Alat perlombongan minyak bawah tanah berfungsi di telaga sedalam ribuan meter, dalam persekitaran yang keras dan keadaan tekanan yang kompleks.Biasanya, alat perlombongan perlu menahan bukan sahaja tegasan tegangan, dan tegasan lentur kilasan, tetapi juga geseran dan impak yang kuat.Pada masa yang sama, alat juga Untuk menahan suhu tinggi, tekanan tinggi, dan kakisan alam sekitar.
Ini memerlukan sifat bahan alat perlombongan bawah tanah untuk mempunyai sifat mekanikal komprehensif yang sangat baik, yang bukan sahaja memastikan kekuatan tinggi, tetapi juga memastikan keliatan impak yang sangat baik, dan pada masa yang sama tahan terhadap kakisan oleh air laut dan lumpur.Memandangkan keperluan prestasi keadaan kerja lubang bawah, pemilihan bahan alatan lubang bawah biasanya adalah keluli struktur aloi yang mengandungi unsur-unsur tahan kakisan seperti Cr dan Mo, dan kemudian melalui proses rawatan haba dan pembajaan yang sesuai untuk memastikan ia memenuhi kekuatan dan keliatan impak. keperluan.Artikel ini memberi tumpuan kepada proses pemprosesan rentetan paip lubang bawah.Apabila salah satu daripada bahan kerja paip paksi yang diperbuat daripada keluli 40CrMnMo dipadamkan dan dibaja, keretakan teruk berlaku berkali-kali semasa proses pelindapkejutan, mengakibatkan bahan kerja dibuang dan menyebabkan kerugian ekonomi tertentu.Untuk tujuan ini, punca keretakan pelindapkejutan dianalisis dari aspek komposisi kimia, struktur, proses rawatan haba, dan morfologi retak bahan tiub paksi, dan penambahbaikan dan langkah pencegahan telah dicadangkan.
1. Perihalan bahan kerja yang gagal: Bahan mentah ialah bahan penempaan pepejal keluli 40CMnMo dengan diameter φ200 mmx1 m.Aliran proses: pusingan kasar→penggerudian dan membosankan (hingga ketebalan dinding kira-kira 20mm)→pelindapkejutan→pembajaan→kemasan.Garis besar bahan kerja tiub paksi ialah paip dengan panjang kira-kira 1m, diameter φ200 mm, dan ketebalan dinding 20 mm.
Proses rawatan haba: mula-mula panaskan perlahan-lahan kepada 500°C dalam relau kotak, kemudian masukkannya ke dalam relau mandi garam untuk memanaskannya pada suhu pelindapkejutan 860~880°C.Masa pemanasan dalam relau mandi garam adalah kira-kira 30 minit dan kemudian dipadamkan pada kira-kira 40-60°C.Padamkan dalam minyak selama kira-kira 10 minit.Selepas mengeluarkannya, panaskan dalam relau kotak dan simpan pada suhu 600°C selama 10 jam sambil menyejukkan dalam relau.
Keadaan retak: Retak berkembang di sepanjang paksi tiub tengah, kelihatan dari tepi, dan telah retak dalam arah ketebalan dinding jejari.
2. Pengesanan dan analisis
2.1 Pengesanan komposisi kimia: Bahan kerja tiub paksi retak yang dipadamkan telah diambil sampel melalui pemotongan wayar separa untuk analisis komposisi.Komposisi kimianya mematuhi GB/T3077–1999 “Komposisi Kimia dan Sifat Mekanikal Keluli Struktur Aloi”.
2.2 Pakar dalam pengesanan dan analisis metalografik: Ambil dua sampel tiub paksi yang dipadamkan dan dibaja secara membujur, rawatan kebakaran (tertebat pada 850°C selama 15 jam dan disejukkan dalam relau), kemudian digilap dengan kertas pasir dan digilap pada mesin penggilap, menggunakan 4% asid nitrik dan alkohol, dan perhatikan struktur metalografi.Sampel 2 dikisar terus dengan kertas pasir dan kemudian digilap dan dihakis, dan struktur metalografinya diperhatikan.Membandingkan struktur metalografi yang dikesan dengan GBT 13299-1991 "Kaedah Penilaian Struktur Mikro Keluli", didapati bahawa struktur berjalur dalam sampel 1 adalah gred 3 hingga 4, di mana putih adalah ferit eutektoid dan kelabu-hitam adalah mutiara.badan, struktur perlit menyumbang kira-kira 60%, yang lebih tinggi.Struktur metalografi sampel 2 ialah troostit terbaja dan sejumlah kecil troostit terbaja.
