Стальные втулки радиальных опор электроцентробежных насосов с покрытием ПЛАКАРТ в два раза износоустойчивее твердосплавных аналогов

Стальные втулки радиальных опор электроцентробежных насосов с покрытием ПЛАКАРТ в два раза износоустойчивее твердосплавных аналогов
Задать вопрос
Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по данному решению

Журнал "Бурение и нефть" 6/2020   


М.В.Витухина, Заместитель коммерческого директора, направление "Нефтесервис"





Исследование ведущих сотрудников кафедры МОНиГП ( «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности») РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина подтвердило значительное превосходство втулок радиальных опор ЭЦН с покрытием Плакарт по износостойкости. Стальные втулки с покрытием, изготовленные по технологии АО "ПЛАКАРТ" , могут использоваться в установках ЭЦН, предназначенных для самых сложных условий эксплуатации по содержанию твердых взвешенных частиц (5 группа по ЕТТ НК Роснефть), обладающих высокой твердостью.

Для определения работоспособности узлов электроцентробежных насосов для добычи нефти, выполненных по технологии АО «ПЛАКАРТ» , были проведены следующие работы:

1. Физические испытания пар трения радиальных опор ЭЦН;

2. Анализ результатов экспериментов;

3. Создание рекомендаций по областям применения пар трения, выполненных с помощью нанесения износостойкого покрытия по технологии «ПЛАКАРТ».

При сравнительных испытаниях результаты износа втулок из твердого сплава принимались за эталон, с которым сравнивались результаты испытаний втулок, изготовленных по технологии АО «ПЛАКАРТ».

При проведении физических испытаний пар трения радиальных опор ЭЦН с втулками производства АО «ПЛАКАРТ» был использован принцип сравнительных испытаний радиальных подшипников для ЭЦН.

Для замеров были выбраны четыре параметра износа: потеря массы испытуемой детали (в г и % от первоначальной массы); изменение геометрических размеров – диаметров вращающейся и неподвижной втулок подшипника ( в мм и % от первоначальных размеров); скорости износа по массе (г/час); скорости износа по диаметру (мм/час).

Корпус подшипника имеет отверстия для прохода жидкости и неподвижную запрессованную втулку, выполненную из твердого сплава, в которой вращается втулка, надеваемая на вал ЭЦН.

Все представленные к испытанию втулки имели длины 36 мм, длина втулок неподвижных, запрессованных в корпусные детали промежуточных подшипников, составляла 25 мм.

Проведение физических испытаний пар трения радиальных опор ЭЦН с втулками производства АО «ПЛАКАРТ»

Стенд для проведения испытаний.

В связи с нестандартными размерами образцов, представленных для проведения испытаний, экспериментальные работы проводились на стенде испытательной лаборатории кафедры машин и оборудования нефтяной и газовой промышленности. На указанном стенде ранее проводились многочисленные испытания деталей и узлов скважинных насосных установок и другого нефтегазового оборудования (ступени ЭЦН, подшипники скольжения и качения ЭЦН и забойных двигателей).

Стенд (рис.1) состоит из привода с вертикальным выходным валом, к которому присоединяются вращающиеся детали из исследуемых сборок (рабочие колеса, вращающиеся втулки подшипников, внутренняя втулка ниппеля ВЗД и т.д.). На станине стенда установлена емкость для размещения модельной жидкости и узел крепления неподвижной части исследуемых сборок (направляющий аппарат ступени ЭЦН, корпус подшипника ЭЦН, корпус ниппеля ВЗД). Система управления стенда обеспечивает изменение осевых и радиальных усилий (от 0 до 50 кГс) в испытываемых сборках, а также позволяет изменять частоты вращения ( от 150 до 1000 об/мин), что позволяет моделировать работу многих узлов трения нефтегазового оборудования.

Рис.1. Схема испытательного стенда

1 – рама; 2 – станина; 3 – приводной двигатель; 4 – приводной вал; 5 – крепление промежуточного вала; 6 – промежуточный вал; 7 – вращающаяся втулка; 8 – неподвижная втулка; 9 – корпус подшипника; 10 – крепление корпуса подшипника; 11 – модельная жидкость; 12 – крыльчатка для циркуляции модельной жидкости.

Средние величины скорости износа втулок из твердого сплава составили: 0,112 г/час и 0,0025 мм/час.

 Средние величины скорости износа втулок с покрытием составили: 0,0592 г/час и 0,00125 мм/час

 Сравнительные характеристики износа втулок при времени испытаний 4 часа 

Вид втулки

Среднее уменьшение

массы, г / %

Среднее уменьшение

диаметра, мм / %

Твердый сплав

0,337 г / 0,2 %

0,01 мм / 0,04%

Сталь + покрытие

0, 45 г / 0,3 %

0,005 мм / 0,02%

 При толщине покрытия в 1,0 мм время до полного износа защитного покрытия в условиях испытаний составит 800 часов.

Для использования в промежуточных и концевых подшипниках ЭЦН могут быть использованы стальные втулки с покрытием, выполненные по технологии АО «ПЛАКАРТ», при этом скорость износа таких втулок ниже, чем у втулок, выполненных из твердого сплава.

Это происходит из-за снижения практически в два раза массы стальных втулок по сравнению с твёрдосплавными, выполненными из твердого сплава ВК8, что уменьшает радиальные силы, возникающие в месте контакта вращающихся и неподвижных втулок в радиальных подшипниках ЭЦН.

Таким образом, согласно Отчета кафедры МОНиГП РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, стальные втулки с покрытием, изготовленные по технологии АО "ПЛАКАРТ" , могут использоваться в установках ЭЦН, предназначенных для самых сложных условий эксплуатации по содержанию твердых взвешенных частиц (5 группа по ЕТТ НК Роснефть), обладающих высокой твердостью. Концентрация ТВЧ с твердостью 7 единиц по шкале Мооса может достигать 1,5 г/л, если эта концентрация не приводит к ухудшению работы ступеней центробежного насоса.

Покрытия АО «Плакарт» - это не просто новый стандарт качества, это зарекомендовавшие себя передовые решения обработки поверхностей получившие на сегодняшний день широкое применение во многих отраслях промышленности. Технологии и оборудование Плакарт позволяют создавать уникальные антикоррозионные, изолирующие, износостойкие, антифрикционные, ремонтные и многие другие виды покрытий, позволяющие решать самые сложные задачи для повышения ресурса эксплуатации машин, механизмов и срока службы конструкционных элементов.


Галерея

Заказать услугу
Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Документы

Плакарт Статья Размер: 1.4 Мб