[发明专利]一种复合纳米防粘扣工业涂料及其工业生产方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于油管螺纹表面的表面改性技术领域，尤其是涉及一种复合纳米防粘扣工业涂料及其工业生产方法和应用。

背景技术

油管是石油管材中仅次于套管的第二大类产品，各油田每年用量普遍在几十万米到数百万米之间，根据油管文献调查，我国各油田油管使用总量大约为23万吨～25万吨，占全国油井管总需求量的1/4左右。油管在使用过程中,粘扣问题比较突出，特别是近几年来，随着石油专用管国产化进程的加快，油管的粘扣失效事故时有发生，大大缩短了油管的使用寿命，增加了油井的修井作业量，给油田的生产造成影响，同时也给油田带来巨大的经济损失。粘扣（具体指油管螺纹粘扣）是指油管螺纹在连接机紧过程中，相啮合的两齿面发生金属表面直接粘在一起的现象；两齿面相对滑动时，粘住的地方就会被撕裂。于是，在螺纹齿面上沿着相对滑动的方向形成裂痕，这种现象称为“粘扣”。据不完全统计，油管粘扣失效的油田有:胜利、大庆、辽河、吉林、华北、中原、长庆、克拉玛依、塔里木、青海、江汉、四川等油田；涉及粘扣失效的油管厂家有：宝钢、Siderca、住友金属、奥钢联、西班牙TR、诚德、西姆莱斯、山东墨龙以及胜利、华北、中原等油田的油管加工厂等；油管所用原材料的钢级有J-55、N-80、C-90、P-110等。综上，可以说各类油管均发生过粘扣，而且粘扣失效总集中在油管的现场上扣端,即便是产品质量完全符合API标准,也不能保证在使用中不发生粘扣现象。

粘扣是一种发生在相互接触金属表面间的冷焊。如果金属之间发生进一步的相对滑动或旋转,将会引起冷焊部位的撕裂。一般将粘扣分为以下四个等级进行评判，即①轻度粘扣：是指粘扣面积不超过接头螺纹表面积的2%，可用砂纸对粘扣进行修磨，修磨后螺纹接头的使用性能没有影响；②中度粘扣：是指粘扣面积不超过接头螺纹表面积的10%，可用锉刀和砂纸修磨，修磨后对螺纹几何形状和使用性能均没有损害；③严重粘扣：是指粘扣面积超过接头螺纹表面积的10%，需要大范围的修整，并除去大量金属，修磨后不能保证螺纹接头的使用性能；④极其严重粘扣：螺纹表面相对滑动造成啮合处齿形被剪切以致于发生螺纹撕裂，无法修复，而且螺纹接头使用性能大大降低。

现如今，一般采用对接箍螺纹进行表面处理的方法来改善螺纹的抗粘扣性能，如镀铜、镀锌、磷化等方法，但实际应用效果表明镀铜处理具有最佳的抗粘扣效果。但从经济和环境保护两方面考虑，在需要大量使用的油井管方面，镀铜处理还不可能普遍应用。因而，如何利用更简单的方法来解决油管粘扣问题，成为石油采掘及运输业的一个重大产业技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种加工过程简单、造价低、对外界环境污染小且使用效果好、抗粘扣性能优良的复合纳米防粘扣工业涂料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征在于：由固态微粉、有机溶剂和能溶解于所述有机溶剂内的金属粘接剂均匀混合而成；所述固态微粉和有机溶剂均匀混合后形成有机混合液；所述有机混合液中，所述固态微粉的含量为15wt%～45wt%；所述金属粘接剂与所述有机混合液均匀混合后形成液体涂料；所述液体涂料中，所述金属粘接剂的含量为10wt%～30wt%；所述固态微粉为纳米铜微粉或由纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉组成的混合粉，所述纳米铜微粉为粒径D₅₀50nm～500nm的铜微粉，所述纳米聚四氟乙烯微粉为粒径D₅₀10nm～200nm的聚四氟乙烯微粉，所述混合粉中纳米铜微粉和纳米聚四氟乙烯微粉的重量比为（9～1）︰（1～9）。

上述一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征是：所述纳米铜微粉的优选粒径为D₅₀50nm～200nm，所述纳米聚四氟乙烯微粉的优选粒径为D₅₀10nm～200nm。

上述一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征是：所述纳米铜微粉和所述纳米聚四氟乙烯微粉的质量纯度均在98%以上。

上述一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征是：所述有机溶剂为醇类有机溶剂、酯类有机溶剂、醚类有机溶剂或酮类有机溶剂；所述金属粘接剂为橡胶粘接剂或丙烯酸酯粘接剂。

上述一种复合纳米防粘扣工业涂料，其特征是：所述醇类有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇或丙二醇，所述酯类有机溶剂为乙酸乙酯，所述醚类有机溶剂为乙醚，所述酮类有机溶剂为丙酮；所述橡胶粘接剂为硅胶，所述丙烯酸酯粘接剂为聚丙烯酸树脂。。