Khả năng hàn của vỏ dầu J55

Vỏ dầu được cấu tạo bởi một vòng đệm và thân ống. Một thân ống duy nhất được kết nối với ren vòng cổ và vận chuyển đến địa điểm khai thác dầu với kết nối đầu cuối để thuận tiện cho việc vận chuyển và sử dụng sau khi đạt đến chiều dài yêu cầu. Để tăng cường độ bền và kiểm soát chống lỏng mối nối ren, cần hàn khớp nối với thân ống sau khi nối ren, vì vậy việc phân tích hiệu suất hàn và xây dựng quy trình hàn hợp lý là rất quan trọng. API 5A J55 là một trong những vật liệu vỏ bọc được sử dụng phổ biến nhất, và chúng tôi đã phân tích khả năng hàn của nó về mức độ tương đương cacbon của nó.

Thành phần hóa học API 5CT J55

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

Theo công thức tương đương cacbon của Viện hàn quốc tế:

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

CE = 0.69 > 0.4

Lượng carbon tương đương của nó lớn hơn 0.4 và khả năng hàn kém. Để có được chất lượng hàn đạt tiêu chuẩn, cần có nhiệt độ nung sơ bộ cao và các biện pháp công nghệ nghiêm ngặt.

Khả năng hàn của nó được phân tích theo ảnh hưởng của hàm lượng nguyên tố hợp kim J55 đến cấu trúc và tính chất vi mô:

  • Ống vỏ J55 có hàm lượng cacbon cao, đó là 0.34% ~ 0.39%, làm cho đường cong chuyển tiếp Austenit siêu lạnh của thép di chuyển sang phải và tăng lên; Việc bổ sung Cr, Mn, Ni, Cu và các nguyên tố hợp kim khác làm cho đường cong chuyển tiếp của Austenit siêu lạnh dịch chuyển sang phải, điều này giúp tăng cường độ ổn định của Austenit siêu lạnh và tăng điểm MS (điểm bắt đầu của sự hình thành Mactenxit). Tất cả những tác động này làm tăng xu hướng dập tắt của J55 và các vết nứt hàn đã xuất hiện.
  • J55 có xu hướng nứt lạnh lớn, chủ yếu là vết nứt dập tắt và nứt vỡ. Do độ bền cao, giá trị độ cứng tối đa cao của vùng ảnh hưởng nhiệt hàn và làm nguội nhanh, mactenxit dễ dàng được tạo ra. Khi hàn, cố gắng chọn năng lượng dòng và dòng hàn lớn, không nên giảm tốc độ hàn quá mức. Để giảm tốc độ làm mát, kéo dài thời gian làm mát của mối hàn từ 800 ℃ đến 500 ℃, cải thiện cấu trúc vi mô của kim loại mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt, và giảm độ cứng tối đa của vùng ảnh hưởng nhiệt, gia nhiệt sơ bộ trước khi hàn và tôi sau khi hàn là cần thiết.
  • Xu hướng nứt nóng của J55 không cao vì độ dẫn nhiệt của nó không dễ tạo ra eutectic nhiệt hạch thấp; Xu hướng nứt khi hâm nóng là không lớn, vì nó không chứa cacbua mạnh. Dây hàn ER55-G phù hợp với độ bền của nó được chọn. Dây hàn có hiệu suất quá trình hàn tuyệt vời, hàm lượng Ni cao, khả năng chống nứt lạnh mạnh và các đặc tính cơ học toàn diện tuyệt vời của kim loại lắng đọng.
  • Do yêu cầu nhiệt đầu vào lớn cho hàn J55, giá trị độ bền của vật liệu cơ bản và vật liệu hàn là lớn, và ứng suất bên trong khi hàn là cực kỳ lớn. Trong quá trình hàn cần phải đóng búa vào mối hàn trong khi hàn. Sau khi hàn, xử lý nhiệt được thực hiện để loại bỏ ứng suất bên trong và tránh nứt sau hàn do ứng suất quá mức. Xử lý nhiệt sau mối hàn cũng có thể cải thiện các tính chất vi cấu trúc hàn.

Quá trình hàn của J55

Phương pháp hàn 1: 80% Ar + 20% khí CO2 hàn được che chắn. Vật liệu hàn: dây hàn ER55-G, đường kính Φ3.2mm. Thông số hàn: dòng điện 250 ~ 320A, điện áp 26 ~ 30V; Tốc độ hàn 35 ~ 50cm / phút;

Nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ là 100 ℃, và nhiệt độ lớp xen giữa không được thấp hơn nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ, nhưng không được phép cao hơn nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ là 30.

Xử lý sau hàn: làm mát không khí mà không cần xử lý nhiệt.

Kết quả: Kiểm tra độ bền kéo đạt tiêu chuẩn. Giá trị tác động của ba mẫu trong vùng ảnh hưởng nhiệt là 26,47,23, không đạt tiêu chuẩn. Bốn mẫu uốn bên lần lượt có vết nứt 3.75mm, vết nứt 4mm, vết nứt 1.38mm, vết nứt 0.89mm là không đạt chất lượng. Sơ đồ công nghệ này không hợp lý.

Phương pháp hàn 2: 80% Ar + 20% CO2 hàn khí. Vật liệu hàn: dây hàn ER55-G, đường kính Φ3.2mm. Thông số hàn: dòng điện 250 ~ 320A, điện áp 26 ~ 30V; Tốc độ hàn 35 ~ 50cm / phút; Nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ là 100 ℃, và nhiệt độ lớp xen giữa không được thấp hơn nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ, nhưng không được phép cao hơn nhiệt độ gia nhiệt sơ bộ là 30.

Xử lý sau hàn: xử lý ủ, nhiệt độ 600 ± 20 ℃, thời gian giữ trong 4 giờ; Tốc độ làm nóng 50 ℃ / h, tốc độ làm lạnh 50 ℃ / h.

Kết quả: Kiểm tra độ bền kéo đạt tiêu chuẩn. Các giá trị tác động của ba mẫu trong vùng ảnh hưởng nhiệt lần lượt là 51, 40 và 40, các giá trị này đạt tiêu chuẩn.

Kiểm tra uốn bên, đủ tiêu chuẩn; Thực nghiệm chứng minh rằng sơ đồ công nghệ này là hợp lý. Xử lý nhiệt sau hàn có thể cải thiện cấu trúc và tính chất vi mô hàn, đây là một trong những yếu tố quan trọng để hàn J55 có được mối hàn đạt yêu cầu kỹ thuật.

Môi trường khắc nghiệt của vỏ bọc API 5A J55 đòi hỏi chất lượng của chính ống, cũng là chất lượng của mối hàn. Qua phân tích và kiểm tra mối hàn trên, thu được quy trình hàn đạt yêu cầu, làm cơ sở lý thuyết và thực nghiệm cho việc hàn chính xác vỏ dầu.

0 trả lời

Bình luận

Bạn muốn tham gia các cuộc thảo luận?
Hãy đóng góp!

Bình luận

Chúng tôi sẽ không công khai email của bạn. Các ô đánh dấu * là bắt buộc *