專利名稱：深井泵筒的電解鍍鐵裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種對(duì)深井泵筒內(nèi)壁電鍍鐵的裝置，尤其涉及對(duì)油田深井泵長度為6－10米的泵筒內(nèi)壁電鍍鐵的裝置。
油田深井泵筒在修復(fù)時(shí)，需對(duì)其內(nèi)表面鍍鐵?，F(xiàn)有技術(shù)中，采用一種專用鍍鐵裝置，該裝置包括作為陰極的待鍍深井泵筒、同心安置在待鍍泵筒內(nèi)的陽極、水密裝在待鍍泵筒兩端并分別設(shè)有溶液進(jìn)出口的上下兩個(gè)端蓋、使液體通過陰陽極之間空間進(jìn)行循環(huán)的輸液泵、溶液貯器、相應(yīng)的管道及閥門，以及溶液過濾器。用這種裝置進(jìn)行常溫鍍鐵所得的鍍層，在軸向上厚度和硬度分布不均勻，尤其在兩端30mm范圍內(nèi)，鍍層厚度嚴(yán)重不均勻。這是由于陽極面積小于陰極面積，而且陰陽極之間距離很小，易引起陰陽極之間碳泥短路和電沉積區(qū)鍍液濃差極化，溫度也急劇升高，特別是工件兩端部約30mm范圍內(nèi)電力線集中、電沉積過快之故。
因此，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種上述類型的電鍍鐵裝置，該裝置既能使鍍得的鐵鍍層的厚度在軸向上均勻一致，又能使鐵鍍層的結(jié)合強(qiáng)度和硬度符合技術(shù)要求。
本實(shí)用新型的上述目的，是在上述現(xiàn)有裝置的基礎(chǔ)上，采用既增大陽極面積又不明顯縮小陰陽極之間空間的陽極，并采用不使待鍍泵筒兩端鍍層過厚的輔助陰極來實(shí)現(xiàn)的。具體來說，本實(shí)用新型中的陽極為可溶性陽極，它是包括中心陽極管和均勻分布在該中心陽極管外圓周面上且與之導(dǎo)電連接的多根細(xì)直徑陽極條的柵狀陽極組件，其總面積等于或大于待鍍泵筒的內(nèi)壁表面積；本實(shí)用新型中所采用的環(huán)狀鋪助陰極，位于待鍍泵筒端部與端蓋之間，環(huán)的高度可適當(dāng)選擇。
優(yōu)選的是，將待鍍泵筒用支架豎立安置固定，并將酸液或鍍液的進(jìn)口設(shè)在下端蓋的側(cè)壁上，而出口則設(shè)在上端蓋的頂面上，使酸液或鍍液從下向上流動(dòng)。另外，中心陽極管兩端各有一個(gè)接頭堵住管子，不使鍍液或酸液流入該管內(nèi)，其中上接頭上設(shè)有軸向孔及與之連通的多個(gè)徑向孔，酸液或鍍液經(jīng)徑向孔流至軸向孔，再流至出口。
優(yōu)選的是，所述上下端蓋用聚乙烯硬質(zhì)塑料制成，上下端蓋上所設(shè)液體出入口至待鍍泵筒上下兩端面之間設(shè)有環(huán)狀緩沖空間，以保證待鍍泵筒兩端部鍍液流速均勻。
具體地說就是深井泵筒的鍍鐵裝置，其中包括作為陰極的待鍍泵筒(1)、同心固定在待鍍泵筒內(nèi)的陽極(2)、水密連接在待鍍泵筒兩端并分別設(shè)有酸液或鍍液進(jìn)出口(3，4)的兩個(gè)端蓋(5，6)，使酸液或鍍液通過所述陰陽極之間空間(7)進(jìn)行循環(huán)的輸液泵(8)、酸液貯器(9)、鍍液貯器(10)、相應(yīng)的管道及閥門，以及酸液過濾器(15)與鍍液過濾器(16)，其特征在于，所述陽極為可溶性陽極，它是包括中心陽極管(11)和均勻分布在該中心陽極管外圓周面且與之導(dǎo)電連接的多根較小直徑陽極條(12)的柵狀陽極組件，其總表面積等于或大于待鍍泵筒的內(nèi)壁表面積；所述泵筒兩端與上下端蓋之間設(shè)有內(nèi)外徑同泵筒端部、適當(dāng)高度的環(huán)狀鋪助陰極(13，14)。所述待鍍泵筒用支架豎立安置固定；酸液或鍍液的進(jìn)口(3)設(shè)在下端蓋(6)的側(cè)壁上，而出口(4)則設(shè)在上端蓋(5)的頂面上，使酸液或鍍液從下向上流動(dòng)；中心陽極管(11)兩端各有一個(gè)接頭堵住管子，不使鍍液或酸液進(jìn)入管內(nèi)，上接頭中設(shè)有軸向孔及與連通的多個(gè)徑向孔，酸液或鍍液經(jīng)徑向孔流至軸向孔，再流至出口(4)。