3. Analisis punca dan penyelesaian keretakan
3.1 Bentuk retak dan proses rawatan haba: Perhatikan bentuk rekahan dalam tiub paksi.Ia adalah retakan membujur.Ia berlaku sepanjang arah paksi dan retakan adalah dalam.Malah jelas bahawa retakan telah retak di sepanjang arah jejari di tepi tiub paksi.Disimpulkan bahawa tegasan yang menyebabkan keretakan tiub paksi adalah tegasan tegangan tangen permukaan, yang disebabkan oleh tegasan struktur kemudiannya.Pada masa yang sama, kerana bahan tiub paksi adalah keluli struktur aloi karbon sederhana, tegasan struktur juga mendominasi semasa proses pelindapkejutan.Transformasi martensit berlaku dan keplastikan berkurangan dengan mendadak.Pada masa ini, tegasan struktur meningkat dengan mendadak, supaya tegasan tegangan yang terbentuk pada permukaan bahan kerja oleh tegasan dalaman pelindapkejutan melebihi kekuatan keluli semasa penyejukan, menyebabkan keretakan, yang sering berlaku di bahagian yang dipadamkan sepenuhnya.Kejadian keretakan sedemikian adalah terutamanya disebabkan oleh tegasan struktur yang besar yang disebabkan oleh proses pelindapkejutan yang tidak betul.Oleh kerana suhu pemanasan pelindapkejutan tiub paksi adalah 860 ~ 880 ℃, yang agak tinggi, ia dengan cepat dimasukkan ke dalam minyak pelindapkejutan 40 ~ 60 ℃.Apabila suhu melebihi suhu peralihan Ms, suhu pemanasan pelindapkejutan adalah tinggi.Tegasan haba adalah besar, dan apabila menyejukkan di bawah suhu transformasi MS, suhu minyak pelindapkejutan adalah agak rendah, dan masa pelindapkejutan selama 10 minit agak lama.Semasa proses penyejukan pantas, lebih banyak martensit dihasilkan.Isipadu khusus yang berbeza bagi struktur yang berbeza, seterusnya, menghasilkan tekanan tisu yang lebih besar, yang merupakan salah satu punca pelindapkejutan keretakan tiub paksi.
3.2 Keseragaman struktur bahan mentah: Melalui analisis metalografi sampel tercegat 1 selepas penyepuhlindapan (penebat pada 850°C selama 15 jam dan penyejukan dalam relau), didapati tiub paksi dengan retakan masih mempunyai jalur yang jelas selepas penyepuhlindapan.Kewujudan pengasingan tisu seperti jalur menunjukkan bahawa bahan kuprum itu sendiri mempunyai pengasingan tisu seperti jalur yang serius dan struktur tidak sekata.Kewujudan struktur seperti jalur akan meningkatkan kecenderungan pelindapkejutan keretakan bahan kerja.Kesusasteraan yang berkaitan menunjukkan bahawa struktur seperti jalur dalam keluli aloi karbon rendah dan sederhana merujuk kepada struktur seperti jalur yang terbentuk di sepanjang arah rolling atau arah penempaan keluli.Jalur terutamanya terdiri daripada ferit proeutectoid dan jalur terutamanya terdiri daripada pearlit disusun pada satu sama lain.Struktur tuangan adalah struktur yang rosak yang sering muncul dalam keluli.Oleh kerana keluli cair secara selektif menghablur semasa proses penghabluran jongkong untuk membentuk struktur dendrit dengan komponen kimia yang tidak sekata, dendrit kasar dalam jongkong dipanjangkan sepanjang arah ubah bentuk semasa bergolek atau menempa dan secara beransur-ansur menjadi konsisten dengan arah ubah bentuk., dengan itu membentuk jalur (jalur) karbon dan unsur mengaloi yang telah habis dan jalur tersusun disusun berselang-seli antara satu sama lain.Di bawah keadaan penyejukan yang perlahan, jalur karbon dan unsur mengaloi yang berkurangan (austenit yang terlalu sejuk mempunyai kestabilan yang lebih rendah) memendakan ferit proeutektoid, dan melepaskan karbon berlebihan ke dalam zon diperkaya pada kedua-dua belah, akhirnya membentuk zon yang dikuasai oleh ferit: unsur karbon dan pengaloian zon diperkaya, yang austenit supersejuknya lebih stabil Selepas itu, jalur terutamanya terdiri daripada pearlit terbentuk, dengan itu membentuk struktur seperti jalur di mana jalur terutamanya ferit dan jalur terdiri daripada pearlit berselang-seli antara satu sama lain.Struktur mikro yang berbeza bagi jalur bersebelahan dalam struktur berjalur tiub paksi, serta perbezaan dalam morfologi dan gred struktur berjalur, menyebabkan pekali pengembangan dan perbezaan dalam isipadu tertentu sebelum dan selepas perubahan fasa meningkat semasa rawatan haba dan proses pelindapkejutan tiub paksi, mengakibatkan Tekanan organisasi yang besar akhirnya akan meningkatkan herotan pelindapkejutan tiub paksi.Jika proses pelindapkejutan tidak betul, kecenderungan struktur jalur untuk menyebabkan herotan pelindapkejutan dan keretakan akan meningkat, menjadikannya lebih mudah untuk menyebabkan keretakan pelindapkejutan.
