ท่อน้ำมันที่มีความแข็งแรงและความเหนียวสูงและวิธีการผลิต

คำอธิบาย

ท่อน้ำมันที่มีความแข็งแรงและความเหนียวสูงเป็นส่วนประกอบสำคัญในการขุดเจาะน้ำมันและก๊าซ. ถูกออกแบบให้ทนทานต่อแรงดันสูง, วัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, และสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, มักพบในการขุดเจาะ. ท่อน้ำมันมักทำจากเหล็กและควรมีคุณสมบัติเฉพาะเช่นมีความแข็งแรงสูง, ความเหนียว, และ การกร่อน ความต้านทาน.

วิธีการผลิต

วิธีการผลิตมีหลายขั้นตอน, รวมถึงการเลือกใช้วัสดุ, การรักษาความร้อน, การขึ้นรูป, และการตรวจสอบ.

1. การเลือกใช้วัสดุ

วัสดุฐานสำหรับตัวเรือนมักเป็นเหล็กกล้าคาร์บอนหรือโลหะผสมคุณภาพสูง. วัสดุจะถูกเลือกตามเงื่อนไขที่คาดหวังของการขุดเจาะ, เช่นอุณหภูมิ, ความดัน, และสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน.

2. ขึ้นรูป

เหล็กจะถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด จากนั้นจึงขึ้นรูปเป็นท่อ. ซึ่งมักทำโดยการรีดร้อน, โดยที่เหล็กจะถูกส่งผ่านลูกกลิ้งหลายชุดเพื่อขึ้นรูปเป็นรูปทรงและขนาดท่อที่ต้องการ. ท่อจะถูกทำให้เย็นลงและแข็งตัว.

3. การรักษาความร้อน

ต่อไป, ท่อผ่านกระบวนการบำบัดความร้อน. ซึ่งอาจรวมถึงการดับและแบ่งเบาบรรเทา, ซึ่งใช้เพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวของเหล็ก. การชุบแข็งเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่เหล็กถึง อุณหภูมิสูง แล้วจึงทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว, ในขณะที่การแบ่งเบาบรรเทาเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนเหล็กจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าแล้วค่อย ๆ ทำให้เย็นลง.

4. การตรวจสอบและทดสอบ

ในที่สุด, ท่อได้รับการตรวจสอบและทดสอบเพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนด. ซึ่งอาจรวมถึงการตรวจสอบด้วยสายตา, การทดสอบความแข็ง, และการทดสอบอัลตราโซนิก. หากท่อผ่านการทดสอบเหล่านี้, ก็พร้อมที่จะใช้เป็นถังน้ำมันแล้ว.

นี่เป็นโครงร่างพื้นฐานของวิธีการผลิตท่อน้ำมันที่มีความแข็งแรงสูงและมีความเหนียวสูง. กระบวนการจริงอาจซับซ้อนมากขึ้นและอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับข้อกำหนดเฉพาะของเคส.

ข้อดี

1. เพิ่มความทนทาน: ความแข็งแรงและความเหนียวสูงของท่อน้ำมันเหล่านี้ช่วยให้ทนทานต่อแรงกดสูงและวัสดุที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้, เพิ่มอายุการใช้งานและลดความจำเป็นในการเปลี่ยน.
2. ความปลอดภัยที่ได้รับการปรับปรุง: คุณสมบัติเหล่านี้ยังช่วยเพิ่มความปลอดภัยในการขุดเจาะอีกด้วย, เนื่องจากลดความเสี่ยงของความล้มเหลวของเคส, ซึ่งอาจนำไปสู่อุบัติเหตุร้ายแรงได้.
3. คุ้มค่า: แม้ว่ากระบวนการผลิตอาจจะซับซ้อนและมีค่าใช้จ่ายสูงก็ตาม, ความทนทานและความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้นของเคสเหล่านี้สามารถนำไปสู่การประหยัดต้นทุนได้อย่างมากในระยะยาว.

