Die Schweißbarkeit des J55-Ölgehäuses

Das Ölgehäuse besteht aus einem Bund und einem Rohrkörper. Ein einzelner Rohrkörper wird mit dem Kragengewinde verbunden und mit End-to-End-Verbindung zum Ölfeldstandort transportiert, um den Transport und die Verwendung nach Erreichen der erforderlichen Länge zu erleichtern. Um die Festigkeit und die Anti-Lockerungs-Kontrolle der Gewindeverbindung zu stärken, muss die Kupplung nach der Gewindeverbindung mit dem Rohrkörper verschweißt werden. Daher ist es sehr wichtig, die Schweißleistung zu analysieren und einen angemessenen Schweißprozess zu formulieren. API 5A J55 ist eines der am häufigsten verwendeten Gehäusematerialien, und wir haben seine Schweißbarkeit im Hinblick auf sein Kohlenstoffäquivalent analysiert.

API 5CT J55 Chemische Zusammensetzung

KlasseCSiMnPSCrNiCuMo
API 5CT J550.34-0.390.20-0.351.25-1.500.0200.0150.150.200.20/

Nach der Kohlenstoffäquivalentformel des International Institute of Welding:

CE ≤ C ≤ Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) / 15

CE ≤ 0.69 ≤ 0.4

Sein Kohlenstoffäquivalent beträgt mehr als 0.4 und seine Schweißbarkeit ist schlecht. Um eine qualifizierte Schweißqualität zu erhalten, sind eine hohe Vorheiztemperatur und strenge technologische Maßnahmen erforderlich.

Die Schweißbarkeit wurde anhand des Einflusses des Gehalts an J55-Legierungselementen auf die Mikrostruktur und die Eigenschaften analysiert:

  • J55 Gehäuserohr hat einen hohen Kohlenstoffgehalt, das sind 0.34% ~ 0.39%, wodurch sich die unterkühlte Austenit-Übergangskurve von Stahl nach rechts bewegt und zunimmt; Durch die Zugabe von Cr, Mn, Ni, Cu und anderen Legierungselementen verschiebt sich die Übergangskurve des unterkühlten Austenits nach rechts, was die Stabilität des unterkühlten Austenits erhöht und den MS-Punkt (den Anfangspunkt der Martensitbildung) erhöht. Alle diese Effekte erhöhen die Abschreckneigung von J55, und es sind Schweißrisse aufgetreten.
  • J55 neigt stark zu kalten Rissen, hauptsächlich zu Abschreck- und Versprödungsrissen. Aufgrund seiner hohen Festigkeit, seines hohen maximalen Härtewerts der Schweißwärmeeinflusszone und seiner schnellen Abkühlung wird Martensit leicht erzeugt. Versuchen Sie beim Schweißen, eine große Linienenergie und einen großen Schweißstrom zu wählen, um die Schweißgeschwindigkeit nicht zu stark zu verringern. Um die Abkühlrate zu verringern, verlängern Sie die Abkühlzeit der Schweißverbindung von 800 ° C auf 500 ° C, verbessern Sie die Mikrostruktur des Schweißgutes und der Wärmeeinflusszone und verringern Sie die maximale Härte der Wärmeeinflusszone beim Vorheizen vor dem Schweißen und Anlassen nach dem Schweißen ist erforderlich.
  • Die Heißrissneigung von J55 ist nicht hoch, da seine Wärmeleitfähigkeit nicht leicht zu erzeugen ist, um ein niedriges Fusionseutektikum zu erzeugen; Die Neigung zum Wiedererhitzen von Rissen ist nicht groß, da es kein starkes Karbid enthält. Der Schweißdraht ER55-G, der auf seine Festigkeit abgestimmt ist, wird ausgewählt. Der Schweißdraht weist eine ausgezeichnete Schweißprozessleistung, einen hohen Ni-Gehalt, eine starke Kälterissbeständigkeit und ausgezeichnete umfassende mechanische Eigenschaften des abgeschiedenen Metalls auf.
  • Aufgrund des großen Wärmeeintrags, der für das J55-Schweißen erforderlich ist, ist der Festigkeitswert des Grundmaterials und des Schweißmaterials groß und die innere Spannung während des Schweißens ist extrem groß. Während des Schweißens muss die Schweißnaht beim Schweißen gehämmert werden. Nach dem Schweißen wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, um die innere Spannung zu beseitigen und die durch übermäßige Spannung verursachten Risse nach dem Schweißen zu vermeiden. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann auch die Eigenschaften der Schweißmikrostruktur verbessern.

Schweißprozess von J55

Schweißmethode 1: 80% Ar + 20% CO2 gasgeschütztes Schweißen. Schweißmaterial: Schweißdraht ER55-G, Durchmesser Φ3.2 mm. Schweißparameter: Strom 250 ~ 320 A, Spannung 26 ~ 30 V; Schweißgeschwindigkeit 35 ~ 50 cm / min;

Die Vorheiztemperatur beträgt 100 ° C und die Zwischenschichttemperatur ist nicht niedriger als die Vorheiztemperatur, sie darf jedoch nicht höher als die Vorheiztemperatur von 30 ° C sein.

Nachschweißbehandlung: Luftkühlung ohne Wärmebehandlung.

Ergebnisse: Der Zugversuch wurde qualifiziert. Die Schlagwerte der drei Proben in der Wärmeeinflusszone betragen 26,47,23, nicht qualifiziert. Die vier seitlichen Biegeproben weisen einen Riss von 3.75 mm, einen Riss von 4 mm, einen Riss von 1.38 mm bzw. einen Riss von 0.89 mm auf, die nicht qualifiziert sind. Dieses technologische Schema ist nicht sinnvoll.

Schweißmethode 2: 80% Ar + 20% CO2 Gasschweißen. Schweißmaterial: Schweißdraht ER55-G, Durchmesser Φ3.2 mm. Schweißparameter: Strom 250 ~ 320 A, Spannung 26 ~ 30 V; Schweißgeschwindigkeit 35 ~ 50 cm / min; Die Vorheiztemperatur beträgt 100 ° C und die Zwischenschichttemperatur ist nicht niedriger als die Vorheiztemperatur, sie darf jedoch nicht höher als die Vorheiztemperatur von 30 ° C sein.

Nachschweißbehandlung: Anlassbehandlung, Temperatur 600 ± 20 ° C, Haltezeit 4 h; Heizrate 50 ℃ / h, Abkühlrate 50 ℃ / h.

Ergebnisse: Der Zugversuch wurde qualifiziert. Die Schlagwerte der drei Proben in der Wärmeeinflusszone betragen 51, 40 bzw. 40, die qualifiziert sind.

Seitenbiegetest, qualifiziert; Das Experiment zeigt, dass dieses technologische Schema vernünftig ist. Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann die Mikrostruktur und die Eigenschaften des Schweißens verbessern. Dies ist einer der wichtigen Faktoren für das J55-Schweißen, um die Schweißverbindungen zu erhalten, die den technischen Anforderungen entsprechen.

Die raue API 5A J55-Gehäuseumgebung erfordert die Qualität des Rohrs selbst sowie die Qualität des Schweißens. Durch die obige Schweißanalyse und -prüfung wird der Schweißprozess erhalten, der die Anforderungen erfüllen kann und eine theoretische und experimentelle Grundlage für das korrekte Schweißen des Ölgehäuses bietet.

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