所述上下端蓋(5，6)用聚乙烯硬質(zhì)塑料制成，上下端蓋(5，6)上所設(shè)酸液或鍍液出入口至待鍍泵筒(1)上下兩端面之間設(shè)有環(huán)狀緩沖空間(17，18)，以保證待鍍泵筒兩端部鍍液流速均勻。當(dāng)待鍍泵筒(1)的內(nèi)徑為95mm、長度為6000mm時(shí)，所述中心陽極管(11)為外徑60mm、長6400mm的A3低碳鋼管，所述陽極條(12)為直徑10mm、長6200mm的A3鋼筋，計(jì)有24根，均勻分布在所述中心陽極管(11)的外圓周面上，并經(jīng)點(diǎn)焊同中心陽極管(11)導(dǎo)電連接，所成柵狀陽極組件的外圓輪廓直徑為70mm；所述環(huán)狀輔助陰極(13，14)的內(nèi)外直徑與材料均同待鍍泵筒(1)，其高度為55mm；所述上下端蓋(5，6)以旋接方式將待鍍泵筒水密封閉，并將陽極組件與待鍍泵筒同心定位。
本實(shí)用新型由于采用了上述柵狀陽極組件和環(huán)狀輔助陰極，在用輸液泵使鍍液強(qiáng)制循環(huán)時(shí)，通過控制鍍液流速和工藝規(guī)范，就可以實(shí)現(xiàn)電沉積區(qū)的溫度調(diào)節(jié)，沖走碳泥，保護(hù)鍍液成分均恒，從而使工件全長上鍍層厚度均勻，獲得結(jié)合強(qiáng)度和硬度符合技術(shù)要求的鍍層。
以下結(jié)合附圖來進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型。附圖中，


圖1示出本實(shí)用新型所涉及裝置的示意圖。圖2示出按現(xiàn)有技術(shù)中所用裝置鍍得鍍層的厚度分布不均勻情況的示意圖。圖3示出本實(shí)用新型的柵狀陽極組件示意圖。
圖1中，本實(shí)用新型的裝置包括作為陰極的待鍍泵筒(1)、陽極(2)、溶液進(jìn)口(3)、溶液出口(4)、上端蓋(5)、下端蓋(6)、陰陽極之間空間(7)、輸液泵(8)、酸液貯器(9)、鍍液貯器(10)、酸液過濾器(15)、鍍液過濾器(16)及相應(yīng)的管道及閥門，以及柵狀陽極組件(11及12)與環(huán)狀輔助陰極(13，14)作為工件的待鍍泵筒(1)，經(jīng)檢查、測量尺寸、清除油銹、水洗后，豎立固定于支架上，泵筒下端接上環(huán)狀輔助陰極(14)并旋接下端蓋(6)，將柵狀陽極組件(11及12)置入泵筒(1)中，泵筒上端放置一個(gè)環(huán)狀輔助陰極(13)并旋接上端蓋(5)，然后通過鍍液或酸液的進(jìn)口(3)及出口(4)以管道與過濾器(15，16)、溶液貯器(9，10)及輸液泵(8)連接成閉路環(huán)循系統(tǒng)。先以泵(8)輸送酸液，例如稀鹽酸，進(jìn)一步?jīng)_洗工件表面油垢和裝配過程中工件表面上形成的氧化膜。接著將陰陽極接通電源，并以泵輸送鍍鐵液，進(jìn)行電鍍。鍍后立即用水沖洗工件并浸入堿性溶液和皂化油溶液中進(jìn)行中和處理。所得鍍層的結(jié)合強(qiáng)度為2000－3500kg／cm2，鍍層厚度均勻，表面光滑，圓度誤差＜0.03mm，全長誤差＜0.05mm，鍍層硬度在HV420－724之間可調(diào)節(jié)，一次鍍得的厚度可達(dá)0.02－2mm。
圖2中，現(xiàn)有技術(shù)所得鍍層厚度在軸向上分布得很不均勻，尤其在工件兩端30mm左右處鍍層特別厚。
圖3中，柵狀陽極組件包括中心陽極管(11)和陽極條(12)。陽極條均布在中心管的外圓周面上，并與之導(dǎo)電連接，例如焊接在中心管上。為使溶液不流入中心管中，其兩端焊有接頭，借助該接頭可將陽極組件同心固定在待鍍泵筒中。另外，上端接頭設(shè)有軸向孔和多個(gè)與之相通的徑向孔，溶液經(jīng)徑向孔流入軸向孔，再流至出口(4)。
下面結(jié)合一個(gè)實(shí)施例來闡明本實(shí)用新型的鍍鐵裝置，尤其是陽極組件及環(huán)狀輔助陰極。
