В Перми узнали, как сэкономить на замене нефтегазового оборудования
В изготовлении скважинных штанговых глубинных насосов для добычи ископаемых широко используют покрытия состава NiCrBSi (никельхромборсилиций) разных марок. Их получают газопламенным напылением. Несмотря на высокую стойкость к износу, такая поверхность склонна к разрушению. Почти 38 процентов неисправностей связаны с коррозионным растрескиванием материала под напряжением. Ученые ПНИПУ выявили основные причины этой проблемы и разработали рекомендации, которые помогут увеличить долговечность оборудования и сохранить экономическую выгоду.
Статья опубликована в журнале «Черные металлы». Исследование проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Элементы, которые обеспечивают работу глубинных насосов, называются плунжеры. Это пустотелые поршни, движущиеся внутри цилиндра. При перемещении вверх жидкость всасывается из скважины, а вниз — выталкивается в подъемные трубы. Для таких деталей традиционно выбирают никелевый сплав с составом покрытия NiCrBSi, предусмотренный отечественными и зарубежными стандартами. Для его получения проводят газопламенное напыление и последующее оплавление. Материал имеет высокую стойкость к износу и коррозии, но из-за состава и способа изготовления становится пористым и может содержать нерасплавленные частицы, легче подвергаясь изнашиванию.
Плунжер работает в высокоагрессивной среде с хлоридами и сероводородом, а также подвергается разрушению при многократном воздействии напряжений. Эти факторы взаимно усиливаются, нанося больше урона.
Ученые Пермского Политеха изучили поверхность деталей после эксплуатации. Для исследования использовали микроскоп и анализатор фрагментов микроструктуры твердых тел. Оказалось, что в составе нефтесодержащей среды есть существенная концентрация сероводорода (более 10 процентов) и хлоридов железа. Их наличие объясняется тем, что скважины обрабатывают соляной кислотой для растворения сульфидов, которые засоряют каналы и полости оборудования.
«Мы считаем, что при эксплуатации в средах с содержанием сероводорода и хлоридов покрытие плунжера подвергается одновременному действию коррозионного растрескивания под напряжением и контактной усталости. Трещины расположены почти перпендикулярно, что приводит к фрагментации и отшелушиванию покрытия. Чтобы ослабить влияние этих факторов, необходима коррекция содержания карбидов и боридов хрома в покрытии за счет уменьшения углерода и бора в исходном порошке», – комментирует Юрий Симонов, заведующий кафедрой «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ, доктор технических наук.
«Потенциальное сокращение затрат от предотвращения даже одного случая разрушения оборудования может достигать свыше 150 тысяч рублей, поэтому некоторое снижение отказов установок от коррозионного растрескивания будет иметь положительное отраслевое значение. Инвестиции в разработку новых устойчивых материалов окупятся за счет повышения надежности и уменьшения расходов на обслуживание и увеличат эффективность добычи», – поясняет Станислав Мольцен, аспирант кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ, директор по качеству АО «ЭЛКАМ-Нефтемаш».
Ученые Пермского Политеха предлагают снизить расходы на ремонт и замену оборудования для нефтяных насосов с помощью корректировки содержания карбидов и боридов хрома в покрытиях для деталей насосов, чтобы сделать его более устойчивым к коррозии и механическим нагрузкам.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно