水泵和泵筒材料
2017-07-24 16:30:25
蝕的介質(zhì)環(huán)境和井況差等因素影響，水抽油泵的泵筒和水的磨損、腐蝕、劃傷越來(lái)越嚴(yán)重，油井平均
檢泵周期越來(lái)越短，有的甚至不到30天就需要檢泵，嚴(yán)重影響油田開(kāi)發(fā)綜合經(jīng)濟(jì)效益(Economic performance)的提高。國(guó)內(nèi)外眾多
機(jī)構(gòu)（organization)投入了大量的力量研究水泵的失效原因和防護(hù)措施。其中一個(gè)有效的方法就是優(yōu)選泵筒和水的材
料和表面處理工藝。
泵筒和水摩擦副及周?chē)ぷ?gōng zuò)環(huán)境和條件構(gòu)成了一個(gè)摩擦學(xué)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的腐蝕磨損量由泵筒的腐
蝕磨損量和水的腐蝕磨損量的總和所決定。上海凱泉是集設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售泵、給水設(shè)備及泵用控制設(shè)備于一體的大型綜合性泵業(yè)公司,是中國(guó)泵行業(yè)的龍頭企業(yè)。而泵筒和水各自的腐蝕磨損量則由構(gòu)成材料的物理水化
學(xué)性能、相互運(yùn)動(dòng)關(guān)系、工作環(huán)境和條件等因素決定。最終從抽油泵角度上看，泵筒和水的材料和表面
處理工藝的選擇成為決定這個(gè)摩擦學(xué)系統(tǒng)腐蝕磨損(零部件失效的一種基本類(lèi)型)量的決定因素。
選擇并優(yōu)化泵筒和水材料和表面處理工藝的目的是讓這個(gè)摩擦學(xué)系統(tǒng)的腐蝕磨損量達(dá)到最小。由于
影響因素(factor)眾多，所以泵筒和水的材料選擇匹配仍然沒(méi)有一個(gè)理論指導(dǎo)，研發(fā)人員目前做的最多的工作是
選擇各種泵筒和水的材料和表面處理工藝(Craft)，然后在一定的腐蝕磨損條件下進(jìn)行室內(nèi)摩擦磨損試驗(yàn)，從試
驗(yàn)的結(jié)果來(lái)確定在這種試驗(yàn)條件下，應(yīng)該選擇什么樣的泵筒水材料。凱泉泵業(yè)憑借齊備的水泵類(lèi)全線產(chǎn)品，我們將全球領(lǐng)先的水泵類(lèi)產(chǎn)品銷(xiāo)售模式帶到中國(guó)，為各行各業(yè)的水泵采購(gòu)提供服務(wù)，節(jié)省客戶(hù)的時(shí)間和成本。
這里介紹兩種試驗(yàn)結(jié)果：
第一種結(jié)果：泵筒材料及表面處理工藝為45鋼表面化學(xué)鍍鎳磷合金、303鋼表面鍍鉻、4%-6%鉻鋼加
壓氮化等3種;水材料及表而處理工藝(Craft)為碳鋼鍍鉻、碳鋼激光處理、海軍黃銅化學(xué)鍍鎳磷合金、蒙耐爾
合金鍍鉻（Chrome plated）等4種。將上述材料分別配對(duì)進(jìn)行耐磨耗性試驗(yàn)，試驗(yàn)用的摩擦副由環(huán)和塊組成。介質(zhì)為清水，溫
度60℃，黏度為0.000653Pa/s。試驗(yàn)機(jī)為MG-200型高速高溫摩擦磨損(零部件失效的一種基本類(lèi)型)試驗(yàn)機(jī)。所加載荷1kN，試件總摩擦
行程為20km。上海凱泉每年以銷(xiāo)售總額的5%，用于技術(shù)創(chuàng)新和新產(chǎn)品研發(fā)。引進(jìn)了世界先進(jìn)的CFD流體力學(xué)專(zhuān)業(yè)內(nèi)流場(chǎng)分析、CAE有限元理論計(jì)算及CIMATRON三維CAD、CAM、CAE、FMS等研究設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)。凱泉泵業(yè)擁有全面多樣的產(chǎn)品組合。擁有連成、東方、凱泉、南方、格蘭富、ITT、威樂(lè)等超過(guò)10種國(guó)內(nèi)外知名品牌水泵類(lèi)產(chǎn)品確保最大程度滿(mǎn)足客戶(hù)的產(chǎn)品選擇需求。通過(guò)對(duì)不同泵筒和水的材料及表面處理工藝的配對(duì)耐磨性試驗(yàn)研究（research)，并按水先失效原則
