Свариваемость масляного кожуха J55

Масляный кожух состоит из манжеты и корпуса трубы. Одинарный корпус трубы соединяется с резьбой хомута и транспортируется на площадку нефтяного месторождения с торцевым соединением для облегчения транспортировки и использования после достижения необходимой длины. Для повышения прочности и предотвращения расшатывания резьбового соединения необходимо сваривать муфту с телом трубы после резьбового соединения, поэтому очень важно проанализировать характеристики сварки и сформулировать разумный процесс сварки. API 5A J55 является одним из наиболее часто используемых материалов корпуса, и мы проанализировали его свариваемость с точки зрения углеродного эквивалента.

API 5CT J55 Химический состав

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

Согласно формуле углеродного эквивалента Международного института сварки:

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

CE = 0.69 > 0.4

Его углеродный эквивалент превышает 0.4, а свариваемость плохая. Для получения квалифицированного качества сварки необходимы высокая температура предварительного нагрева и строгие технологические меры.

Его свариваемость анализировали по влиянию содержания элемента сплава J55 на микроструктуру и свойства:

  • Трубка обсадная J55 имеет высокое содержание углерода, это 0.34% ~ 0.39%, что заставляет кривую перехода стали в переохлажденный аустенит сдвигаться вправо и увеличиваться; Добавление Cr, Mn, Ni, Cu и других легирующих элементов приводит к смещению кривой перехода переохлажденного аустенита вправо, что увеличивает стабильность переохлажденного аустенита и увеличивает точку MS (начальная точка образования мартенсита). Все эти эффекты увеличивают склонность J55 к закалке, и появляются сварочные трещины.
  • J55 имеет большую тенденцию к образованию холодных трещин, в основном трещин закалки и охрупчивания. Благодаря высокой прочности, высокому максимальному значению твердости зоны термического влияния сварки и быстрому охлаждению мартенсит легко образуется. При сварке старайтесь выбирать большую мощность линии и сварочный ток, не следует чрезмерно снижать скорость сварки. Чтобы снизить скорость охлаждения, увеличьте время охлаждения сварного соединения с 800 ℃ до 500 ℃, улучшите микроструктуру металла шва и зоны термического влияния, а также уменьшите максимальную твердость зоны термического влияния, предварительно нагревая перед сваркой и отпуск после сварки.
  • Склонность J55 к горячим трещинам невысока, поскольку из-за его теплопроводности нелегко создать эвтектику с низкой температурой плавления; Склонность к растрескиванию при повторном нагреве невелика, поскольку он не содержит прочных карбидов. Выбрана сварочная проволока ЭР55-Г, соответствующая ее прочности. Сварочная проволока имеет отличные характеристики процесса сварки, высокое содержание никеля, высокую стойкость к образованию трещин на холоде и превосходные комплексные механические свойства наплавленного металла.
  • Из-за большого подводимого тепла, необходимого для сварки J55, значение прочности основного материала и сварочного материала велико, а внутреннее напряжение во время сварки чрезвычайно велико. Во время сварки необходимо при сварке забивать сварной шов. После сварки проводится термообработка для устранения внутреннего напряжения и предотвращения растрескивания после сварки, вызванного чрезмерным напряжением. Термическая обработка после сварки также может улучшить свойства микроструктуры сварки.

Сварочный процесс J55

Способ сварки 1: Сварка в среде защитных газов 80% Ar + 20% CO2. Сварочный материал: сварочная проволока ER55-G, диаметр Φ3.2 мм. Параметры сварки: ток 250 ~ 320А, напряжение 26 ~ 30В; Скорость сварки 35 ~ 50 см / мин;

Температура предварительного нагрева составляет 100 ℃, а температура между слоями не ниже температуры предварительного нагрева, но не может быть выше температуры предварительного нагрева 30 ℃.

Послесварочная обработка: охлаждение на воздухе без термической обработки.

Результаты: испытание на растяжение было квалифицировано. Значения ударной вязкости трех образцов в зоне термического влияния равны 26,47,23, без допуска. Образцы с четырьмя боковыми изгибами имеют трещину 3.75 мм, трещину 4 мм, трещину 1.38 мм, трещину 0.89 мм, соответственно, которые являются неквалифицированными. Такая технологическая схема нецелесообразна.

Способ сварки 2: Газовая сварка 80% Ar + 20% CO2. Сварочный материал: сварочная проволока ER55-G, диаметр Φ3.2 мм. Параметры сварки: ток 250 ~ 320А, напряжение 26 ~ 30В; Скорость сварки 35 ~ 50 см / мин; Температура предварительного нагрева составляет 100 ℃, а температура между слоями не ниже температуры предварительного нагрева, но не может быть выше температуры предварительного нагрева 30 ℃.

Послесварочная обработка: отпуск, температура 600 ± 20 ℃, время выдержки 4 часа; Скорость нагрева 50 ℃ / ч, скорость охлаждения 50 ℃ / ч.

Результаты: испытание на растяжение было квалифицировано. Значения ударной вязкости трех образцов в зоне термического влияния равны 51, 40 и 40 соответственно, что соответствует аттестации.

Испытание на боковой изгиб, квалифицированное; Эксперимент подтверждает целесообразность данной технологической схемы. Термическая обработка после сварки может улучшить микроструктуру и свойства сварки, что является одним из важных факторов при сварке J55 для получения сварных соединений, соответствующих техническим требованиям.

Суровые условия эксплуатации обсадных труб по стандарту API 5A J55 требуют качества самой трубы, а также качества сварки. Благодаря вышеуказанному анализу и испытаниям сварки получается процесс сварки, отвечающий требованиям, который обеспечивает теоретическую и экспериментальную основу для правильной сварки масляного картера.

0 ответы

Оставьте комментарий

Хотите присоединиться к обсуждению?
Не стесняйтесь вносить свой вклад!

Оставьте комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены *