Análisis de muestras recubiertas provenientes de pistones de la industria petrolera

Abstract

En la industria petrolera, se utilizan bombas de fracturación hidráulica para el proceso de extracción. Estas bombean un fluido a elevada presión y caudal de forma que se fractura el reservorio. La pieza clave de estas bombas son los pistones, loso cuales están sometidos a desgaste localizado producido por el ingreso de pequeños agentes abrasivos, que desgastan el pistón mientras este realiza su movimiento alternativo reduciéndose así la vida útil de los mismos. Anteriormente se usaban pistones hechos de acero de baja aleación, recubiertos con Spray Térmico. Sin embarco, esta técnica de fabricación presenta fallas que generan la necesidad de cambiar o realizar mantenimiento a los pistones frecuentemente. A causa de esto, la empresa Y-TEC, en conjunto de IONAR S.A., sugirió un cambio en el material base y el recubrimiento aplicado. Fue propuesto utilizar un acero de aleación media, que luego es nitrurado por plasma y recubierto con una capa de CrAIN mediante PVD. Se analizaron dos muestras, estas son: 1) muestra de los pistones tradicionales 2) muestra de los pistones fabricados a partir del nuevo método de fabricación. A ambas muestras se le observo la superficie y la sección transversal bajo el microscopio electrónico, se estudio la estructura cristalina mediante difracción de RX, se obtuvo la composición química mediante EDX, y se midió la dureza de los recubrimientos y la dureza en profundidad. A partir de los estudios realizados se puede explicar el mejor rendimiento de los nuevos pistones, con respecto a los anteriores, presentando los nuevos tiempos en servicio 300% más largos.