抽油井管杆摩擦副耐磨蚀性能试验研究

对抽油井常用管杆材料以及表面处理后的管杆材料摩擦副耐磨蚀性能进行了试验研究,结果表明：J55与N80普通油管与QT60接箍配合时,接箍磨蚀最小;而无论与哪种接箍对磨,涂层油管最耐磨,并且与非调质钢（FG20）接箍磨蚀时,接箍最耐磨。     

Fe基非晶涂层的组织结构与耐磨性研究

利用电弧喷涂技术在45#钢基体上制备了Fe基非晶合金涂层。与YG8球配副,在干摩擦条件下对涂层与45#钢的摩擦磨损性能进行了对比研究。采用XRD、扫描电镜及显微硬度计等分析仪器对涂层组织结构及磨损形貌进行表征。结果表明:涂层中含有非晶相,孔隙率较少,涂层平均硬度高达HV1124。与45#钢相比,涂层的摩擦因数较小,耐磨性明显高于45#钢基体,其磨损机制以片状剥落为主。     

抽油杆/油管耐磨涂层摩擦磨损特性试验研究

针对我国东部地区油田抽油杆／油管井下偏磨严重这一实际情况，提出在抽油杆或油管接触表面进行喷涂耐磨涂层的防磨措施。在摩擦磨损试验机上进行了经喷涂工艺处理的抽油杆／原油管、经喷涂工艺处理的油管／原抽油杆试验以及未经处理的杆／管的摩擦磨损试验。试验证明，经喷涂工艺处理的管与抽油杆进行摩擦时，耐磨性能较好，摩擦系数与磨损率都较低。     

润滑条件对Al2O3基陶瓷材料摩擦磨损性能的影响

本文对Al2O3基陶瓷材料/45#钢摩擦副的摩擦系数与45#钢/45#钢的摩擦系数作了对比滑动摩擦试验研究,观测分析了Al2O3基陶材料磨痕形貌,并就干摩擦,油润滑状态下Al2O3基陶瓷材料的磨损机理进行了分析。结果表明,分别在干摩擦和20#机油润滑下,Al2O3基陶瓷材料/45#钢的摩擦系数均比45#钢自配副时的低,在干摩擦条件下,Al2O3基陶瓷材料的磨损机理是脆性微剥落和磨粒磨损,油润滑条件下,该材料的磨损机理是脆性脱落和耕犁,但磨损量小于干摩擦条件下的磨损量,说明油润滑对Al2O3基陶瓷材料有明显的减磨作用。     

有杆泵井管杆偏磨腐蚀试验研究

利用摩擦磨损试验机,对N80、J55两种油管材料与45#钢、35CrMo和20CrMo 3种抽油杆材料配对后在不同矿化度油井污水、温度下进行了摩擦磨损腐蚀试验.结果表明:在低温、低矿化度污水中,管杆磨蚀量相差不大,磨蚀效果不明显;污水矿化度对配对管杆磨蚀影响显著,而在同等污水条件下,磨蚀量随温度的升高略呈上升趋势;从整体来看,35CrMo/J55配对在各条件下的磨蚀量均较小,是较理想的摩擦副.     

油润滑下频率对GCr15／45^#钢摩擦副摩擦磨损特性的影响

利用DELTALAB-NENE DS20型高精度液压式微动试验机在齿轮油润滑条件下,对GCr15/45#钢摩擦副进行了微动磨损实验,研究了频率对GCr15/45#钢摩擦副对摩时的摩擦学性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)对45#钢的表面磨痕进行了观察和分析.结果表明,随着频率的增大,摩擦因数总体呈减小的趋势;随频率的增加,磨斑面积呈现减小趋势;其磨损机制为疲劳磨损,磨斑伴随有剥落痕迹.     

时间效应对45~#钢-铸铁摩擦副在自修复添加剂作用下摩擦磨损性能的影响

利用MMU-5G型端面摩擦磨损试验机,研究了在自修复添加剂作用下,时间对45#钢-铸铁摩擦副摩擦磨损性能的影响及其机制.验证了45#钢与铸铁匹配时摩擦表面形成自修复膜的能力,研究了铸铁的摩擦磨损性能及自修复膜形成情况,借助SEM和EDS观察分析摩擦表面形貌及成分组成.结果表明:时间效应对45#钢-铸铁摩擦副摩擦磨损性能的影响显著,铸铁试样的磨损失重损失低于45#钢,摩擦磨损时间为10 h时,45#钢试样表面生成自修复膜,而铸铁表面未观察有修复膜的生成,添加剂对铸铁的减摩和耐磨效应显著.     

