一種石油管接箍的磷化工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種石油管接箍的磷化工藝，該工藝采用的磷化液組成為：85%磷酸18-20g/L，磷酸二氫錳23-27g/L，68%硝酸6-8g/L，氯化鈣3.5-5.5g/L，氫氧化鋇5-7g/L，氧化鋅6-8g/L，鉬酸鈉4-6g/L，鎢酸銨3-5g/L，酒石酸6-10g/L，檸檬酸鈉8-12g/L，余量為水；所述工藝為：石油管接箍堿洗，然后用1mol/L鹽酸除銹活化，隨后放入具備上述組成的磷化液中；同時保持磷化液的pH值至2.5-3.5；將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度在3.5-4.5mg/L范圍內；并在25-35℃溫度下磷化反應3-10分鐘；磷化后用水清洗、然后吹干。
【專利說明】一種石油管接箍的磷化工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及表面處理【技術領域】，尤其涉及一種石油管接箍的磷化工藝。
【背景技術】
[0002]磷化是大幅度提高金屬表面耐腐蝕性的一個簡單可靠、費用低廉、操作方便的工藝方法，通過磷化處理的鋼鐵表面能形成幾微米厚的一層磷化膜，可以提高金屬的抗腐蝕性和耐磨性，并能經受400-500°C的短時間烘烤，是涂裝和涂覆防銹油脂的良好底層，因此被廣泛應用在鋼鐵制品表面處理的實際生產中。
[0003]現代磷化工藝流程一般為:脫脂一水洗一除銹一表調一磷化一水洗一烘干。
[0004]所謂磷化處理是指金屬表面與含磷酸二氫鹽的酸性溶液接觸，發生化學反應而在金屬表面生成穩定的不溶性的無機化合物膜層的一種表面的化學處理方法。所形成的膜稱為憐化月吳。
[0005]按磷化成膜體系主要分為:鋅系、鋅鈣系、鋅錳系、錳系、鐵系、非晶相鐵系六大類。
[0006]按磷化處理溫度，可分為常溫(40°C以下)、中溫(50_70°C )和高溫(80°C以上)。
[0007]石油管管接箍是開采石油用井管的重要連接部件，油井管接頭的粘扣問題是油井管常見的失效形式之一，磷化處理應用于石油專用管接箍的表面處理，主要作用是防銹、減少摩擦和抗螺紋粘扣。在API (美國石油協會)的標準中規定:在油套管使用中，螺紋上卸扣后觀察螺紋表面，如果沒有損傷則為I次上卸扣操作完成。
[0008]目前對石油專用管接箍的表面處理，普遍采用鋅錳磷化液進行表面處理，通過該種方式處理后在金屬表面會產生一定的磷化膜，但該磷化液處理溫度一般高于95°C，處理時間一般在25分鐘以上，沉渣多，并且該磷化膜形成的效果不好，性能不穩定，磷化工作液陳化后磷化膜不易形成，而且不能實現工業化生產，不能達到防粘扣、抗耐磨性和抗咬合性要求。在應用于N80以上高鋼級油套管時，在API (美國石油協會)最大扭矩下上卸扣，通常第I?2次即出現粘扣現象。
[0009]隨著市場需求的變化，用戶對油套管的抗粘扣性能提出了越來越高的要求，原有的鋅錳磷化處理工藝已不能適應其要求。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于提出一種石油管接箍的磷化工藝，該工藝采用的磷化液壽命長，質量好，環保、安全，不含有毒的Cr、亞硝酸鹽，操作簡單，節約能源，節約材料和水。
[0011]為達此目的，本發明采用以下技術方案:
[0012]一種石油管接箍的磷化工藝，該工藝采用的磷化液組成為:85%磷酸18_20g/L，磷酸二氫錳23-27g/L，68%硝酸6_8g/L，氯化鈣3.5-5.5g/L，氫氧化鋇5_7g/L，氧化鋅6_8g/L，鑰酸鈉4-6g/L，鎢酸銨3-5g/L，酒石酸6_10g/L，檸檬酸鈉8_12g/L，余量為水；所述工藝包括如下步驟:待處理石油管接箍經堿洗去除污垢后后，用lmol/L鹽酸除銹活化，隨后放入具備上述組成的磷化液中；同時保持磷化液的PH值至2.5-3.5 ;將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度在3.5-4.5mg/L范圍內；并在25_35°C溫度下磷化反應3_10分鐘；磷化完畢后，用水清洗2-3次、然后吹干。