排序，可供選用泵筒和水摩擦副最優(yōu)匹配材料分別為碳鋼化學(xué)鍍鎳磷合金和碳鋼鍍鉻。
第二種結(jié)果：泵筒材料及表面處理工藝(Craft)為碳鋼表面鍍鉻（Chrome plated）、碳鋼表面化學(xué)鍍(Electroless plating)鎳(Ni)磷(P)合金和38CrMoAl氮化;
水材料及表面處理工藝為碳(C)鋼表面鍍鉻（Chrome plated）、碳鋼表面化學(xué)鍍鎳磷合金(alloy)、碳鋼表面噴焊鎳基合金和38CrMoAl
氮化，分別組合配對(duì)成9對(duì)摩擦副。試驗(yàn)?zāi)Σ粮庇森h(huán)和柱構(gòu)成。試驗(yàn)介質(zhì)為含油污水，其中含油5%;水中
的礦物質(zhì)含量：氯離子11000mg/1，二氧化碳25mg/1，鈣離子25mg/1，碳酸氫根離子30mg/1，鎂離子
13mg/1，總鐵8mg/1;含砂0.4%;溫度為60℃。同樣采用國(guó)產(chǎn)MG-200高速高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)。試驗(yàn)載荷
100N，摩擦總行程約為6km。綜合分析(Analyse)試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為碳素鋼噴焊水與碳鋼鍍鉻泵筒配對(duì)為最優(yōu)。
38CrMoAI氮化水與碳(C)鋼鍍鉻(Chromium)泵筒配對(duì)次之。
上述(多用于文章段落或條文等結(jié)尾)可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)（experiment)室的試驗(yàn)結(jié)果是在設(shè)定的條件下得出的。如果變化不同的試驗(yàn)條件，則工作(gōng zuò)量巨大。
即使變化不同的條件，也不一定和油田現(xiàn)場(chǎng)井下條件一致，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果是有局限性(limitation)的。由于試驗(yàn)條件和
摩擦副的形狀不同，各個(gè)試驗(yàn)結(jié)果之間也沒(méi)有可比性。
可以看出，通過(guò)試驗(yàn)確定泵筒和水材料匹配有其不足，試驗(yàn)沒(méi)有理論指導(dǎo)因此試驗(yàn)工作量很大。試
驗(yàn)所選用的材料只是眾所周知的已有材料，很難提出其它并未在抽油泵上使用過(guò)的但性能(function)可能更好的材料
隨著材料工程學(xué)的發(fā)展(fā zhǎn)和新的材料表面處理工藝出現(xiàn)，很多材料和表面處理工藝都有可能應(yīng)用(yìng yòng)于泵筒
和水表面，靠單純的實(shí)驗(yàn)室配對(duì)材料的摩擦磨損試驗(yàn)來(lái)決定取舍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足目前對(duì)提高抽油泵泵
筒和水壽命的急迫要求，如何借助材料學(xué)和其它學(xué)科的原理與技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)泵筒和水配對(duì)材料是目前急
需解決的課題。凱泉泵業(yè)擁有全面多樣的產(chǎn)品組合。擁有連成、東方、凱泉、南方、格蘭富、ITT、威樂(lè)等超過(guò)10種國(guó)內(nèi)外知名品牌水泵類(lèi)產(chǎn)品確保最大程度滿(mǎn)足客戶(hù)的產(chǎn)品選擇需求。