专利名称：在油井管专用管接头螺纹表面铬镍钼复合电镀方法
技术领域：
本发明涉及一种在油井管专用管接头螺纹表面铬镍钼复合电镀的方法，属金属管 表面处理技术领域。
背景技术：
我国石油与天然气勘探开发的力度不断加大，每年钻井数量都维持在较高水平， 钻井量约占世界的1/5，已成为世界三大钻井量最多的国家(美国、加拿大、中国)之一。据 中国石油天然气集团公司规划，该公司“十一五”期间每年钻井将达15000 口，进尺量2330 万米，2010年将达到M70万米。而在油气勘探开发过程中，需要消耗大量的油井管，油井管 包括钻杆及钻柱构件、套管和油管。而油井管的联接基本上是使用螺纹联接，这种联接油井 管的螺纹叫油井管专用螺纹。在石油天然气的开发过程中，C02i2S、Cl_等气体和介质对油井管及其专用螺纹的 腐蚀已成为油田的主要腐蚀问题，它不仅给油田造成了巨大的经济损失，而且往往带来一 些灾难性的后果，如人员伤亡、停工停产以及环境污染等。而二氧化碳腐蚀和硫化氢腐蚀 在其中占主要作用。目前大部分油田普遍存在严重的二氧化碳和硫化氢腐蚀问题，每年有 这两项腐蚀导致的事故给油田带来的经济损失高达亿元以上，在油井管及专用螺纹的腐蚀 中，专用螺纹的腐蚀尤为严重，这是由于套管上的专用螺纹在装配和使用过程中要承受拉 伸、压缩、内外压力和弯曲载荷等复合压力的综合作用。相对于油井管，其腐蚀更容易发生， 这就要求螺纹不但具有足够的连接强度，能保证螺纹连接起来的管柱在承受内外数以百计 大气压下长期密封完整性及结构完整性，而且也要具有高的耐腐蚀性能。所以对开发抗二 氧化碳腐蚀及硫化氢腐蚀的油井管专用螺纹产品具有重要意义。近年来，许多研究者发现钢中加Cr，能提高钢的耐二氧化碳腐蚀。抗腐蚀的关键 在于腐蚀产物膜的保护作用。研究发现，含Cr合金钢腐蚀以后，表面会形成Cr的氢氧化物 Cr (OH)3，其化学性质比较稳定，随着腐蚀产物膜中!^eCO3的溶解，Cr元素会在腐蚀产物膜中 富集。学术界普遍认为Cr的富集是钢提高抗(X)2腐蚀能力的主要原因。Cr在低温下抑制硫化氢腐蚀效果也比较好，但是没有Ni好。Ni具有使奥氏体的 基体稳定，能抑制由于电镀产生的夹杂相引起的内表面上的裂纹和内表面的破碎缺陷，可 以提高抗硫化氢均勻腐蚀性能特别是局部抗腐蚀性能。Mo具有在与Cr共存下提高合金的 强度的作用，还有显著提高耐蚀性、特别是耐氯离子点腐蚀性的作用。由上面可以看出，要是能同时在一个钢中加入Cr、Ni和Mo这三种元素，且这三种 元素能配以合适比例，就能较好的抵抗二氧化碳、硫化氢，氯离子腐蚀。在油井管专用螺纹的表面铬镍钼复合电镀就是基于上述原理而发明的，在油井管 专用螺纹的表面快速镀上一层铬、镍和钼。在电镀过程中严格控制其电镀工艺参数，从而使 得这三种元素达到合适的比例。
发明内容
本发明的目的是提供一种在油井管专用管接头螺纹表面铬镍钼复合电镀的方法。本发明一种在油井管专用管接头螺纹表面铬镍钼复合电镀的方法，其特征在于以 下的过程和步骤
a.设计复合电镀液的原料配方
CrCl3. 6H2015^25 g、Na2MoO4 2H205 15 g、NiCl. 6H2045 55 g、Na4P2O7.IOH2O25^35 g、N2H4. H2SO4NaHCO35 15 g、CH3COONa. 3H205 15 g、SrSO4Γ5 g、去离子水IL ；
上述电镀液用H2SO4调节其PH值为广9 ；其中Cr37Ni27Mo042-的当量浓度比为(广3) /5/ (广3)；电镀液均由化学纯试剂用去离子水配成； b.复合电镀的工艺过程 (1)用传统常规方法对欲处理的油井管专用管接头螺纹表面进行预处理，其工艺流 程为流动冷水洗一化学除油一热水洗一流动冷水洗一弱腐蚀一热水洗一流动冷水洗一烘 干；