實(shí)施例1對(duì)于內(nèi)徑為95mm、長為6000mm的石油深井泵筒工件而言，中心陽極管(11)采用φ60×6400mm的A3低碳鋼管，其兩端用上、下接頭焊封，上接頭周壁上設(shè)有12個(gè)徑向孔和一個(gè)軸向孔，二者互相連通。管(11)外周面上均勻點(diǎn)焊24根φ10×6200mm的A3鋼筋(12)，即成陽極組件。所成柵狀陽極組件，其外圓輪廓直徑為70mm。所成的環(huán)狀輔助陰極(13，14)，其內(nèi)外直徑及材料均同待鍍泵筒，其高度為55mm。該輔助陰極借助上下端蓋同泵筒端部壓貼連接。
權(quán)利要求1.深井泵筒的鍍鐵裝置，其中包括作為陰極的待鍍泵筒(1)、同心固定在待鍍泵筒內(nèi)的陽極(2)、水密連接在待鍍泵筒兩端并分別設(shè)有酸液或鍍液進(jìn)出口(3，4)的兩個(gè)端蓋(5，6)，使酸液或鍍液通過所述陰陽極之間空間(7)進(jìn)行循環(huán)的輸液泵(8)、酸液貯器(9)、鍍液貯器(10)、相應(yīng)的管道及閥門，以及酸液過濾器(15)與鍍液過濾器(16)，其特征在于，所述陽極為可溶性陽極，它是包括中心陽極管(11)和均勻分布在該中心陽極管外圓周面且與之導(dǎo)電連接的多根較小直徑陽極條(12)的柵狀陽極組件，其總表面積等于或大于待鍍泵筒的內(nèi)壁表面積；所述泵筒兩端與上下端蓋之間設(shè)有內(nèi)外徑同泵筒端部、適當(dāng)高度的環(huán)狀鋪助陰極(13，14)。
2.權(quán)利要求1所述的鍍鐵裝置，其特征在于，所述待鍍泵筒用支架豎立安置固定；酸液或鍍液的進(jìn)口(3)設(shè)在下端蓋(6)的側(cè)壁上，而出口(4)則設(shè)在上端蓋(5)的頂面上，使酸液或鍍液從下向上流動(dòng)；中心陽極管(11)兩端各有一個(gè)接頭堵住管子，不使鍍液或酸液進(jìn)入管內(nèi)，上接頭中設(shè)有軸向孔及與連通的多個(gè)徑向孔，酸液或鍍液經(jīng)徑向孔流至軸向孔，再流至出口(4)。
3.權(quán)利要求2所述的鍍鐵裝置，其特征在于，所述上下端蓋(5，6)用聚乙烯硬質(zhì)塑料制成，上下端蓋(5，6)上所設(shè)酸液或鍍液出入口至待鍍泵筒(1)上下兩端面之間設(shè)有環(huán)狀緩沖空間(17，18)，以保證待鍍泵筒兩端部鍍液流速均勻。
4.權(quán)利要求1－3中任何一項(xiàng)所述的鍍鐵裝置，其特征在于，當(dāng)待鍍泵筒(1)的內(nèi)徑為95mm、長度為6000mm時(shí)，所述中心陽極管(11)為外徑60mm、長6400mm的A3低碳鋼管，所述陽極條(12)為直徑10mm、長6200mm的A3鋼筋，計(jì)有24根，均勻分布在所述中心陽極管(11)的外圓周面上，并經(jīng)點(diǎn)焊同中心陽極管(11)導(dǎo)電連接，所成柵狀陽極組件的外圓輪廓直徑為70mm；所述環(huán)狀輔助陰極(13，14)的內(nèi)外直徑與材料均同待鍍泵筒(1)，其高度為55mm；所述上下端蓋(5，6)以旋接方式將待鍍泵筒水密封閉，并將陽極組件與待鍍泵筒同心定位。
專利摘要本實(shí)用新型涉及深井泵筒內(nèi)壁鍍鐵的裝置。它包括作為陰極的待鍍泵筒、同心置于泵筒內(nèi)的棚狀可溶性陽極、分別裝在泵筒兩端的環(huán)狀鋪助陰極與設(shè)有溶液進(jìn)出口的上下端蓋、使酸液或鍍液通過陰陽極之間空間進(jìn)行循環(huán)的輸液泵、酸液貯器、鍍液貯器，以及相應(yīng)的管道及閥門。必要時(shí)還包括設(shè)在相應(yīng)管路中的過濾器。使用該裝置通過控制鍍液循環(huán)速度及工藝規(guī)范，即可使長徑比≥60的工件獲得厚度均勻、結(jié)合強(qiáng)度與硬度均符合技術(shù)要求的鍍層。
文檔編號(hào)C25D19/00GK2175239SQ9322295
公開日1994年8月24日 申請(qǐng)日期1993年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1993年9月1日
發(fā)明者欒紹信, 付玉良, 張廣遠(yuǎn), 趙偉, 劉建設(shè), 趙樹輝, 梁宏寶, 于海英, 吳蒙華, 欒昊 申請(qǐng)人:大慶石油學(xué)院, 大慶石油管理局第二機(jī)械廠