专利名称：石油套管接箍用磷化液的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是金属表面磷化处理液，特别涉及的是用于石油套管接箍的磷化处理液。
背景技术：
根据API Spec 5B《套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范》中SR22.3接箍螺纹的镀敷层要求，钢级为J55、K55、L80、N80的接箍螺纹表面应采用磷化或镀锡处理。镀锡处理的成本高，并且环境污染严重，所以目前接箍螺纹表面处理主要采用磷化处理。目前石油套管接箍磷化处理普遍采用的是传统的锰系磷化、锌锰系磷化及锌-钙-锰系磷化处理。锌锰系磷化及锌-钙-锰系磷化液，一般使用温度在60 75°C，磷化膜结晶较细腻均匀，但这两种磷化液形成的磷化膜厚度较薄8 12um，吸油性较差，在防腐和耐磨上不能与纯锰系相比。CN101328583公开了 “一种锰系磷化液及其制备方法和应用”，其含有磷酸5.0 15.0、磷酸二氢锰5.0 20.0、硝酸1.0 18.0、氢氧化钙0.1 3.0、氧化锌0.2
5.0、酒石酸1.0 5.0。这种磷化液属于锌-锰-钙系三元磷化液，形成的磷化膜为Zn2Ca(PO4)2 4H20、Zn2Fe (PO4)2 4H20、(Mn, Fe) 5H2 (PO4)4 4H20。该发明配方中氢氧化钙及氧化锌的加入会使磷化膜的结晶中含有钙离子和锌离子，磷化晶粒呈颗粒-针状-树枝状混合晶型，所以这种磷化膜的晶体结构就决定了它的吸油性和耐磨性较差。CN101831647A公开了一种“油田管道接箍用环保型中温磷化液”，该发明的配方组成磷酸3% 30%、磷酸二氢盐15% 40%、硝酸盐10% 35%、助剂0% 10%。其中磷酸二氢盐为磷酸二氢锌，硝酸盐为硝酸钙或硝酸锌、助剂为柠檬酸、葡萄糖酸或乙二胺四乙酸。该发明从配方组成看也是锌-锰-钙系三元磷化液。传统的纯锰系磷化液采用马日夫盐配制而成，一般磷化温度需要在95°C以上，磷化时间需要30分钟以上。这种磷化液形成的磷化膜结晶粗大，外观为黑灰色，并且槽液不稳定，沉渣多，能源消耗量大。对石油套管接箍进行磷化处理是为了防锈、减少磨擦力和提高连接的抗泄漏性能。锌锰系磷化及锌-钙-锰系磷化处理形成的磷化膜层薄，吸油性和耐磨性差，容易发生粘扣现象。而传统的纯锰系磷化结晶粗大，沉渣量大，易产生挂灰现象。因此用于石油套管接箍磷化处理其耐磨性、吸油性、不宜产生粘扣现象，及槽液稳定性并非理想。
发明内容
本发明的 目的是针对现有技术的不足，提供一种用于油田套管接箍表面磷化处理的锰系磷化处理液，该磷化液稳定性好，工艺操作简单，成膜速度快、膜层细腻均匀，耐蚀性强、避免粘扣现象。
本发明石油套管接箍用磷化液，其特征是:
原料质量配比:
质量百分比浓度85%磷酸H3PO425 33
质量百分比浓度68%硝酸HNO330 40
碳酸锰MnCO310 13
硝酸镍 Ni (NO3) 2 6H200.5 3
氯化镧 LaCl30.005 0.008
钥酸铵(NH4) 6Mo7024 4H200.05 0.08
硝酸钍 TH (NO3) 4.4H200.025 0.05
柠檬酸C6H8O70.5 2
去离子水40 60
本发明石油套管接箍用磷化液制备方法:
原料质量配比如上所述；
在反应釜中，先加入1/3质量的去离子水，进行搅拌，然后加入磷酸、硝酸，搅拌1(T20分种，再把碳酸锰缓慢加入，边加边搅拌 ，直到碳酸锰反应溶解至透明状，再把氯化镧、钥酸铵、硝酸钍、硝酸镍加入搅拌溶解，最后将柠檬酸和余量的去离子水加入，搅拌30分钟，得
女口
广叩o本发明锰系磷化液，氯化镧和硝酸钍组成了复合促进剂，由于稀土元素镧离子和钍离子结构的特殊性，具有较大的离子半径易极化和变形，很容易吸附在基体表面，为磷化提供了更多的活性点，作为磷化膜的形晶中心，有利于形成更多的晶核，起到表面调整剂和促进剂的作用，加速了磷化反应过程，促进成膜的顺利进行，获得细致的磷化膜，耐蚀性和耐磨性提高。同时钥酸铵和硝酸镍的加入，增加了磷化膜层黑度，同时也提高了磷化膜的耐蚀性和耐磨性。本发明通过原料组成的相互协同作用，使磷化槽液稳定性增强，对石油套管接箍磷化处理，表面形成的磷化膜更加的细致，耐蚀性能大幅度提高，充分的满足油田套管接箍磷化防腐、耐磨、防粘扣的要求。本发明石油套管接箍用磷化液使用方法为:
I)接箍有油无锈时的工艺流程
脱脂一水洗一表面调整一磷化一水洗一烘干。2)接箍有油有锈时的工艺流程