Fe基非晶纳米晶电弧喷涂层的摩擦磨损行为

利用超电弧喷涂技术在20#钢基体上制备含有非晶纳米晶的铁基涂层。采用扫描电镜分析涂层的组织形貌,用X射线衍射分析涂层的相结构,并对涂层与基体20#钢在干摩擦条件下的摩擦学性能进行对比研究。结果表明:Fe基非晶纳米晶涂层中含有非晶相和纳米相,孔隙率较低,具有较高的硬度;相同条件下,涂层的摩擦因数较小,磨损量较小,涂层的耐磨性优于20#钢;20#钢基体的磨损失效形式为黏着磨损,而Fe基非晶纳米晶涂层的失效形式开始时是疲劳磨损,随着粒子的脱落,失效形式就变为磨粒磨损。     

润滑条件对Al_2O_3基陶瓷材料摩擦磨损性能的影响

本文对Al2O3基陶瓷材料/45＃钢摩擦副的摩擦系数与45＃钢/45＃钢的摩擦系数作了对比滑动摩擦试验研究,观测分析了Al2O3基陶瓷材料磨痕形貌,并就干摩擦,油润滑状态下Al2O3基陶瓷材料的磨损机理进行了分析。结果表明,分别在干摩擦和20＃机油润滑下,Al2O3基陶瓷材料/45＃钢的摩擦系数均比45＃钢自配副时的低。在干摩擦条件下,Al2O3基陶瓷材料的磨损机理是脆性微剥落和磨粒磨损,油润滑条件下,该材料的磨损机理是脆性脱落和耕犁,但磨损量小于干摩擦条件下的磨损量,说明油润滑对Al2O3基陶瓷材料有明显的减磨作用。     

纳米SiO2对火焰喷涂尼龙1010涂层干摩擦磨损性能的影响

为了探讨纳米SiO2(n-SiO2)对火焰喷涂尼龙(PA)1010涂层干摩擦磨损性能的影响,采用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机对不同n-SiO2含量的尼龙1010涂层的干摩擦磨损性能进行了测试;并利用扫描电子显微镜(SEM)对复合涂层的磨损表面进行观察,以探讨n-S iO2对火焰喷涂尼龙1010涂层摩擦磨损性能的影响机制。结果表明:n-SiO2的加入能明显提高尼龙涂层的耐磨性,降低摩擦因数,疲劳磨损、粘附磨损及犁切现象明显减轻;当n-SiO2含量为1.5%(质量分数)时,复合涂层摩擦磨损性能最佳,试验条件下磨损量降低近4倍,摩擦因数降低23%,跑合期降低44%,复合涂层与GCr15钢环对磨时的磨损机制主要为疲劳磨损和轻微的粘附磨损。     

有杆泵井管杆偏磨规律实验研究

利用自行设计制造的管杆磨蚀试验机,对N80油管和F45钒接箍材料进行了磨蚀实验,获得了油井产出液中油水比和含砂量对管杆偏磨的影响规律;并对J55和N80油管进行了腐蚀实验,获得了油田产出液pH值、矿化度对管杆磨蚀率的影响关系规律。实验结果表明:油井产出液油水比在5%~20%之间时,油水比越大,管杆的磨蚀率越小;含砂量在0.3‰~1.5‰之间时,管杆材料的磨蚀率随着油井产出液含砂量的增加而增大;管杆材料的腐蚀率都随着油井产出液矿化度的增大而增大。     

硅酸盐粉体作为润滑油添加剂在金属磨损表面成膜机制

在润滑油中添加蛇纹石硅酸盐粉体,采用MM-200摩擦磨损试验机研究了45#钢-45#钢摩擦副磨损表面的自修复陶瓷膜层形成机制,借助SEM及EDAX测试分析自修复陶瓷膜层的表面形貌及表面成分组成。结果表明摩擦能量对硅酸盐添加剂在磨损表面形成自修复膜层有很大的影响:自修复膜层为氧化物陶瓷材料,主要成分来自于硅酸盐添加剂。在低载荷300 N时,摩擦因数减小,硅酸盐添加剂不能转移到磨损表面,不能形成自修复膜层,仅仅起到减磨作用。下试样的失重随磨损时间增加而增加;在试验时间为20 h时,试样失重达到最大值,随后试样的失重反而减小。在载荷为600 N、900 N,试验时间30 h摩擦磨损后,在金属表面形成自修复保护膜,磨损表面比较平整光滑,无明显的片层剥落和犁沟,摩擦发生在自修复陶瓷材料之间,摩擦因数增加。硅酸盐添加剂在机械剪切作用下变形,在金属的磨损表面上铺展,并且在摩擦磨损过程中不断向摩擦表面转移,形成了均匀光滑的自修复膜层。自修复膜层隔离了金属摩擦表面的直接接触,摩擦磨损发生在自修复膜层之间,有效地降低了金属的磨损。     

