Инженерный журнал: наука и инновацииЭЛЕКТРОННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАНИЕ
свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-53688 от 17 апреля 2013 г. ISSN 2308-6033. DOI 10.18698/2308-6033
  • Русский
  • Английский
Статья

Электрохимическое нанесение твердых хромовых покрытий на внутреннюю поверхность цилиндров нефтедобывающих насосов

Опубликовано: 01.07.2026

Авторы: Чарушин Л.К., Гуров А.А., Шабатина Т.И.

Опубликовано в выпуске: #7(175)/2026

DOI:

Раздел: Металлургия и материаловедение | Рубрика: Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов

Рассмотрен процесс проточного электрохимического хромирования внутренней поверхности цилиндров глубинного штангового насоса (ГШН). В результате анализа разработан и подобран малоконцентрированный электролит без применения добавок. Компонентами указанного электролита являются хромовый ангидрид CrO3 и серная кислота H2SO4. При нанесении покрытий используется нерастворимый анод из свинца. Раствор электролита нагревается до температуры 60…65 °С. Применяется ток средней плотности. Представлены особенности хромирования внутренних поверхностей цилиндров ГШН, а именно проведение процесса на специальной установке хромирования в зависимости от типоразмеров и длины деталей, подобрана скорость подачи раствора электролита и его температура с целью равномерного осаждения хрома по всей длине цилиндра. Отличительной особенностью установки является способ принудительной подачи нагретого раствора в пространство между поверхностями обрабатываемого изделия и коаксиально установленным по отношению к нему анодом. При этом нанесение покрытия осуществляют при возвратно-поступательном перемещении анода и вращении обрабатываемого изделия, а также при определенной скорости протока раствора электролита. В ходе эксперимента проведены исследования по подбору режимов нанесения твердохромового коррозионностойкого покрытия на внутреннюю поверхность цилиндра ГШН. В результате было найдено оптимальное соотношение хромового ангидрида и серной кислоты в водном растворе электролита, которое составляло 100:5, а также отработаны режимы оптимального нанесения покрытия. Хромовые покрытия, полученные с использованием разработанного малоконцентрированного электролита и способа хромирования, обладают повышенной до 25 % твердостью и уменьшенной пористостью после хонингования в 50 раз и более; при этом образуются блестящие твердые низкопористые осадки-слои, которые отвечают требованиям коррозионностойкости и износостойкости покрытий.

EDN IHACJU


Литература
[1] Sherif Fakher, Abdelaziz Khlaifat, M. Enamul Hossain, Hashim Nameer. A comprehensive review of sucker rod pumps’ components, diagnostics, mathematical models, and common failures and mitigations. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 2021, no. 11, pp. 3815–3839. https://doi.org/10.1007/S13202-021-01270-7
[2] Liao Z., la Monaca A., Murray J., Speidel A., Ushmaev D., Clare A., Axinte D., M’Saoubi R. Surface integrity in metal machining. Part I: Fundamentals of surface characteristics and formation mechanisms. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2021, vol. 162. https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2020.103687
[3] Muhammad Yelwa J., Musa H., Fasanya O.O., Yusuf Yahaya J. Corrosion-resistant coatings: advances in deposition methods, nanostructures, and self-healing films. Academia Materials Science, 2025, no. 2. https://doi.org/10.20935/AcadMatSci7829
[4] Fabiocchi L., Lecis N., Mounir K. Innovative coating for Electroplated Hard Chromium replacement in severe environments. La Metallurgia Italiana, 2024, no. 6, pp. 24–32.
[5] Rahimi E, Nijdam T, Jahagirdar A, Broitman E, Mol A. Advanced Nodular Thin Dense Chromium Coating: Superior Corrosion Resistance. ACS Applied Materials & Interfaces, 2025, vol. 17, iss. 5, pp. 8588–8600. DOI: 10.1021/acsami.4c19897
[6] Okonkwo B.O., Jeong C., Jang C. Advances on Cr and Ni Electrodeposition for Industrial Applications — A Review. Coatings, 2022, vol. 12, art. 1555. DOI: 10.3390/coatings12101555
[7] Saputra Febbi, Arifvianto Budi. Effect of Chromium plating duration on the microstructure, hardness, wear resistance, and corrosion rate of s45c steel for hydraulic cylinder rod. Journal of Physics: Conference Series, 2026, vol. 3186, art. 012068. DOI: 10.1088/1742-6596/3186/1/012068
[8] Avalos J.C., Martínez A.S., Aldeco-Pérez E., Torres-González J., Orozco G. Trivalent Chromium electroplating baths—the inner-sphere complex hypothesis. Reactions, 2025, vol. 6, art. 71. https://doi.org/10.3390/reactions6040071
[9] Богатова П.С., Дикий П.А. Современные исследования в области гальванического хромирования. Аграрное образование и наука, 2023, № 2, с. 3
[10] ASTM B177/B177M-11(2021) Standard Guide for Engineering Chromium Electroplating. ASTM International, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.
[11] Ардашев Д.В. Метод нанесения твердохромового покрытия на внутренние цилиндрические поверхности. Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение, 2021, т. 21, № 3, с. 45–52.
[12] Беляев В.Н., Козлюк А.Ю., Соловьева К.Н. Получение многослойных хромовых покрытий внутренних поверхностей длинномерных цилиндрических изделий. Материалы XI Международной научно-практической конференции Инновации в машиностроении (ИНМАШ-2020). Бийск, Изд-во Алтайского гос. техн. ун-та им. И. И. Ползунова, 2020, с. 257–261.
[13] Васильев А.А. Установка для электролитического хромирования внутренней поверхности трубных заготовок. Патент RU143186U1. Опубл.: 20 июля 2014 г.
[14] Новиков Н.В., Клименко С.А. Хонингование. В кн.: Инструменты из сверхтвёрдых материалов. Москва, Машиностроение, 2014, с. 428 (Библиотека инструментальщика). ISBN 978-5-94275-703-8