ข้อสรุป

การผลิตท่อน้ำมันที่มีความแข็งแรงและความเหนียวสูงถือเป็นส่วนสำคัญในการรับรองการปฏิบัติงานขุดเจาะที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ. ในขณะที่กระบวนการผลิตอาจมีความซับซ้อน, คุณประโยชน์ในแง่ของความทนทาน, ความปลอดภัย, และการประหยัดต้นทุนทำให้เป็นการลงทุนที่คุ้มค่า.

สิ่งประดิษฐ์นี้เป็นของสาขาเทคนิคการผลิตท่อเหล็กไร้ตะเข็บในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา, และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวข้องกับท่อน้ำมันที่มีความแข็งแรงและความเหนียวสูงเป็นพิเศษซึ่งเหมาะสำหรับหลุมลึกหรือหลุมลึกพิเศษและวิธีการผลิตดังกล่าว.

เทคนิคพื้นหลัง

ด้วยการเพิ่มความลึกในการขุดเจาะในแหล่งน้ำมันและก๊าซ, การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิและความดัน, สภาพแวดล้อมทางทางธรณีวิทยาของท่อปิโตรเลียมที่ใช้สำหรับหลุมผลิตคงที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ, และสภาพทางกลที่ใช้ก็เปลี่ยนไปตามไปด้วย. โหลดอัดรีดภายนอกที่รับและโหลดตามแนวแกนเริ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ. ท่อน้ำมันคุณภาพสูง เช่น V125 ที่กำหนดโดยมาตรฐาน American Petroleum Institute โดยทั่วไปจะใช้เหล็กโลหะผสมซีรีส์ Cr-Mo-V. เนื่องจากการถลุงที่ซับซ้อน, กระบวนการรีดและการบำบัดความร้อนของท่อน้ำมันของเหล็กประเภทนี้, องค์ประกอบของโลหะผสมและกระบวนการผลิตไม่เหมาะสม. , จะทำให้ความแข็งแรงและความเหนียวของท่อน้ำมันลดลง, และไม่สามารถทนต่อแรงอัดรีดภายนอกและแรงตามแนวแกนที่มาจากหลุมลึกหรือลึกพิเศษได้, ซึ่งจะทำให้ความเสียหายและความล้มเหลวของท่อน้ำมันรุนแรงขึ้น, และความเสียหายและความล้มเหลวของท่อจะนำไปสู่ความล้มเหลวของหลุมเจาะได้ง่าย. ปัญหาที่ซับซ้อน เช่น ความไม่มั่นคง, ความเสียหายของอ่างเก็บน้ำ, ความยากลำบากในการขุดเจาะและการประสาน, ฯลฯ, คุกคามความปลอดภัยของการปฏิบัติงานในแหล่งน้ำมันอย่างจริงจัง, และยังนำไปสู่ความสูญเสียทางเศรษฐกิจครั้งใหญ่ เช่น อุบัติเหตุการทำลายล้าง. ดังนั้น, แหล่งน้ำมันมีข้อกำหนดที่สูงขึ้นเกี่ยวกับประสิทธิภาพของท่อน้ำมัน.
ในปัจจุบัน, ปัญหาที่ต้องแก้ไขสำหรับท่อน้ำมันสำหรับหลุมลึกหรือหลุมลึกพิเศษคือการจับคู่ระหว่างความแข็งแรงสูงพิเศษและความเหนียวสูง. ประสิทธิภาพของท่อน้ำมันที่มีความแข็งแรงสูงและมีความเหนียวไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับองค์ประกอบของวัสดุที่ใช้เท่านั้น, แต่ยังเกี่ยวข้องกับวิธีการผลิตอย่างใกล้ชิดอีกด้วย. เป็น PIPE ที่สอดคล้องกับ ASME B36.10 และ B36.19, ความเหนียวรับแรงกระแทกของเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงพิเศษนั้นขึ้นอยู่กับความบริสุทธิ์ของเหล็ก, องค์ประกอบและความประณีตของโครงสร้าง. นำเทคโนโลยีการถลุงบริสุทธิ์พิเศษมาใช้เพื่อลดปริมาณกำมะถัน, องค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ของฟอสฟอรัสและก๊าซในเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษให้มากที่สุด, และลดจำนวนการรวม, เพื่อให้ได้ความเหนียวกระแทกที่น่าพอใจ. ใช้กระบวนการบำบัดความร้อนที่เหมาะสม, โครงสร้างจุลภาคมีลักษณะเป็นมาร์เทนไซต์ไม้ระแนงละเอียดพิเศษ เนื่องจากเมทริกซ์และเฟสความเหนียวออสเทนไนต์กระจายตัวได้มาจากเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงพิเศษ, และได้รับในระหว่างกระบวนการรีดและยืดตรง ขนาดท่อน้ำมันที่มีความแม่นยำสูงและคุณภาพพื้นผิว และความเค้นตกค้างต่ำเป็นวิธีการทางเทคนิคที่สำคัญและมีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้ท่อน้ำมันที่มีความแข็งแรงและความเหนียวสูงเป็นพิเศษ.

