磨性较差，以螺纹形式连接的油管在上卸扣过程中螺纹表面很容易发生粘扣损伤现象，带来一定的安全隐患。而且钛合金化学活性较高，表面极易形成钝化膜。由于钝化膜的存在，导致镀层和钛合金基体的结合力较差，油井管接箍在上卸扣过程中镀层容易发生脱落。因此，钛合金油井管接箍的改进是目前亟需解决的问题。

发明内容

针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种钛合金油井管接箍镀铜锡合金方法，可有效解决钛合金油井管接箍镀层结合力、耐磨性差的问题。

本发明解决的技术方案是，包括以下步骤：1) 化学除油；2) 水洗；3) 酸洗；4) 流动清水清洗；5) 活化； 6) 再次流动清水清洗；7) 化学镀镍；8) 冲洗；9) 镀铜锡合金；10) 冲洗烘干。

本发明采用镀铜锡合金的方法对钛合金油井管接箍的螺纹表面进行表面处理，利用铜锡合金镀层硬度适中、耐磨性好的特点，改善油井管结箍螺纹的耐磨性和抗粘扣性能，在钛合金油井管接箍表面镀覆一层结合力较高，并且具有良好耐磨性的镀铜锡合金层，获得与钛合金基体具有良好结合力和耐磨性的镀铜锡合金层，是钛合金油井管接箍镀铜锡合金方法上的创新。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1给出，本发明在具体实施时，具体包括以下步骤：

1) 化学除油：将钛合金油井管接箍浸在温度70-90℃的碱性除油溶液中，在吹气搅拌下除油14-20分钟；碱性除油溶液为水溶液，其中含有磷酸三钠30-70g/L，碳酸钠或碳酸钾20-25g/L，氢氧化钠15-25g/L和硅酸钠10-20g/L，所述的硅酸钠又称水玻璃，为模数小于3的液体硅酸钠；

2) 水洗：将除油后的钛合金油井管接箍先在温度40-50℃的温水中进行清洗，然后在流动的10-30℃清水中清洗至完全除尽残留的碱性除油溶液，且钛合金油井管接箍表面完全被水润湿；

    3) 酸洗：将水洗后的钛合金油井管接箍置于酸洗液中进行酸洗，温度为18-25℃，时间为15-60s；酸洗液为水溶液，其中含有质量浓度为65%的硝酸500ml/L和质量浓度为40%的氢氟酸250ml/L；

    4) 流动清水清洗：将酸洗后的钛合金油井管接箍在流动的10-30℃清水中清洗，清除残留的酸洗液； 

    5) 活化：将步骤4）流动清水清洗后的钛合金油井管接箍放入活化液中进行活化处理，活化液温度为30-50℃，时间为10-30分钟；活化液为水溶液，其中含有N，N-二甲基甲酰胺400-700 ml/L，质量浓度为40%的氢氟酸50-150ml/L，乳酸10-50ml/L和柠檬酸10-30g/L； 

    6) 再次流动清水清洗：将活化处理后的钛合金油井管接箍在流动的10-30℃清水中进行清洗，去除表面的活化液；

    7) 化学镀镍：将步骤6）流动清水清洗后的钛合金油井管接箍置入温度为80-90℃的化学镀镍溶液里面进行化学镀镍，时间为5-15分钟；所述化学镀镍溶液为水溶液，其中含有硫酸镍33g/L，次亚磷酸钠17g/L，氯化铵50g/L和柠檬酸钠84g/L；

    8) 冲洗：将步骤7）化学镀镍的钛合金油井管接箍在流动的10-30℃清水中冲洗，清除工件表面的化学镀镍溶液；

    9) 镀铜锡合金：将步骤8）处理过的镀镍钛合金油井管接箍置入装有镀液的电镀槽中，采用常规电镀方法进行电镀处理，镀液温度20-50℃，时间20-30min，电流密度2-3A/dm²，得镀铜锡合金的钛合金油井管接箍；所述镀液为水溶液，其中含有焦磷酸铜20-25 g/L，焦磷酸钾230-260g/L，锡酸钠45-60g/L，酒石酸钾钠30-35g/L，硝酸钾40-45g/L和明胶0.01-0.02g/L；