鉆井泵通常稱為鉆機(jī)的心臟，是石油鉆機(jī)最重要的設(shè)備之一，它要在高壓下輸送高粘度、大密度、磨礪性大和腐蝕性強(qiáng)的液體，工作環(huán)境惡劣、交變負(fù)荷大。在修理中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)曲軸軸承配合的軸頸面磨損嚴(yán)重，這也是曲軸最常見的故障。然而，曲軸是泵里面最昂貴的部件，所以修復(fù)利用有著十分重要的意義。運(yùn)用傳統(tǒng)的電噴鍍、襯套法等修復(fù)方法，過程煩瑣、且不能達(dá)到理想效果。對(duì)磨損不太嚴(yán)重的使用樂泰固持膠，方便，快捷、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能，還增加連接強(qiáng)度;磨損嚴(yán)重的采用補(bǔ)焊修復(fù)，可達(dá)到原來的使用性能。
鉆井泵曲軸磨損
由于裝配或者沖擊太大等原因，鉆井泵經(jīng)過一段時(shí)間現(xiàn)場使用，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)曲軸主軸承跑內(nèi)圓。鉆井泵解體后，仔細(xì)檢查就會(huì)發(fā)現(xiàn)軸頸處與主軸承內(nèi)軌相互運(yùn)動(dòng)摩擦而產(chǎn)生磨損現(xiàn)象，軸承壓板及軸承內(nèi)軌道側(cè)面發(fā)亮，用塞尺測量出現(xiàn)間隙，嚴(yán)重的軸承還會(huì)掉下來。按照裝配標(biāo)準(zhǔn)，所有鉆井泵主軸承與曲軸軸頸都為過盈配合，磨損后成為間隙配合或者達(dá)不到配合的要求，降低了連接強(qiáng)度，需要及時(shí)處理。用外徑千分尺測量磨損處所得數(shù)據(jù)與原尺寸比較，根據(jù)多年的現(xiàn)場修理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出間隙小于0.254mm時(shí)用樂泰膠進(jìn)行處理，間隙超過0.254mm時(shí)補(bǔ)焊后再上車床車修，達(dá)到要求尺寸。
樂泰固持膠的粘接方法
樂泰600系列固持膠是一種厭氧圓柱形固持膠，有較強(qiáng)的固持性能，適用于軸承、齒輪、皮帶輪與軸的配合。運(yùn)用樂泰粘接技術(shù)可取代電噴鍍、用滑配合取代過盈配合，也可使過盈配合的配合強(qiáng)度大大提高，一般會(huì)使抗剪強(qiáng)度提高2倍以上。常用樂泰固持膠609、680、660膠性能。
對(duì)照表1當(dāng)間隙小于0.127mm時(shí)，使用樂泰609處理;當(dāng)間隙小于0.254mm時(shí)，使用樂泰680處理。雖然660能修復(fù)的最大間隙為0.54mm，但是間隙太大進(jìn)行粘接處理后，曲軸與軸承的同心度誤差太大，故不推薦使用。
使用樂泰膠具體實(shí)施過程是：一是清潔粘接表面。首先清除曲軸軸頸配合面毛刺，用稀鹽酸清洗所有粘接表面，除去銹污，用清水把殘留物沖洗干凈，再用755樂泰清洗劑作最后清洗。二是涂膠。將609或680樂泰膠均勻涂在曲軸軸頸配合面，噴灑7649或7471。三是安裝軸承。油浴加熱主軸承溫度到 90～100℃，擦干凈軸承內(nèi)軌直接安裝到位。固化固定時(shí)間為10分鐘，全固化時(shí)間為24小時(shí)，工作溫度為-54～149℃。
補(bǔ)焊修復(fù)方法
當(dāng)間隙小于0.254mm時(shí)，采用堆焊工藝修復(fù)后達(dá)到了使用要求。埋弧焊裝置焊接電流大，焊件變形大，無法滿足曲軸的修復(fù)。人工手弧焊和二氧化碳保護(hù)焊，成本適中，焊接電流小，焊件變形小，而且不會(huì)改變原有材質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能。鉆井泵曲軸的材料為35CrMo中碳調(diào)質(zhì)鋼。
選擇焊接材料與35CrMo中碳調(diào)質(zhì)鋼成分接近的焊絲，滿足焊接的等質(zhì)原則。35CrMo為合金結(jié)構(gòu)鋼，焊接性比較差，裂縫傾向大，需要嚴(yán)格控制焊接工藝條件進(jìn)行焊前預(yù)熱及焊后熱處理。35CrMo焊接性能差主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面，一是焊接熱影響區(qū)的脆化和軟化。由于中碳調(diào)質(zhì)鋼的含碳量高、合金元素多，鋼的淬硬傾向大，在熱影響區(qū)的淬火區(qū)產(chǎn)生大量的馬氏體，導(dǎo)致嚴(yán)重脆化;熱影響區(qū)被加熱到超過調(diào)質(zhì)處理時(shí)回火溫度的區(qū)域，將出現(xiàn)強(qiáng)度、硬度低于母材的軟化區(qū)。二是裂紋傾向嚴(yán)重。中碳調(diào)質(zhì)鋼的淬硬傾向大，熱影響區(qū)產(chǎn)生的馬氏體組織增大了焊接接頭的冷裂傾向。此外，中碳調(diào)質(zhì)鋼的碳及合金元素含量高，熔池的結(jié)晶溫度區(qū)間大，偏析嚴(yán)重，因而具有較大的熱裂紋敏感性。
焊前應(yīng)先預(yù)熱至150～200℃，焊接過程中確保曲軸焊接溫度不低于150℃，可用氧乙炔火焰或其他方式加熱保證其溫度。焊接時(shí)，根據(jù)磨損程度調(diào)整焊接速度，及時(shí)清理焊接藥皮，防止焊接夾渣的產(chǎn)生。焊接完工后用毛氈包裹緩冷至室溫，天氣太冷時(shí)，放在有暖氣的房子里。為了防止產(chǎn)生熱裂紋，要求所用的焊絲為低碳焊絲，焊絲中的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)控制在0.15以內(nèi)，最高不超過0.25，并且控制硫、磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)小于0.O3～O.035。
曲軸冷卻后，上車床找正開始車削，達(dá)到尺寸時(shí)進(jìn)行精車，保證粗糙度要求下架。將主軸承安裝進(jìn)軸承套，用油浴池加熱至80～100℃，就可以往曲軸上裝配了，一次裝配到位[。自然溫度太冷時(shí)，要先將曲軸軸頸預(yù)熱至40℃左右再裝配，防止熱傳遞溫差太大導(dǎo)致軸承內(nèi)軌破裂。軸承在油浴中加熱超過120℃就會(huì)發(fā)生回火現(xiàn)象，所以要把握好火候。
技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用良好
根據(jù)磨損程度合理選擇用樂泰固持膠粘接工藝或者補(bǔ)焊修復(fù)工藝，修復(fù)后的曲軸使用性能與原件接近。追蹤使用情況，井隊(duì)反映使用效果良好，能滿足使用要求。
該方法的應(yīng)用在滿足修理的基礎(chǔ)上，大大節(jié)約了材料成本，而且修復(fù)工藝簡便，可操作性強(qiáng)。該修復(fù)工藝還可以推廣應(yīng)用在修復(fù)其他磨損軸上。
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