Facultad Regional Concep. del Uruguay

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    Development of a post oxidizing process over nitrided medium alloy steels for wear and corrosion protection in oil sucker rod lift
    (2018-09-28) Cirimello, Pablo; Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Cabo, Amado; Carfi, Guillermo Rodolfo; Aguirre, Luis Alberto
    To study this surface treatment, AISI 4140 polished PPD prototypes were nitrided, in a DC Plasma industrial equipment, and then were oxidized in the same chamber. Witness specimens were also treated and analyzed in the laboratory.
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    Extensión de durabilidad de pistones de bombas de fractura hidráulica mediante el empleo de tecnología de nitruración por plasma y PVD
    (2017-05-10) Crimello, Pablo; Brühl, Sonia Patricia; Aguirre, Luis Alberto; Morris, William; Carfi, Guillermo Rodolfo
    En la industria del Gas y del Petróleo (Oil&Gas), el concepto de fractura hidráulica consiste en romper la formación (reservorios) por intermedio de un fluído, básicamente formado por agua y arena que bombeado a una determinada presión y un caudal, supere la resistencia de la formación, de manera de colocar dentro de las fisuras creadas un ordenamiento del agente de sostén, impidierndo el cierre de las mismas. Siguiendo criterios ampliamente difundidos en la ingeniería de superficie, se propuso por tanto reemplazar esta técnica de endurecimiento superficial por la Nitruración por plasma, la cual genera una transición gradual de durezas desde el núcleo hacia la superficie, eliminando la presencia de interfaces.
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    Extensión de durabilidad de pistones de bombas de fractura hidraúlica mediante el empleo de tecnología de nitruración por plasma y PVD
    (Asociación Argentina de Tribología, 2017-10) Cirimello, Pablo; Brühl, Sonia Patricia; Aguirre, Luis Alberto; Morris, Walter; Carfi, Guillermo Rodolfo
    En la industria del Gas y el Petróleo (Oil&Gas), el concepto de fractura hidráulica consiste en “romper” la formación (reservorios) por intermedio de un fluido, básicamente formado por agua y arena (agente de sostén), que bombeado a una determinada presión y un dado caudal, supere la resistencia de la formación (gradiente), de manera de colocar dentro de las fisuras creadas un ordenamiento del agente de sostén, impidiendo el cierre de las mismas . Las bombas de fractura hidráulica son de tipo aspirante-impelente: aspiran el fluido con el agente de sostén y lo bombean a altas presiones a fondo de pozo. Los pistones de estas bombas realizan la succión y la compresión; en su movimiento alternativo se produce el eventual ingreso de finos de arena al huelgo que queda entre la superficie del pistón y los sellos, siendo esta la principal causa de desgaste localizado del pistón, las camisas y los sellos del conjunto. Existen al menos dos mecanismos de desgaste: generalizado, atribuible a los finos del agente de sostén y localizado, atribuible a claras deficiencias en el recubrimiento duro comúnmente aplicado. La tecnología de endurecimiento superficial empleada actualmente para fabricar estos componentes es el Thermal Spray, que presenta ante estas prestaciones, fallas propias de la técnica y de su forma de aplicación: heterogeneidad química y microestructural, porosidad y falta de adherencia entre metal base y recubrimiento. Siguiendo criterios ampliamente difundidos en la ingeniería de superficie, se propuso por tanto reemplazar esta técnica de endurecimiento superficial por la de Nitruración por Plasma, la cual genera una transición gradual de durezas desde el núcleo hacia la superficie, eliminando la presencia de interfases. El tratamiento desarrollado se complementa con un segundo endurecimiento superficial, mediante la técnica de PVD (Physical Vapor Deposition). El tratamiento de endurecimiento descripto, fue utilizado para fabricar nuevos pistones de bomba de fractura hidráulica, y ensayados en un piloto tecnológico de campo.
