[发明专利]油套管接箍的表面磷化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属表面磷化技术领域，特别是一种油套管接箍的表面磷化处理方法。

背景技术

石油行业中应用的API油套管其连接方式以接箍连接为主，在油套管接箍生产过程中，油套管接箍的表面处理环节至关重要，表面处理主要有以下几种方式：磷化处理、镀铜处理、镀锌处理、镀镍处理等等。

油套管接箍的表面磷化是一种化学处理的方法，磷化处理时将油套管接箍浸泡在磷酸盐液中，使油套管接箍金属的表面获得一层不溶于水而且轫性比较好的低硬度磷酸盐薄膜镀层，磷酸盐薄膜镀层具有润滑剂的作用而又不会损伤钢基体。

油套管与油套管接箍之间采用螺纹连接，螺纹的过盈配合使得上卸扣过程中螺纹接触表面会产生摩擦热量，尤其是拧接力矩越大，产生的热量越多，摩擦使得螺纹接触表面产生高温，而磷酸盐薄膜镀层本身的熔点高，在高温下其镀层不容易破坏，从而继续起到润滑的作用。

石油行业对油套管接箍的磷酸盐薄膜镀层要求均匀细致，厚度控制在15-25um范围内。但是传统的磷化处理工艺很难控制磷酸盐薄膜镀层的厚度，有时很薄，有时很厚，薄的时候大约在5～6um，厚的时候超过30um。镀层较薄时会影响螺纹连接效率，导致接头失效；镀层较厚时还会影响接箍的紧密距不合格，导致在油田现场商检不合格。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种油套管接箍的表面磷化处理方法，采用本方法磷酸盐薄膜镀层均匀细致，厚度控制在15-25um范围内。

本发明的技术方案是：一种油套管接箍的表面磷化处理方法，包括除油→水洗→表调→磷化→水洗→钝化工艺，其具体操作步骤如下：

A、除油：将油套管接箍放入除油液中浸泡，浸泡温度为50±5℃，时间为15±5min；所述除油液为水和纯碱的混合物，纯碱和水的比例为1:3～5，除油液中的游离碱为26～36，PH值为11～12。

B、水洗：将除油后的油套管接箍放入水槽中用流动水常温清洗6±2min，清洗过程中油套管接箍在水槽中不停地上下晃动，以保证将残余的除油液清洗干净，流动水从水槽底部的进水口进水，从水槽顶部的出水口流出，水槽中的水保持在满溢状态。

C、表调：将水洗后的油套管接箍浸入表调液中，表调温度为50～60℃，时间为5±1min，由于表调液中的磷酸锰易沉淀，表调过程中应随时搅拌，以保证磷酸锰在表调液中呈悬浮状态；所述表调液为水和磷酸锰的混合物，磷酸锰和水的比例为1:180～220，表调液中的PH值为7～8。

D、磷化：将表调后的油套管接箍浸入磷化液中，磷化处理过程中磷化液温度为95～98℃，磷化处理的时间低合金钢为30～35min，碳锰钢为15～20min；所述磷化液为水和磷酸二氢钠的混合物，磷酸二氢钠和水的比例为1:3～5，磷化液中的总酸度为60～75点，游离酸度为8～15点，Fe2+为1.5～4.0g/L，酸比为5.5～6.5。

E、水洗：将磷化后的油套管接箍放入水槽中用流动水常温清洗6±1min，清洗过程中油套管接箍在水槽中不停地上下晃动，以保证将残余的磷化液清洗干净，流动水从水槽底部的进水口进水，从水槽顶部的出水口流出，水槽中的水保持在满溢状态。

F、钝化：将水洗后的油套管接箍浸入钝化液中，温度为80～90℃，时间为2～4 min；所述钝化液为水和亚硝酸钠的混合物，亚硝酸钠和水的比例为1:3～5，钝化液中的PH值为9～10。

钝化结束后将油套管接箍从钝化槽取出，待油套管接箍的磷化膜干燥后，用Mikro Test镀层测厚仪对油套管接箍的磷化膜厚度进行测量。

本发明进一步的技术方案是：在A步骤的除油工艺中，定期检测除油液中的游离碱度，当游离碱度低于26时，补充纯碱进行调整，每吨除油液上升1个游离点碱点需补充纯碱1.2～1.5 kg。