Ремонт насосных штанг
С целью удовлетворения потребностей нефтяных компаний в качественном оборудовании и повышении рентабельности добычи Акционерным Обществом «Очёрский машиностроительный завод» был разработан метод глубокого ремонта насосной штанги. Насосная штанга, восстановленная методом глубокого ремонта, успешно прошла опытно-промышленные испытания.
В основе метода глубокого ремонта лежит принцип горячей радиально-сдвиговой винтовой прокатки (РСВП) прутка ШН 7/8” (22 мм.) б/у, не подлежащего ремонту, до ШН 3/4” (19 мм.) за счет уменьшения диаметра поперечного сечения тела прутка. Температура прокатки 1150±15°С по площади сечения и длине прутка. Одна из особенностей данного процесса состоит в конечном сжатии поверхностных и прилегающих слоев в направлении истечения металла, что способствует получению качественной поверхности с высоким уровнем специальных свойств прочности и пластичности. Процесс радиально-сдвиговой винтовой прокатки прутка ШН б/у, позволяет получить мелкозернистую структуру заготовки и равномерно распределить карбидные составляющие по всему металлу.
Рис. 1. Схема радиально-сдвиговой прокатки. 1 - валок; 2 - заготовка; 3 - траектория движения металла на поверхности заготовки.
В основе способа лежит траекторное управление движением деформируемого металла. В очаге деформации создается геликоидальное истечение металла с торможением внешнего слоя заготовки и разгоном внутреннего. Разнонаправленные потоки вызывают интенсивные сдвиговые перемещения в объеме проката. Многократно интенсифицируется измельчение структурного строения. Металл приобретает характерное мелкодисперсное строение металла, практически не доступное для других стационарных способов ОМД (рис. 2) По своему морфологическому строению, структуре и свойствам металл после РСП становится материалом нового качества. Происходит комплексное повышение и стабилизация физико-механических и служебных свойств металла на уровне, превосходящем традиционный.
Рис. 2. Схема течения внешнего слоя заготовки. V0(1) – скорости движения металла до и после очага деформации.
Тело отработанных насосных штанг поражено в основном поверхностными дефектами. В результате траекторно управляемой РСП скорость движения периферийных слоев заготовки уменьшается, что связано с образованием расширяющихся трубок тока (диффузоров) (рис. 2). Такой характер течения оказывает рассеивающее (по типу пульверизатора) действие на структурные элементы, которые приобретают форму изотропных обособленных частиц, высокой дисперсности. Также и поверхностные несплошности, рассеиваясь, интенсивно уменьшаются в своем развитии. Интенсифицируются рекристаллизоционные и диффузионные процессы, снимающие эксплуатационную усталость штанг. Кроме, того устранению дефектов и получению проката высокой точности активно способствует непрерывно-дискретный характер процесса. Каждый элемент поверхности заготовки, совершая непрерывное движение по спирали, многократно обрабатывается валками. Отклонение диаметра прутков от номинального не превышает 1%.
Статья о данной технологии опубликована в журнале Инженерная практика №9/2014