La soudabilité du carter d'huile J55

Le carter d'huile est composé d'un collier et d'un corps de tuyau. Un corps de tuyau unique est connecté au filetage du collier et transporté sur le site du champ pétrolifère avec une connexion de bout en bout pour faciliter le transport et l'utilisation après avoir atteint la longueur requise. Afin de renforcer la résistance et le contrôle anti-desserrage de la connexion filetée, il est nécessaire de souder le couplage avec le corps du tuyau après la connexion filetée, il est donc très important d'analyser les performances de soudage et de formuler un processus de soudage raisonnable. API 5A J55 est l'un des matériaux de boîtier les plus couramment utilisés, et nous avons analysé sa soudabilité en termes d'équivalent carbone.

Composition chimique API 5CT J55

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

Selon la formule d'équivalent carbone de l'International Institute of Welding:

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

CE = 0.69 > 0.4

Son équivalent carbone est supérieur à 0.4 et sa soudabilité est médiocre. Afin d'obtenir une qualité de soudage qualifiée, une température de préchauffage élevée et des mesures technologiques strictes sont nécessaires.

Sa soudabilité a été analysée en fonction de l'influence de la teneur en éléments d'alliage J55 sur la microstructure et les propriétés:

  • Tube de boîtier J55 a une teneur élevée en carbone, soit 0.34% ~ 0.39%, ce qui fait que la courbe de transition de l'austénite surfondue de l'acier se déplace vers la droite et augmente; L'ajout de Cr, Mn, Ni, Cu et d'autres éléments d'alliage fait déplacer la courbe de transition de l'austénite surfondue vers la droite, ce qui améliore la stabilité de l'austénite surfondue et augmente le point MS (le point de départ de la formation de martensite). Tous ces effets augmentent la tendance à la trempe du J55 et des fissures de soudage sont apparues.
  • J55 a une forte tendance à la fissuration à froid, principalement à la fissuration par trempe et à la fragilisation. En raison de sa résistance élevée, de sa valeur de dureté maximale élevée de la zone affectée par la chaleur de soudage et de son refroidissement rapide, la martensite est facilement générée. Lors du soudage, essayez de choisir une grande énergie de ligne et un courant de soudage, ne devrait pas réduire excessivement la vitesse de soudage. Afin de réduire la vitesse de refroidissement, prolongez le temps de refroidissement du joint soudé de 800 ℃ à 500 ℃, améliorez la microstructure du métal soudé et de la zone affectée thermiquement, et réduisez la dureté maximale de la zone affectée thermiquement, préchauffage avant le soudage et le revenu après le soudage est nécessaire.
  • La tendance à la fissuration à chaud de J55 n'est pas élevée car sa conductivité thermique n'est pas facile à générer un eutectique de fusion faible; La tendance aux fissures de réchauffage n'est pas importante, car elle ne contient pas de carbure fort. Le fil de soudage ER55-G adapté à sa résistance est sélectionné. Le fil de soudage présente d'excellentes performances de processus de soudage, une teneur élevée en Ni, une forte résistance à la fissuration à froid et d'excellentes propriétés mécaniques complètes du métal déposé.
  • En raison de l'apport de chaleur important requis pour le soudage J55, la valeur de résistance du matériau de base et du matériau de soudage est importante et la contrainte interne pendant le soudage est extrêmement importante. Pendant le soudage, il est nécessaire de marteler la soudure pendant le soudage. Après le soudage, un traitement thermique est effectué pour éliminer les contraintes internes et éviter les fissures après soudage causées par des contraintes excessives. Le traitement thermique après soudage peut également améliorer les propriétés de microstructure de soudage.

Processus de soudage de J55

Méthode de soudage 1: Soudage sous protection gazeuse 80% Ar + 20% CO2. Matériel de soudage: fil de soudage ER55-G, diamètre Φ3.2mm. Paramètres de soudage: courant 250 ~ 320A, tension 26 ~ 30V; Vitesse de soudage 35 ~ 50 cm / min;

La température de préchauffage est de 100 ℃ et la température de la couche intermédiaire n'est pas inférieure à la température de préchauffage, mais elle ne doit pas être supérieure à la température de préchauffage de 30 ℃.

Traitement post-soudage: refroidissement par air sans aucun traitement thermique.

Résultats: L'essai de traction a été qualifié. Les valeurs d'impact des trois échantillons dans la zone affectée par la chaleur sont de 26,47,23, sans réserve. Les échantillons de flexion à quatre côtés ont respectivement une fissure de 3.75 mm, une fissure de 4 mm, une fissure de 1.38 mm et une fissure de 0.89 mm, qui ne sont pas qualifiées. Ce schéma technologique n'est pas raisonnable.

Méthode de soudage 2: Soudage au gaz 80% Ar + 20% CO2. Matériel de soudage: fil de soudage ER55-G, diamètre Φ3.2mm. Paramètres de soudage: courant 250 ~ 320A, tension 26 ~ 30V; Vitesse de soudage 35 ~ 50 cm / min; La température de préchauffage est de 100 ℃ et la température de la couche intermédiaire n'est pas inférieure à la température de préchauffage, mais elle ne doit pas être supérieure à la température de préchauffage de 30 ℃.

Traitement post-soudage: traitement de revenu, température 600 ± 20 ℃, temps de maintien pendant 4h; Vitesse de chauffage 50 ℃ / h, vitesse de refroidissement 50 ℃ / h.

Résultats: L'essai de traction a été qualifié. Les valeurs d'impact des trois échantillons dans la zone affectée thermiquement sont respectivement de 51, 40 et 40, qui sont qualifiées.

Essai de flexion latérale, qualifié; L'expérience prouve que ce schéma technologique est raisonnable. Le traitement thermique post-soudage peut améliorer la microstructure et les propriétés du soudage, ce qui est l'un des facteurs importants pour le soudage J55 pour obtenir les joints soudés qui répondent aux exigences techniques.

L'environnement difficile du boîtier API 5A J55 nécessite la qualité du tuyau lui-même, ainsi que la qualité du soudage. Grâce à l'analyse et au test de soudage ci-dessus, le processus de soudage qui peut répondre aux exigences est obtenu, ce qui fournit une base théorique et expérimentale pour le soudage correct des enveloppes d'huile.

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