拓寬化學鍍鎳在石油機械產品中的應用

　　文/顧明華·荊州市八方電鍍化工有限公司

　　化學鍍鎳磷因其優異性能，被廣泛用拓油機械工業。但隨著技術要求的不斷提高，用戶對鎳磷鍍層提出了新的要求。本文針對在生產中出現的閂題，經多年踐行及驗證，提出確定最佳工藝條件。

　　化學鍍鎳磷合金具有耐酸、堿、鹽，耐磨，鍍層均勻等優異性能，特別是在含硫化物和二氧化碳介質中突出的耐蝕性，使得其在石油機械產品中有良好的應用。

　　本文針對在施鍍過程中出現的問題和解決的途徑進行闡述，期望與從事化學鍍鎳技術的同仁交流，在提高質量，降低成本，創新、拓寬先進功能產品技術上，互相借鑒和參考。
 

石油機械產品對鍍層要求

　　石油機械設備大多暴露在氫化物、硫化物、二氧化碳、鹽水、海水等惡劣的環境下，并還兼有吸入泥沙引起的磨損和高達280℃高溫的浸蝕。因此，設備的腐蝕、磨損十分嚴重。

　　工藝上，要求鍍層厚度在0.03~0.09mm，單邊均勻誤差2μm；鍍層硬度≥50HRC；有的產品硬度≥65~70HRC；要求耐腐蝕性在中性鹽霧（NSS）試驗后，滿足經120h達到10級（未出現明顯腐蝕缺陷）；還有的要求更苛刻，工作面鍍層粗糙度Ra0.4μm，不允許有針孔，每件產品小于0.38mm的針孔不超過3個；中心孔及其非鍍區要進行遮蔽等等。

　　有些用戶還簽訂化學鍍鎳技術協議，每批產品提供標準試片，隨產品同槽鍍覆，若未達到規定的性能要求，有權索賠。

化學鍍鎳應用及工藝操作

　　化學鍍鎳磷合金鍍層規范和試驗方法的最新指南，是依據國家標準GB/T13913一2008/ISO4527：2003，采用自制的中磷酸性化學鍍鎳液，確定工藝技術參數和流程。

　　鍍液組成及操作條件

　　鍍液的組成為25g/L  NiS0₄·6H₂0，30g/L的NaH₂P0₂，15g/L的CH₃C00Na·3H₂，DL一蘋果酸十甘氨酸+乳酸，45mg/LKI，20mg/LCuso₄·5H₂0；pH值在4.5~5.0，溫度為85~90℃；硫酸鎳、次磷酸鈉和其他材料均選用食品級，且鍍層達到歐盟ROHS標準。

　　工藝流程

　　鍍件→有機溶液除油→滴干→化學除油（40g/LFc一4370H）→熱水（≥80℃）→冷水→化學除油（30g/LFc一4370H）→熱水（≥80℃）→冷水→活化（10~15%HCL）→冷水→中和預熱（5%Na0H、80℃純水）一化學鍍鎳→冷水→熱純水（≥80℃）→晾干（吹干）→冷卻→檢驗→包裝→出廠。

　　一般45鋼材料和鍍層厚度≤0.03mm的工件，如油田套管、泵體和井下工具及供油總管、回油管匯等可按以上工藝操作進行，均得到良好的鍍層。

　　45鋼和20~40GrMo的材料，鍍層厚度在0.06~0.09mm的鍍件，必須要配制專用的鍍液且添加潤濕劑和加強前處理，方可達到鍍層的要求。

　　如固井壓裂機組配套的十字接頭、連桿等直徑76~152mm、長度在200~360mm的產品；鍍層厚0.05~0.08mm；1~3時高壓管匯中旋塞，鍍層厚0.07~0.09mm，鍍后熱處理硬度65~70HRC。因此，對鎳磷鍍層提出了特殊要求。

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