RESUMEN
La técnica de estimulación hidráulica, consiste en “fracturar” la formación (roca reservorios) por intermedio de un fluido bombeado a alta presión y caudal. Esta operación se lleva a cabo mediante el empleo de bombas de fractura hidráulica. Los pistones de dichas bombas son los componentes mecánicos que realizan la admisión y compresión del fluido de fractura, mediante movimiento alternativo. Durante este ciclo, se produce el ingreso de finos de arenas al huelgo que media entre superficie del pistón y sellos, provocando el desgaste localizado del pistón.
La tecnología de endurecimiento superficial empleada en la actualidad para la fabricación de estos componentes es el Thermal Spray, que presenta fallas propias de la técnica y de su forma de aplicación: inhomogeneidad química y estructural, porosidad y falta de adherencia al sustrato debido a discontinuidad metalúrgica entre metal base y recubrimiento.
Este trabajo presenta los resultados obtenidos al reemplazar dicha técnica por la de endurecimiento superficial de Nitruración por Plasma propuesta por Y-TEC. La capa obtenida tiene una dureza superficial del orden de 1100 HV (Dureza Vickers), frente a los 550 HV alcanzables mediante la técnica reemplazada. El material base utilizado es un acero de Nitruración DIN 34CrAlNi7. El tratamiento propuesto se complementa con un segundo tratamiento de endurecimiento superficial mediante la técnica de PVD: Physical Vapor Deposition, que produce un recubrimiento monocapa de Al-Cr-N de 5 µm de espesor, con una dureza final de 2500 HV.
El tratamiento de endurecimiento descripto, fue utilizado para fabricar una serie de pistones de bomba de fractura hidráulica, los que fueron ensayados en un piloto tecnológico de campo (PTC), complementado con ensayos de laboratorio estandarizados sobre probetas testigo del proceso de fabricación utilizado. La durabilidad medida de los pistones con la nueva tecnología implementada es 313% mayor a los de la tecnología Thermal Spray.
Palabras clave
pistones; fractura hidráulica; desgaste; nitruración