TD法VC涂层与陶瓷和钢对摩时摩擦磨损性能对比研究

采用TD法在Cr12MoV冷作模具钢表面制备VC涂层,在摩擦磨损试验机上考察VC涂层与钢球、钢柱和陶瓷球配副时的摩擦磨损性能,利用扫描电镜、粗糙度测量仪和X射线衍射仪(XRD)分析涂层磨损前后表面及界面的形貌、表面粗糙度和物相组成.结果表明,与不同摩擦副配副时,VC涂层摩擦因数随着磨损时间增加先增大后趋于平稳,磨损率随着磨损时间增加而减小,其中与钢柱配副时摩擦因数最小,磨损率最低.与不同摩擦副配副时,VC涂层磨损机制与失效形式不同,与钢球配副时VC涂层磨损机制为磨粒磨损,失效形式为划痕和剥落坑;与钢柱配副时VC涂层磨损机制为黏着磨损和疲劳磨损,失效形式为犁沟和片层状剥落;与陶瓷球配副时VC涂层磨损机制为氧化磨损,失效形式为脆性断裂.     

油井管杆材料配对腐蚀试验研究

针对有杆泵井普遍存在的油管和抽油杆偏磨腐蚀问题,对2种管材料N80和J55,3种杆材料20CrMo,35CrMo和45#钢分别配对,在不同矿化度的污水和温度条件下进行腐蚀试验,测试了不同管杆材料配对时的腐蚀速度,获得了温度和矿化度对管杆配对腐蚀的影响规律。结果表明:配对试样的腐蚀速度均随污水矿化度的升高而增加;在较高矿化度污水中,温度越高腐蚀越严重,在中低矿化度污水中,温度较低时腐蚀较严重;35CrMo/J55配对在各种温度和矿化度条件下抗腐蚀性能均较好。     

干摩擦条件下树脂刹车片磨损机制研究

为了优化拖缆机刹车部件的设计参数,同时进一步提高刹车片的耐磨性能,采用MPV-600型磨粒磨损试验机研究无石棉树脂摩擦片和黄铜试样与45#钢配副在干摩擦条件下的摩擦学性能,利用体式显微镜观察试样的磨损形貌并分析其磨损机制。结果表明:摩擦热引起的温升导致的硬度下降及磨损机制的改变是干摩擦条件下摩擦片磨损的主要原因;树脂刹车片的耐热性能、耐磨性能均好于黄铜试样,树脂刹车片与钢配副的摩擦因数主要是由树脂刹车片中的铜纤维材料决定的;干摩擦条件下树脂摩擦片的磨损机制是以磨粒磨损和氧化磨损为主,而黄铜试样以磨粒磨损和黏着磨损为主。     

化学镀Ni—B合金与有机钼对金属基体的双重保护

采用表面镀层和润滑油中加入某些添加剂，使两者产生协同效应，是减少相对运动的零件表面间摩擦磨损的一项有效措施，本文研究了Ｎｉ－Ｂ合金镀层与油溶性有机钼的联系及摩擦磨损机理，摩擦磨损实验结果表明，Ｎｉ－Ｂ合金镀层与油溶性有机钼（ＭｏＤＴＰ）有良好的协同效应，可大幅度提高运动副的减摩性和耐磨性，如Ｎｉ－Ｐ合金镀层经４０℃热处理，油中加ＭｏＤＴＰ比４５钢基础油润滑下，耐磨性提高１２．８倍，摩擦系数降低５４     

镍基Si3N4复合镀层的摩擦磨损特性

通过复合电镀法制备了N i-Si3N4和N i-P-Si3N4两种复合镀层,分别与热处理45#钢组成摩擦副,进行环-环摩擦磨损试验,测试了摩擦因数和磨损量,并观察了磨损表面形貌,探讨了摩擦副的摩擦磨损机理。结果表明,N i-P-Si3N4/45#钢摩擦副的摩擦因数较小,磨损量低,具有良好的减摩耐磨性能。镀层基体的性能明显影响复合镀层的摩擦磨损性能。磨料磨损是N i-Si3N4/45#钢摩擦副的主要磨损形式,导致45#钢的磨损量增大;N i-P-Si3N4镀层对Si3N4颗粒具有良好的把持力,避免了磨料磨损的产生,摩擦副处于稳定的边界润滑摩擦状态。