Учёные ПНИПУ укрепили материалы нефтяных установок

Российские учёные придумали, как повысить устойчивость стали к износу

В нефтедобыче широко применяются штанговые насосные установки, работающие под высоким давлением в агрессивных средах, где цилиндр и поршень насоса часто подвергаются износу. Чтобы увеличить срок службы этих деталей, учёные Пермского Политеха внесли изменения в процесс их изготовления и обработки. Они предложили проводить азотирование, насыщая металл азотом, чтобы улучшить прочность и снизить затраты на ремонт и замену оборудования для нефтедобывающих компаний.

Цилиндры насосов изготавливают с использованием биметаллических лейнеров из стали 08Х17Т, которую также применяют в машиностроении и пищевой промышленности. Учёные выяснили, что неравномерная твёрдость сварных швов может снижать износостойкость деталей и вызывать разрушение слоёв покрытия. Чтобы устранить эту проблему, они изменили состав среды для азотирования, добавив к азоту и водороду аргон и метан, что позволило создать более равномерный и прочный защитный слой.

Доцент ПНИПУ Ольга Силина отметила, что азотирование в аммиачной среде показало высокую твёрдость только в центре сварного шва, что ухудшает эксплуатационные свойства изделий. В то же время, обработка в смеси аргона, азота, водорода и метана при температуре 500°C и выдержке в течение 12 часов дала более стабильные результаты по всей поверхности лейнера, включая зоны шва. Корректировка технологии, предложенная учёными, позволит сократить расходы на техническое обслуживание насосов и повысить эффективность нефтедобычи, что особенно важно для компаний, работающих в сложных условиях.