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    Nitruración y oxidación por plasma como reemplazo del cromado electrolítico para componentes de la industria petrolera
    (Comisión Nacional de Energía Atómica, 2018-10-05) Brühl, Sonia Patricia; Delfin, Francisco Andrés; Scarbol, Luisina; Cabo, Amado; Aguirre, Luis Alberto; Cirimello, Pablo
    En este trabajo se presentan un estudio de aceros (AISI 1045 y 4140) nitrocarburados y nitrurados por plasma seguidos de un tratamiento de oxidación como alternativa al cromado. Se evaluaron distintas condiciones de proceso y se realizaron ensayos de microestructura, dureza, electroquímicos de polarización anódica y de corrosión atmosférica en cámara de niebla salina, en ese último caso comparando con dos muestras de vástago cromado. También se hicieron ensayos de laboratorio en un equipo de desplazamiento lineal que simula que el movimiento del vástago en servicio. Los resultados indican al acero 4140 nitrurado y oxidado como mejor opción.
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    Wear and adhesion properties of a PVD duplex coated medium alloy steel for plungers in the oil and gas industry
    (2017-07-05) Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Cabo, Amado; Crimello, Pablo; Aguirre, Luis Alberto; Carfi, Guillermo Rodolfo
    A duplex coating consisting in plasma nitriding of V820 steel (Boehler®) and a CrAlN coating (Balinit©, Oerlikon Balzers) was designed to enhance wear properties of hydraulic fracture pumps plungers used in the O&G Industry. On subsequent reciprocating motions, pumped slurry (containing solid particles) would eventually penetrate the interstice between the plunger´s operating surface and the seal, thus causing permanent damage. The duplex system was analyzed comparing to a standard treatment for these pistons (thermal sprayed coating over carbon steel): optical and electronic microscope, depth hardness profiles, EDS and DRX. Two groups of coated samples were selected with different surface finishing, and the nitrided sample was used for comparison, so as the untreated steel. Scratch Test at different constant loads and Rockwell C indentation were used to test adhesion. Abrasion wear tests were carried out following ASTM G65. Finally, laboratory results were compared to field tests. The PVD coating were 2500 HV hard, 3-4 microns thick, and the nitrided layer provided a soft hardness depth profile of about 320 microns width. The standard thermal spray coating was 800 microns thick, with an average hardness of 750 HV but with an abrupt change in hardness with the substrate. The adhesion was extremely good, critical load was 125 N. In the abrasive tests, the mass loss in the PVD coated samples was reduced 30 times respect to the standard coated samples. In the field technological test the PVD coated pistons improved the quantity of pumping cycles in almost 300%.
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    Wear and adhesion properties of a PVD duplex coated medium alloy steel for plungers inthe oil and gas industry
    (2017-07-05) Brühl, Sonia Patricia; Dalibón Bähler, Eugenia Laura; Cabo, Amado; Cirimello, Pablo; Aguirre, Luis Alberto; Carfi, Guillermo Rodolfo
    A duplex coating consisting in plasma nitriding of V820 steel (Boehler®) and a CrAlN coating (Balinit©, Oerlikon Balzers) was designed to enhance wear properties of hydraulic fracture pumps plungers used in the O&G Industry. On subsequent reciprocating motions, pumped slurry (containing solid particles) would eventually penetrate the interstice between the plunger´s operating surface and the seal, thus causing permanent damage. The duplex system was analyzed comparing to a standard treatment for these pistons (thermal sprayed coating over carbon steel): optical and electronic microscope, depth hardness profiles, EDS and DRX. Two groups of coated samples were selected with different surface finishing, and the nitrided sample was used for comparison, so as the untreated steel. Scratch Test at different constant loads and Rockwell C indentation were used to test adhesion. Abrasion wear tests were carried out following ASTM G65. Finally, laboratory results were compared to field tests. The PVD coating were 2500 HV hard, 3-4 microns thick, and the nitrided layer provided a soft hardness depth profile of about 320 microns width. The standard thermal spray coating was 800 microns thick, with an average hardness of 750 HV but with an abrupt change in hardness with the substrate. The adhesion was extremely good, critical load was 125 N. In the abrasive tests, the mass loss in the PVD coated samples was reduced 30 times respect to the standard coated samples. In the field technological test the PVD coated pistons improved the quantity of pumping cycles in almost 300%.