其中，化学除油工序中，采用的除油剂配方为正硅酸钠水=2:5 (体积比)；处理温 度75°C，处理时间5 15分钟；弱腐蚀工序中，采用质量浓度为广10%的盐酸水溶液，在室温 条件下浸泡2(Γ100秒；
(2)将上述经预处理好的专用管接头放置于盛有上述复合电镀液的电镀槽中，将螺纹 表面进行复合电镀；电镀工艺采用的电流密度为l(T30A/dm2，电镀液温度为4(T60°C，电镀 时间为2 3小时；
最终在专用管接头螺纹表面获得铬镍钼复合镀层。
本发明的优点和特点
本发明的优点就是，综合各种元素在抗腐蚀方面的优势，Cr在抗二氧化碳腐蚀方面有 其优越性；M可以抗硫化氢腐蚀；Mo能很好的耐氯离子点蚀。在油井管专用螺纹表面复合 镀上这三种元素，电镀过程中，调节各种电镀参数，使得Cr、Ni、Mo三种元素在镀层中的分 布和含量达到一个耐蚀性方面的一个合理值，从而油井管专用螺纹达到一个最优的耐蚀性 能，本发明镀层中三种元素的含量为(质量分数)=Cr在20% 35%之间，Ni在40% 55%之间， Mo在15 25%之间。镀层的厚度在1 (Γ1000 μ m之间。
具体实施例方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。 实施例 在实施例中，其具体过程和步骤如下 (1)设计复合电镀液的原料配方
CrCl3.6H2020 g、Na2MoO4. 2H20 10 g、
NiCl. 6H2050 g、Na4P2O7. IOH2O 30 g权利要求
1. 一种在油井管专用管接头螺纹表面铬镍钼复合电镀的方法，其特征在于具有以下的 过程和步骤a.设计复合电镀液的原料配方CrCl3. 6H2015^25 g、Na2MoO4 2H205 15 g、NiCl. 6H2045 55 g、Na4P2O7.IOH2O25^35 g、N2H4. H2SO4NaHCO35 15 g、CH3COONa. 3H205 15 g、SrSO4Γ5 g、去离子水IL ；上述电镀液用H2SO4调节其PH值为广9 ；其中Cr37Ni27Mo042-的当量浓度比为(广3) /5/ (广3)；电镀液均由化学纯试剂用去离子水配成； b.复合电镀的工艺过程 (1)用传统常规方法对欲处理的油井管专用管接头螺纹表面进行预处理，其工艺流 程为流动冷水洗一化学除油一热水洗一流动冷水洗一弱腐蚀一热水洗一流动冷水洗一烘 干；其中，化学除油工序中，采用的除油剂配方为正硅酸钠水=2:5 (体积比)；处理温 度75°C，处理时间5 15分钟；弱腐蚀工序中，采用质量浓度为广10%的盐酸水溶液，在室温 条件下浸泡2(Γ100秒；(2)将上述经预处理好的专用管接头放置于盛有上述复合电镀液的电镀槽中，将螺纹 表面进行复合电镀；电镀工艺采用的电流密度为l(T30A/dm2，电镀液温度为4(T60°C，电镀 时间为2 3小时；最终在专用管接头螺纹表面获得铬镍钼复合镀层。
全文摘要
本发明涉及一种在油井管专用管接头螺纹表面铬镍钼复合电镀的方法，属金属管表面处理技术领域。本发明的特点是采用了一种新型的铬镍钼复合电镀液，其中的Cr3+/Ni2+/MoO42-的当量浓度比为(1~3)/5/(1~3)；电镀工艺中采用的电流密度为10~30A/dm2，电镀液温度为40~60℃，电镀时间为2~3小时；最终在管接头螺纹表面获得铬镍钼复合镀层。经本发明方法处理过的油井管管接头螺纹表面，其载流子密度和失重远远低于未经电镀处理的管接头螺纹表面。这表明了经铬镍钼复合电镀处理的专用管接头螺纹具有更好的耐蚀性。
文档编号C25D3/56GK102108532SQ20111000759
公开日2011年6月29日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者吴红艳, 李振华, 王毅, 钟庆东, 钮晓博 申请人:上海大学