Analysis of the Possibility of Import Substitution in the Production of Sucker Rod Pump Cylinders at JSC “Neftemash”

Authors

  • A. V. Kashin PJSC “Izhneftemash“
  • S. D. Kugultinov Kalashnikov ISTU
  • T. V. Lomaeva Kalashnikov ISTU
  • N. S. Ryabkov Kalashnikov ISTU

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-4-66-70

Keywords:

wear resistance, hardness, sucker-rod pumps, carbonitration, chemical-thermal treatment

Abstract

Chemical-thermal treatment is aimed at saturating the surface layer with elements that change the microstructure and properties of the surface layer of the part. The most common chemical-thermal treatment processes are carburization, nitriding and nitrocarburization. However, the use of these processes, despite increasing surface hardness, fatigue strength and wear resistance, also has disadvantages leading to loss of productivity. These include the duration of the chemical-thermal treatment process and, most importantly, the need for subsequent mechanical processing to eliminate possible deformations and warping when obtaining high-precision surfaces. For cylinders of sucker rod pumps operating under conditions of contact friction, dimensional accuracy after chemical-thermal treatment without subsequent mechanical treatment is of great importance. The article presents the results of experimental studies to test the effectiveness of the carbonitration process of rod pump cylinders, in order to ensure the longevity of the tubular parts of rod pumps at the Izhevsk enterprise Neftemash JSC and to search for possible ways of import substitution of German technology. As a result of experimental studies, it was found that in order to achieve the hardness required by the design documentation, it is necessary to either significantly increase the exposure time during gas carbonitration, or, to increase productivity and efficiency, conduct experimental studies using the process of liquid carbonitration in a molten salts of cyanates and carbonates; and also, the carbonitration process is certainly more effective than ion nitriding, which is currently carried out for 26 hours for cylinders of sucker rod pumps, since even with a holding time of 1.5 hours, the hardness results obtained are somewhat better than those of Chinese samples.

Author Biographies

A. V. Kashin, PJSC “Izhneftemash“

директор по производству

S. D. Kugultinov, Kalashnikov ISTU

DSc in Engineering, Professor

T. V. Lomaeva, Kalashnikov ISTU

ведущий инженер, старший преподаватель кафедры технологии производства систем вооружения

N. S. Ryabkov, Kalashnikov ISTU

Student

References

Шарая О. А., Водолазская Н. В. Упрочнение сульфоцианированием деталей ответственных соединений // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. 2021. № 3 (31). С. 37-46.

Костин Н. А., Колмыков В. И., Костин Н. Н. Поверхностное модифицирование экономно легированной стали 9ХС в азотисто-углеродной среде для повышения износостойкости // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 3. С. 57-71. DOI: 10.21869/2223-1528-2022-12-3-57-71

Водолазская Н. В., Шарая О. А. Технологические принципы модифицирования поверхностного слоя ответственных деталей машин // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2021. № 25. С. 86-89.

Цих С. Г., Красуля А. А. Инновации в процессах борирования // Арматуростроение. 2021. № 5 (134). С. 54-59.

Химико-термическая обработка стали 08Х18Н10Т для повышения ее эксплуатационных характеристик / А. А. Красуля, А. А. Пермитина, А. С. Помельникова, С. Г. Цих // Заготовительные производства в машиностроении. 2021. Т. 19, № 9. С. 419-421.

Сравнительные испытания структуры и свойств поверхностного слоя стали 38Х2МЮА после ионноплазменного азотирования и электромеханической поверхностной закалки / Л. В. Федорова, С. К. Федоров, Ю. С. Иванова, Со. Л. Мьят // Упрочняющие технологии и покрытия. 2023. Т. 19, № 3 (219). С. 133-138.

Коротков В. А. Карбонитрация как средство снижения износа деталей металлургического оборудования // Металлург. 2015. № 12. С. 63-67.

Обеспечение качества станочных приспособлений с износостойкими покрытиями в процессе изготовления / А. С. Краско, А. А. Ковалев, С. А. Кудинов [и др.] // Проблемы машиностроения и автоматизации.2023. № 2. С. 109-119.

Балтин Б. А., Яковлева А. П. Анализ методов химико-термической и термической обработки для повышения износостойкости деталей машин // Главный механик. 2020. № 5. С. 40-53.

Костин Н. А., Колмыков В. И., Костин Н. Н. Поверхностное модифицирование экономно легированной стали 9хс в азотисто-углеродной среде для повышения износостойкости // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12, № 3. С. 57-71.

Степанчукова А. В., Приймак Е. Ю. Оценка эффективности применения процесса карбонитрации для упрочнения резьбовых соединений бурильных труб из заготовок зарубежного производства // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2020. № 3 (53). С. 26-37.

Тельдеков В. А., Гуревич Л. М. Исследование технологии низкотемпературной нитроцементации для комплексного упрочнения деталей машин // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2021. № 10 (257). С. 64-68.

Коротков В. А., Ананьев С. П., Злоказов М. В. Износостойкость сталей с плазменной закалкой и карбонитрацией: монография / под ред. В. А. Короткова. Нижний Тагил: НТИ (филиал) УрФУ, 2014. 104 с.

Об использовании повторной низкотемпературной нитроцементации для эффективного упрочнения коленчатых валов автомобилей "КамАЗ", прошлифованных под ремонтные / В. И. Колмыков, Р. Ю. Костин, Ю. С. Воробьёв, Д. В. Колмыков // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2023. Т. 13, № 2. С. 70-85.

Шарая О. А., Пастухов А. Г., Кравченко И. Н. Инженерия поверхности упрочненных деталей: монография. М.: НИЦ ИНФРА-М, 2020. 124 с. ISBN 978-5-16-015424-4

Коротков В. А. Исследование комбинированного упрочнения сталей плазменной закалкой и карбонитрацией // Вестник машиностроения. 2018. № 12. С. 76-78.

Яковлева А. П. Анализ существующих методов повышения качества поверхностных слоев // Главный механик. 2023. № 9. С. 554-559.

Герасимов С. А., Куксенова Л. И., Лаптева В. Г. Структура и износостойкость азотированных конструкционных сталей и сплавов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. 518 с.

Азотирование и карбонитрирование / [Р. Чаттерджи-Фишер, Ф.-В. Эйзелл, Р. Хоффманн и др.]; пер. с нем. В. А. Федоровича; под ред. [и с предисл.] А. В. Супова. М.: Металлургия, 1990. 278 с.

Прокошкин Д. А. Химико-термическая обработка металлов - карбонитрация. М.: Металлургия; Машиностроение, 1984. 240 с.

Published

09.01.2024

How to Cite

Kashin А. В., Kugultinov С. Д., Lomaeva Т. В., & Ryabkov Н. С. (2024). Analysis of the Possibility of Import Substitution in the Production of Sucker Rod Pump Cylinders at JSC “Neftemash”. Vestnik IzhGTU Imeni M.T. Kalashnikova, 26(4), 66–70. https://doi.org/10.22213/2413-1172-2023-4-66-70

Issue

Section

Articles