脱脂一水洗一酸洗一中和水洗一水洗一表面调整一磷化一水洗一烘干。将接箍在磷化液处理前，必须除净其表面的油脂和铁锈及一切附着污物，然后在常温的锰系表面调整剂处理中浸溃0.5 1.0分钟，以达到在其表面形成晶核和提高磷化膜的耐蚀性和附着力，然后进行磷化处理。本发明石油套管接箍磷化液磷化处理使用方法为:
将本发明产品原液15与水84-88重量比配成磷化处理液，升温到80 90°C ;然后将石油套管接箍放入，处理时间8 20分钟。与现有磷化液相比，本发明利用稀土元素的复合促进剂和钥酸铵和硝酸镍的共同作用，增加了磷化膜的结晶核，加速磷化反应的速度，增强磷化膜的耐蚀性和耐磨性能，使油田套管接箍表面形成的磷化膜黑度增加，显著提高了被处理接箍的耐腐蚀性能和减磨损性能，避免了粘扣现象的发生。
具体实施例方式实施例1:
原料质量配比:
质量百分比浓度85%磷酸H3PO4 30 质量百分比浓度68%硝酸HNO3 30 碳酸锰MnCO313
硝酸镍 Ni (NO3) 2 6H201.5
氯化镧 LaCl30.005
钥酸铵(NH4)6Mo7O24 4H200.05
硝酸钍 TH(NO3)4.4H200.025
朽1 檬酸 C6H8O71.5
去尚子水50。制备方法:
在反应釜中，先加入1/3质量的去离子水，进行搅拌，然后加入磷酸、硝酸，搅拌1(T20分种，再把碳酸锰缓慢加入，边加边搅拌，直到碳酸锰反应溶解至透明状，再把氯化镧、钥酸铵、硝酸钍、硝酸镍加入搅拌溶解，最后将柠檬酸和余量的去离子水加入，搅拌30分钟，得
女口
广叩o实施例2:
原料质量配比:
质量百分比浓度85%磷酸27
质量百分比浓度68%硝酸40
碳Ife猛13
硝酸镍1.5
氯化镧0.005
钥酸铵0.05
硝酸钍0.025
朽1檬酸1.5
去离子水55
制备方法同实施例1。实施例3:
原料质量配比:
质量百分比浓度85%磷酸33
质量百分比浓度68%硝酸33
碳Ife猛13
硝酸镍1.5
氯化镧0.005
钥酸铵0.05硝酸钍0.025
柠檬酸2
去离子水60 ；
制备方法同实施例1。实施例4:
原料质量配比:
质量百分比浓度85%磷酸28
质量百分比浓度68%硝 酸36
碳酸锰12
硝酸镍1.5
氯化镧0.005
钥酸铵0.05
硝酸钍0.025
柠檬酸2
去尚子水50 ；
制备方法同实施例1。实施例5:
原料质量配比:
质量百分比浓度85%磷酸29
质量百分比浓度68%硝酸33
碳Ife猛13
硝酸镍1.5
氯化镧0.005
钥酸铵0.05
硝酸钍0.025
柠檬酸2
去尚子水52 ；
制备方法同实施例1。实验例
将实施例1-5产品分别按重量比，磷化液15与水85重量比配成磷化处理液，升温到80 90°C ;然后将石油套管接箍放入，处理时间15分钟。检测结果如下表:
权利要求
1.石油套管接箍用磷化液，其特征是: 原料质量配比: 质量百分比浓度85%磷酸 25 33 质量百分比浓度68%硝酸 30 40 碳酸猛10 13 硝酸镍0.5 3 氯化镧0.005 0.008 钥酸铵0.05 0.08 硝酸钍0.025 0.05 朽1檬酸0.5 2 去离子水40 60 ; 混合制成。
2.石油套管接箍用磷化液制备方法，其特征是: 原料质量配比: 质量百分比浓度85%磷酸 25 33 质量百分比浓度68%硝酸 30 40 碳酸猛10 13 硝酸镍0.5 3 氯化镧0.005 0.008 钥酸铵0.05 0.08 硝酸钍0.025 0.05 朽1檬酸0.5 2 去离子水40 60 ; 在反应釜中，先加入1/3质量的去离子水，进行搅拌，然后加入磷酸、硝酸，搅拌1(T20分种，再把碳酸锰缓慢加入，边加边搅拌，直到碳酸锰反应溶解至透明状，再把氯化镧、钥酸铵、硝酸钍、硝酸镍加入搅拌溶解，最后将柠檬酸和余量的去离子水加入，搅拌30分钟，得女口广叩o
全文摘要
本发明石油套管接箍用磷化液，由原料重量配比质量百分比浓度85%磷酸25～33、质量百分比浓度68%硝酸30～40、碳酸锰10～13、硝酸镍0.5～3、氯化镧 0.005～0.008、钼酸铵0.05～0.08、硝酸钍0.025～0.05、柠檬酸0.5～2、去离子水 40～60混合制成。其磷化槽液稳定性强，对石油套管接箍磷化处理，表面形成的磷化膜更加的细致，耐蚀性、耐磨性提高，充分的满足油田套管接箍磷化防腐、耐磨、防粘扣的要求。
文档编号C23C22/42GK103243321SQ20131018492
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月20日 优先权日2013年5月20日
发明者张连鸿 申请人:辽宁天龙化工有限公司