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Sialon陶瓷在泥浆泵缸套上的试样研究

王晨清

  泥浆泵是钻井工程的主要设备之一,缸套是泥浆泵的关键部件之一。一旦缸套失效,就需停泵更换新的,费时费力,影响经济效益。因此,尽快提高泥浆泵缸套的使用寿命就成了当务之急。Sialon陶瓷材料具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、耐磨擦等优良特性。这些特性正是泥浆泵缸套对材料的基本要求。因此,可以把Sialon材料作为缸套材料进行研究。 本文介绍了泥浆泵缸套的发展及现状,对Sialon陶瓷材料的研究现状也做了概述,并详细介绍了Sialon材料的分类、特性、制备方法和应用情况。论文还对缸套的失效原因进行了分析和归纳,对工作状态的缸套进行了应力分析,并结合GP-5型泥浆泵缸套的结构特点,设计了Sialon陶瓷缸套的结构和尺寸。它是以Sialon陶瓷为内衬,以45#钢做成外套的复合型缸套。此外,还制订了Sialon陶瓷缸套制作的方案。 陶瓷缸套制作的技术核心是Sialon陶瓷内衬的烧制。为检验制作Sialon陶瓷内衬的方案的可行性,论文选用Si粉、Al粉、Al2O3粉为原料,在1 500℃温度下,进行氮化烧结,制备了Sialon陶瓷试样,并对烧结出的样品进行了抗弯强度和抗压强度的测定。测定结果证明了该烧结方法的可行性和Sialon材料确实有良好的力学性能,说明了Sialon陶瓷缸套的制作方案是可行的。 论文通过实验,研究了制作Sialon陶瓷缸套所需要的条件及方法,探索了用Sialon陶瓷材料代替金属材料制作缸套的设计思路,这为延长泥浆泵缸套以及活塞的使用寿命开拓了一条新途径,为改善泥浆泵的使用性能,并最终保证钻井的施工进度和提高经济效益创造了必要条件。……   
[关键词]:Sialon;泥浆泵;陶瓷缸套;使用寿命
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国地质大学(北京)2011年
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