[0013]本發明與現有技術相比的有益效果是:
[0014]1、本發明磷化膜內存在鋅、鈣、鋇組分，具有較高的硬度、附著力和耐蝕性，在油井管上卸扣過程中可有效改進螺紋表面摩擦性能，從而提高該磷化膜的耐磨性能、抗粘扣性能，本發明的磷化液用于管接箍后上、卸扣次數可達到8-10次；
[0015]2、傳統的錳系磷化液往往含有有毒物質-亞磷酸鹽，本發明磷化液不含有毒物質,并且性能穩定,減少了沉渣；
[0016]3、該磷化液通過浸潰式磷化方式應用，通過對磷化液中離子成分的控制，在金屬表面形成一種致密黑色結晶磷化膜，生產中簡化操作、方便維護，可有效應用于實際工業化生產；
[0017]4、傳統的錳系磷化液處理溫度高，一般彡95°C，處理時間長，一般要在25分鐘以上，而且沉渣多。本發明為常溫磷化液，節省能源。
【具體實施方式】
[0018]實施例一
[0019]一種石油管接箍的磷化工藝，該工藝采用的磷化液組成為:85%磷酸18g/L，磷酸二氫猛27g/L,68%硝酸6g/L,氯化|丐5.5g/L,氫氧化鋇5g/L,氧化鋅8g/L,鑰酸鈉4g/L,鎢酸銨5g/L，酒石酸6g/L，檸檬酸鈉12g/L，余量為水；所述工藝包括如下步驟:待處理石油管接箍經堿洗去除污垢后后，用lmol/L鹽酸除銹活化，隨后放入具備上述組成的磷化液中；同時保持磷化液的PH值至2.5 ;將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度在4.5mg/L范圍內；并在25°C溫度下磷化反應10分鐘；磷化完畢后,用水清洗2次、然后吹干。
[0020]實施例二
[0021]一種石油管接箍的磷化工藝，該工藝采用的磷化液組成為:85%磷酸20g/L，磷酸二氫錳23g/L，68%硝酸8g/L，氯化鈣3.5g/L，氫氧化鋇7g/L，氧化鋅6g/L，鑰酸鈉6g/L，鎢酸銨3g/L，酒石酸10g/L，檸檬酸鈉8g/L，余量為水；所述工藝包括如下步驟:待處理石油管接箍經堿洗去除污垢后后，用lmol/L鹽酸除銹活化，隨后放入具備上述組成的磷化液中；同時保持磷化液的PH值至3.5 ;將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度在
3.5mg/L范圍內；并在35°C溫度下磷化反應3分鐘；磷化完畢后，用水清洗3次、然后吹干。
[0022]實施例三
[0023]一種石油管接箍的磷化工藝，該工藝采用的磷化液組成為:85%磷酸19g/L，磷酸二氫錳25g/L，68%硝酸7g/L，氯化鈣4.5g/L，氫氧化鋇6g/L，氧化鋅7g/L，鑰酸鈉5g/L，鎢酸銨4g/L，酒石酸8g/L，檸檬酸鈉10g/L，余量為水；所述工藝包括如下步驟:待處理石油管接箍經堿洗去除污垢后后，用lmol/L鹽酸除銹活化，隨后放入具備上述組成的磷化液中；同時保持磷化液的PH值至3.0 ;將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度在
4.0mg/L范圍內；并在30°C溫度下磷化反應7分鐘；磷化完畢后，用水清洗3次、然后吹干。
【權利要求】
1.一種石油管接箍的磷化工藝，其特征在于，該工藝采用的磷化液組成為:85%磷酸18-20g/L,磷酸二氫錳 23-27g/L，68% 硝酸 6_8g/L，氯化鈣 3.5-5.5g/L，氫氧化鋇 5_7g/L，氧化鋅6-8g/L，鑰酸鈉4-6g/L，鎢酸銨3-5g/L，酒石酸6_10g/L，檸檬酸鈉8_12g/L，余量為水；所述工藝包括如下步驟:待處理石油管接箍經堿洗去除污垢后后，用lmol/L鹽酸除銹活化，隨后放入具備上述組成的磷化液中；同時保持磷化液的pH值至2.5-3.5 ;將臭氧通入上述磷化液中，保持磷化液中的臭氧濃度在3.5-4.5mg/L范圍內；并在25_35°C溫度下磷化反應3-10分鐘；磷化完畢后，用水清洗2-3次、然后吹干。
【文檔編號】C23C22/42GK104250774SQ201310263503
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月26日 優先權日:2013年6月26日
【發明者】高忠清 申請人:無錫洛社科技創業有限公司