3.3 Penyelesaian dan kesan: Melalui analisis di atas tentang punca keretakan tiub paksi semasa proses pelindapkejutan, kami mula-mula menambah baik rawatan haba dan proses pelindapkejutan, mengurangkan suhu pelindapkejutan sebanyak kira-kira 10°C, dan meningkatkan suhu minyak pelindapkejutan kepada kira-kira 90°C.Pada masa yang sama, masa tiub paksi dalam minyak pelindapkejutan juga dipendekkan.Keputusan menunjukkan bahawa tiub paksi tidak retak semasa pelindapkejutan.Ia boleh dilihat bahawa punca utama keretakan pelindapkejutan tiub paksi adalah proses pelindapkejutan yang tidak betul, dan struktur seperti jalur dalam bahan mentah akan meningkatkan kecenderungan keretakan pelindapkejutan tiub paksi, tetapi ia bukan punca utama. pemadaman keretakan.Ujian pengedap telah dijalankan pada tiub paksi, dan ia dapat mengekalkan tekanan yang stabil selama 10 minit pada tekanan 3500 psi (bersamaan dengan 24 MPa), yang memenuhi sepenuhnya keperluan pengedap alat lubang bawah.
4. Kesimpulan
Punca utama pelindapkejutan keretakan tiub paksi adalah proses pelindapkejutan yang tidak betul, dan struktur seperti jalur dalam bahan mentah meningkatkan kecenderungan keretakan pelindapkejutan tiub paksi, tetapi ia bukan punca utama pelindapkejutan keretakan.Selepas menambah baik proses rawatan haba, tiub paksi tidak lagi retak semasa pelindapkejutan, dan apabila ujian pengedap dijalankan pada tiub paksi, tekanan boleh distabilkan selama 10 minit pada 3500 psi (bersamaan dengan 24MPa), yang mematuhi sepenuhnya keperluan pengedap alat lubang bawah.Untuk mengelakkan tiub paksi daripada retak semasa proses pelindapkejutan, Nota:
1) Pastikan kawalan bahan mentah dengan baik.Ia dikehendaki bahawa struktur jalur dalam bahan mentah adalah ≤3, pelbagai kecacatan dalam bahan mentah seperti kelonggaran, pengasingan, kemasukan bukan logam, dan lain-lain mesti memenuhi keperluan standard, dan komposisi kimia dan struktur mikro mestilah seragam.
2) Kurangkan tekanan pemesinan.Pastikan jumlah suapan yang munasabah untuk mengurangkan tekanan sisa pemesinan, atau lakukan pembajaan atau penormalan sebelum pelindapkejutan untuk menghilangkan tekanan pemesinan.
3) Pilih proses pelindapkejutan yang munasabah untuk mengurangkan tegasan struktur dan tegasan terma.Turunkan suhu pemanasan pelindapkejutan dengan sewajarnya dan tingkatkan suhu minyak pelindapkejutan kepada kira-kira 90°C.Pada masa yang sama, masa tinggal tiub paksi dalam minyak pelindapkejutan juga dipendekkan.
Masa siaran: Mei-28-2024