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拓宽化学镀镍在石油机械产品中的应用
2013-12-01 00:00:00 作者:顾明华 来源:《腐蚀防护之友》

拓宽化学镀镍在石油机械产品中的应用


  文/顾明华·荆州市八方电镀化工有限公司


  化学镀镍磷因其优异性能,被广泛用拓油机械工业。但随着技术要求的不断提高,用户对镍磷镀层提出了新的要求。本文针对在生产中出现的闩题,经多年践行及验证,提出确定最佳工艺条件。


  化学镀镍磷合金具有耐酸、碱、盐,耐磨,镀层均匀等优异性能,特别是在含硫化物和二氧化碳介质中突出的耐蚀性,使得其在石油机械产品中有良好的应用。


  本文针对在施镀过程中出现的问题和解决的途径进行阐述,期望与从事化学镀镍技术的同仁交流,在提高质量,降低成本,创新、拓宽先进功能产品技术上,互相借鉴和参考。
 


石油机械产品对镀层要求


  石油机械设备大多暴露在氢化物、硫化物、二氧化碳、盐水、海水等恶劣的环境下,并还兼有吸入泥沙引起的磨损和高达280℃高温的浸蚀。因此,设备的腐蚀、磨损十分严重。


  工艺上,要求镀层厚度在0.03~0.09mm,单边均匀误差2μm;镀层硬度≥50HRC;有的产品硬度≥65~70HRC;要求耐腐蚀性在中性盐雾(NSS)试验后,满足经120h达到10级(未出现明显腐蚀缺陷);还有的要求更苛刻,工作面镀层粗糙度Ra0.4μm,不允许有针孔,每件产品小于0.38mm的针孔不超过3个;中心孔及其非镀区要进行遮蔽等等。


  有些用户还签订化学镀镍技术协议,每批产品提供标准试片,随产品同槽镀覆,若未达到规定的性能要求,有权索赔。


化学镀镍应用及工艺操作


  化学镀镍磷合金镀层规范和试验方法的最新指南,是依据国家标准GB/T13913一2008/ISO4527:2003,采用自制的中磷酸性化学镀镍液,确定工艺技术参数和流程。


  镀液组成及操作条件


  镀液的组成为25g/L  NiS04·6H20,30g/L的NaH2P02,15g/L的CH3C00Na·3H2,DL一苹果酸十甘氨酸+乳酸,45mg/LKI,20mg/LCuso4·5H20;pH值在4.5~5.0,温度为85~90℃;硫酸镍、次磷酸钠和其他材料均选用食品级,且镀层达到欧盟ROHS标准。


  工艺流程


  镀件→有机溶液除油→滴干→化学除油(40g/LFc一4370H)→热水(≥80℃)→冷水→化学除油(30g/LFc一4370H)→热水(≥80℃)→冷水→活化(10~15%HCL)→冷水→中和预热(5%Na0H、80℃纯水)一化学镀镍→冷水→热纯水(≥80℃)→晾干(吹干)→冷却→检验→包装→出厂。


  一般45钢材料和镀层厚度≤0.03mm的工件,如油田套管、泵体和井下工具及供油总管、回油管汇等可按以上工艺操作进行,均得到良好的镀层。


  45钢和20~40GrMo的材料,镀层厚度在0.06~0.09mm的镀件,必须要配制专用的镀液且添加润湿剂和加强前处理,方可达到镀层的要求。


  如固井压裂机组配套的十字接头、连杆等直径76~152mm、长度在200~360mm的产品;镀层厚0.05~0.08mm;1~3时高压管汇中旋塞,镀层厚0.07~0.09mm,镀后热处理硬度65~70HRC。因此,对镍磷镀层提出了特殊要求。

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