Способ повышения износостойкости резьбовых соединений

 

Изобретение относится к области машиностроения, конкретно к способам повышения износостойкости различных резьбовых соединений. Способ включает смачивание поверхности резьбовых соединений при вращении жидкой технологической средой и нанесение на поверхность покрытия из пластичного медьсодержащего сплава, при этом жидкая технологическая среда имеет следующий состав, мас. %: соли меди 3-5, соли цинка 1-2, глюкоза 5-10, борная кислота 3-10, глицерин 40-50, вода остальное. Обработанные поверхности моются 5-15%-ным раствором глицерина в воде и сушатся различными способами. Высушенные покрытия вначале покрываются лаком типа ХВ-784 или аналогичным, а затем слоем смазочной композиции, состоящей из 1-99%-ного медьсодержащего порошка или пудры в консистентной смазке. Предлагаемый способ обработки обеспечивает выглаживание обрабатываемой поверхности резьбы с уменьшением ее шероховатости, упрочнение подповерхностного слоя за счет наклепа. 1 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к способам повышения износостойкости, защиты от водородного изнашивания и повышения герметичности различных резьбовых соединений нанесением фрикционных пластичных покрытий.

Известны различные способы нанесения фрикционных покрытий пластичных металлов и сплавов на трущиеся поверхности различных ответственных деталей, таких как гильзы цилиндров, шейки коленчатого вала, поверхности катания и гребни колес железнодорожного транспорта в целях повышения антиизносных и противозадирных свойств [1].

Недостатками этих методов является то, что данные способы не распространяются на резьбовые соединения, а также то, что при транспортировке, хранении или использовании в условиях агрессивных сред, например, применяемых при бурении нефтегазовых скважин и химических соединений, входящих в состав добываемого продукта, наблюдается окисление и последующее корродирование нанесенного покрытия.

Известен способ повышения износостойкости поверхности резьбовых соединений, включающий смачивание поверхности резьбовых соединений при вращении жидкой технологической средой на основе воды и глицерина с включением солей меди и нанесение на поверхность резьбовых соединений покрытия из пластичного медьсодержащего сплава [2].

Недостатком данного метода является наличие в технологической среде соляной кислоты, а также отсутствие консервационных операций, что усиливает коррозионные процессы на поверхности нанесенного покрытия и может привести к его полному корродированию при транспортировке, хранении или применении в условиях агрессивных сред.

Техническим результатом изобретения является повышение износостойкости и герметичности соединения и создание условий для длительного сохранения полученных покрытий при работе, транспортировке и хранении в агрессивных средах.

Для достижения технического результата предлагается способ повышения износостойкости поверхности резьбовых соединений, включающий смачивание поверхности резьбовых соединений при вращении жидкой технологической средой на основе воды и глицерина с включением солей меди и нанесение на поверхность резьбовых соединений покрытия из пластичного медьсодержащего сплава.

При этом в жидкую технологическую среду дополнительно вводят соли цинка, глюкозу, борную кислоту при следующем составе, мас.%: Соли меди - 3 - 5 Соли цинка - 1 - 2 Глюкоза - 5 - 10 Борная кислота - 3 - 10 Глицерин - 40 - 50 Вода - Остальное Обрабатывающий инструмент вводят в соприкосновение с указанной поверхностью под усилием, величина которого вызывает появление резкого свистящего звука, при этом обработанную поверхность по окончании моют 5-15%-ным раствором глицерина в воде.

Покрытие дополнительно сушат, а затем покрывают лаком и слоем смазочной композиции, состоящей из 1-99%-ного медьсодержащего порошка или пудры в пластичной смазке.

Пример нанесения покрытия на резьбу нефтегазовой трубы типа НКТ.

Для осуществления обработки предлагаемым способом поверхность резьбы нефтегазовой трубы типа НКТ требуется удерживающее и вращающее устройство, например токарный станок. Труба устанавливается на токарный станок, а в его резцедержатель устанавливается специальное приспособление для фрикционно-механического нанесения покрытий или зажимается пруток из наносимого материала, например латуни Л: ГОСТ 1060-90 (химический состав по ГОСТ 15527-70). Поверхность для обработки смачивается следующим предлагаемым составом, мас. %: Соли меди - 5 Соли цинка - 2
Глюкоза - 10
Борная кислота - 10
Глицерин - 50
Вода - Остальное
Натирающие элементы устройства или торец прутка вводят в соприкосновение с указанной поверхностью с определенным усилием и включают вращающее устройство. Появление резкого свистящего звука указывает на протекание процесса нанесения покрытия.

Обработка производится до получения равномерного золотистого или красноватого цвета покрытия, без пропусков и крупных частиц перенесенного металла (натиров).

Обработанные поверхности по окончании моют 5-15%-ным раствором глицерина в воде и сушат различными подручными способами (тепло, воздух ветошь и т.д. ).

Высушенные покрытия покрывают лаком типа ХВ-784 или аналогичным, а затем слоем смазочной композиции, состоящей из 1-99%-ного медьсодержащего порошка или пудры в пластичной смазке. После чего привод станка выключается. Труба снимается со станка.

Предлагаемый способ обработки обеспечивает: выглаживание обработанной поверхности резьбы с уменьшением ее шероховатости; упрочнение подповерхностного слоя за счет наклепа; образование в результате диффузии пластичной антиизносной композиционной структуры поверхности; защиту от проникновения во внутренние структуры металла свободного водорода (защита от водородного изнашивания); наличие на обработанных поверхностях слоя твердосмазочного антифрикционного покрытия, что благоприятно воздействует на сопряженные поверхности, вследствие частичного переноса на них с обработанной резьбы пластичного покрытия при скручивании резьбового соединения и более длительное сохранение ее геометрии, а также повышение герметичности резьбовых и длительное сохранение полученных покрытий в условиях агрессивных сред.

Источники информации
1. Патент РФ 2112663. Способ повышения износостойкости поверхности катания колесной пары.

2. SU 1838447 A3, С 23 С 26/00. Способ повышения износостойкости резьбовых соединений.

Формула изобретения

1. Способ повышения износостойкости поверхности резьбовых соединений, включающий смачивание поверхности резьбовых соединений при вращении жидкой технологической средой на основе воды и глицерина с включением солей меди и нанесение на поверхность резьбовых соединений покрытия из пластичного медьсодержащего сплава, отличающийся тем, что в жидкую технологическую среду дополнительно вводят соли цинка, глюкозу, борную кислоту при следующем составе, мас.%:
Соли меди - 3-5
Соли цинка - 1-2
Глюкоза - 5-10
Борная кислота - 3-10
Глицерин - 40-50
Вода - Остальное
а обрабатывающий инструмент вводят в соприкосновение с указанной поверхностью под усилием, величина которого вызывает появление резкого свистящего звука, при этом обработанную поверхность по окончании нанесения покрытия моют 5-15%-ным раствором глицерина в воде.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что покрытие дополнительно сушат, а затем покрывают лаком и слоем смазочной композиции, состоящей из 1-99%-ного медьсодержащего порошка или пудры в консистентной смазке.