Исследователи из Пермского национального исследовательского политехнического университета определили наиболее эффективные параметры процесса электромеханической обработки важных деталей нефтегазового оборудования для их упрочнения. Это позволило в 2,5-3 раза повысить твердость поверхностного слоя детали. Об этом Информгентство «Девон» узнало из сообщения Пермского Политеха.

Наземное оборудование для гидравлического разрыва пласта включает насосные и пескосмесительные агрегаты для подготовки и закачки рабочих жидкостей, автоцистерны для их доставки, специальную обвязку устья скважины с оборудованием и другие емкости. К подземным установкам относятся стальные насосно-компрессорные трубы, по которым течет жидкость для гидроразрыва, и уплотнители, разделяющие фильтровую зону скважины и ее верхнюю часть. В качестве материала для образования трещин в породе также используют песок и другие материалы.

– Разрушение оборудования при прокачивании материалов и жидкостей с механическими примесями происходит по двум причинам, - рассказал руководитель проекта, декан механико-технологического факультета Михаил ПЕСИН. - Во-первых, это обусловлено высоким уровнем абразивного износа, при котором увеличиваются диаметр проходного канала трубы и технологического оборудования. Второй причиной становится коррозия из-за использования жидкостей разрыва, воды, пен, соляной кислоты, углекислоты и других веществ. Под ее действием разрушаются даже стойкие стали. Смесь закачивают в скважину в большом количестве и под высоким давлением. Поэтому чаще всего разрушаются насосы высокого давления и их поршни, а также отверстия и резьба насосно-компрессорных труб.

Важное место в повышении долговечности деталей отводится качеству металла не всего сечения изделия, а структурному состоянию и физико-механическим свойствам поверхностного слоя. Именно поверхность определяет износостойкость, сопротивление материала разрушению, выносливость, стойкость к коррозии и другие характеристики.

Для увеличения устойчивости деталей применяют различные способы. Их поверхность можно сделать тверже с помощью химико-термической обработки, лазерного и термодиффузионного упрочнения, а также отделочно-упрочняющей обработки за счет поверхностного пластического деформирования. 

Одним из наиболее эффективных методов является электромеханическая обработка поверхности деталей с помощью концентрированных потоков энергии. В результате комплексного воздействия электрического тока и поверхностного пластического деформирования деталь становится более прочной. 

На глубине 0,2-0,3 мм ее твердость увеличивается в 3-4 раза. На отдельных материалах на глубине 1-2 мм этот показатель повышается в 2-3 раза. Это обеспечивает его сопротивление разрушению. Технологичный метод позволяет не проводить дополнительную обработку деталей, повысить их стойкость к износу в 12 раз и увеличить выносливость до 200 %. 

В ПНИПУ нашли наиболее эффективные режимы электромеханической поверхностной закалки стальных деталей. Эксперименты показали, что твердость поверхности образцов стала в 3-4 раза выше по сравнению с базовыми параметрами. До экспериментов твердость материала в сердцевине составляла 18-20 HRC, а после упрочнения стала 48-68 HRC.

ИА "Девон" в октябре сообщало, что ученые Пермского Политеха впервые разработали методику оценки технологической эффективности применения эпоксидных покрытий. Это поможет эффективнее бороться с образованием асфальтосмолопарафиновых отложений на нефтепромысловом оборудовании.