La saldabilità della carcassa dell'olio J55

La cassa dell'olio è composta da un collare e da un corpo tubo. Un unico corpo del tubo è collegato con la filettatura del collare e trasportato al sito del giacimento petrolifero con connessione end-to-end per facilitare il trasporto e l'uso dopo aver raggiunto la lunghezza richiesta. Al fine di rafforzare la resistenza e il controllo anti-allentamento della connessione filettata, è necessario saldare il giunto con il corpo del tubo dopo la connessione filettata, quindi è molto importante analizzare le prestazioni di saldatura e formulare un processo di saldatura ragionevole. API 5A J55 è uno dei materiali di rivestimento più comunemente utilizzati e abbiamo analizzato la sua saldabilità in termini di carbonio equivalente.

Composizione chimica API 5CT J55

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

Secondo la formula equivalente al carbonio dell'International Institute of Welding:

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

CE = 0.69 > 0.4

Il suo equivalente di carbonio è superiore a 0.4 e la sua saldabilità è scarsa. Per ottenere una qualità di saldatura qualificata, sono necessarie un'elevata temperatura di preriscaldamento e rigide misure tecnologiche.

La sua saldabilità è stata analizzata in base all'influenza del contenuto di elementi in lega J55 sulla microstruttura e sulle proprietà:

  • Tubo di rivestimento J55 ha un alto contenuto di carbonio, che è 0.34% ~ 0.39%, che fa muovere la curva di transizione dell'austenite super raffreddata dell'acciaio verso destra e aumentare; L'aggiunta di Cr, Mn, Ni, Cu e altri elementi in lega fa spostare la curva di transizione dell'austenite super raffreddata a destra, il che migliora la stabilità dell'austenite super raffreddata e aumenta il punto MS (il punto iniziale della formazione di martensite). Tutti questi effetti aumentano la tendenza alla tempra di J55 e sono comparse crepe di saldatura.
  • J55 ha una grande tendenza a cracking a freddo, principalmente cracking da tempra e fragilità. Grazie all'elevata resistenza, all'elevato valore massimo di durezza della zona termicamente alterata della saldatura e al rapido raffreddamento, la martensite viene generata facilmente. Durante la saldatura, provare a scegliere una grande energia di linea e corrente di saldatura, non dovrebbe ridurre eccessivamente la velocità di saldatura. Per ridurre la velocità di raffreddamento, prolungare il tempo di raffreddamento del giunto saldato da 800 ℃ a 500 ℃, migliorare la microstruttura del metallo saldato e della zona termicamente alterata e ridurre la durezza massima della zona termicamente alterata, preriscaldamento prima della saldatura e tempra dopo la saldatura è necessaria.
  • La tendenza alla rottura a caldo di J55 non è elevata perché la sua conducibilità termica non è facile da generare eutettico a bassa fusione; La tendenza alla rottura da riscaldamento non è grande, perché non contiene carburo forte. Viene selezionato il filo di saldatura ER55-G abbinato alla sua resistenza. Il filo di saldatura ha eccellenti prestazioni del processo di saldatura, alto contenuto di Ni, forte resistenza alle cricche da freddo ed eccellenti proprietà meccaniche complete del metallo depositato.
  • A causa dell'elevato apporto di calore richiesto per la saldatura J55, il valore di resistenza del materiale di base e del materiale di saldatura è elevato e lo stress interno durante la saldatura è estremamente elevato. Durante la saldatura, è necessario martellare la saldatura durante la saldatura. Dopo la saldatura viene eseguito un trattamento termico per eliminare le tensioni interne ed evitare le fessurazioni post saldatura dovute a stress eccessivo. Il trattamento termico post-saldatura può anche migliorare le proprietà della microstruttura della saldatura.

Processo di saldatura di J55

Metodo di saldatura 1: Saldatura schermata 80% Ar + 20% CO2 gas. Materiale di saldatura: filo di saldatura ER55-G, diametro Φ3.2 mm. Parametri di saldatura: corrente 250 ~ 320 A, tensione 26 ~ 30 V; Velocità di saldatura 35 ~ 50 cm / min;

La temperatura di preriscaldamento è di 100 ℃ e la temperatura dello strato intermedio non è inferiore alla temperatura di preriscaldamento, ma non può essere superiore alla temperatura di preriscaldamento di 30 ℃.

Trattamento post-saldatura: raffreddamento ad aria senza alcun trattamento termico.

Risultati: la prova di trazione è stata qualificata. I valori di impatto dei tre campioni nella zona termicamente alterata sono 26,47,23, non qualificati. I quattro campioni di flessione laterale hanno rispettivamente una fessura di 3.75 mm, 4 mm, 1.38 mm, 0.89 mm, che non sono qualificati. Questo schema tecnologico non è ragionevole.

Metodo di saldatura 2: Saldatura a gas 80% Ar + 20% CO2. Materiale di saldatura: filo di saldatura ER55-G, diametro Φ3.2 mm. Parametri di saldatura: corrente 250 ~ 320 A, tensione 26 ~ 30 V; Velocità di saldatura 35 ~ 50 cm / min; La temperatura di preriscaldamento è di 100 ℃ e la temperatura dello strato intermedio non è inferiore alla temperatura di preriscaldamento, ma non può essere superiore alla temperatura di preriscaldamento di 30 ℃.

Trattamento di post-saldatura: trattamento di tempra, temperatura 600 ± 20 ℃, tempo di permanenza per 4 ore; Velocità di riscaldamento 50 ℃ / h, velocità di raffreddamento 50 ℃ / h.

Risultati: la prova di trazione è stata qualificata. I valori di impatto dei tre campioni nella zona termicamente alterata sono rispettivamente 51, 40 e 40, che sono qualificati.

Prova di flessione laterale, qualificata; L'esperimento dimostra che questo schema tecnologico è ragionevole. Il trattamento termico post-saldatura può migliorare la microstruttura e le proprietà della saldatura, che è uno dei fattori importanti per la saldatura J55 per ottenere i giunti saldati che soddisfano i requisiti tecnici.

Il duro ambiente dell'involucro API 5A J55 richiede la qualità del tubo stesso, anche la qualità della saldatura. Attraverso le suddette analisi e prove di saldatura si ottiene il processo di saldatura in grado di soddisfare i requisiti, che fornisce una base teorica e sperimentale per la corretta saldatura della cassa olio.

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