อย่างไรก็ตาม, เกรดเหล็กในปัจจุบันที่ใช้ในท่อน้ำมันมีสิ่งเจือปนสูง เช่น ซัลเฟอร์และฟอสฟอรัส, และโครงสร้างโลหะมีตำหนิเป็นขุย. การไหลที่ไม่สม่ำเสมอของโลหะในระหว่างกระบวนการรีดส่งผลให้คุณสมบัติทางกลไม่สอดคล้องกันในทิศทางแนวนอนและแนวตั้ง. นอกจากนี้, ในวิธีการผลิตท่อน้ำมันในปัจจุบัน, สารดับในกระบวนการบำบัดความร้อนคือน้ำ, ซึ่งทำให้เกิดการแตกร้าวได้ง่าย. ในเวลาเดียวกัน, เนื่องจากกระบวนการเจาะและกลิ้งที่ไม่สมเหตุสมผล, กระบวนการบำบัดความร้อนและวิธีการยืดผม, ที่สุดแห่งความแข็งแกร่งและความเหนียวของตัวเคสที่เข้ากัน, และทำให้เกิดความเครียดตกค้างมากเกินไป, และความแม่นยำของมิติทางเรขาคณิตของเคสไม่ดี, ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความสามารถของผลิตภัณฑ์ในการต้านทานการพังทลาย.
เนื้อหาของการประดิษฐ์

จุดประสงค์ของการประดิษฐ์คือการเอาชนะข้อบกพร่องในงานศิลปะรุ่นก่อนๆ และจัดให้มีท่อน้ำมันที่มีความแข็งแรงและความเหนียวสูงที่สามารถตอบสนองความต้องการของสภาวะการผลิตแบบขนานที่มีหลุมลึกหรือลึกพิเศษในแหล่งน้ำมัน.

วัตถุประสงค์อีกประการหนึ่งของสิ่งประดิษฐ์นี้คือการจัดหาวิธีการผลิตท่อน้ำมันที่มีความแข็งแรงและความเหนียวสูง, ซึ่งสามารถตอบสนองสภาวะการผลิตของบ่อลึกหรือบ่อลึกพิเศษในแหล่งน้ำมันได้.

สิ่งประดิษฐ์ในปัจจุบันเกิดขึ้นได้จากรูปแบบทางเทคนิคดังต่อไปนี้:
ท่อน้ำมันที่มีความแข็งแรงและความเหนียวสูง, โดยมีลักษณะเป็นส่วนประกอบตามเปอร์เซ็นต์น้ำหนักคือ: C: 0.22-0.35%, ศรี: 0.17-0.30%, Mn: 0.45-0.60%, Cr: 0.80-1.10%, Mo: 0.70-1.10%, อัล: 0.015-0.040%, Ni<0.20%, Cu<0.20%, V: 0.070-0.100%, Nb<0.050%, ในขณะที่<0.0015%, P<0.010%, S<0.003% , และความสมดุลก็คือเหล็ก.
บทบาทขององค์ประกอบการผสมหลักคือ:
C: 0.22-0.35%. C เป็นองค์ประกอบที่ขึ้นรูปคาร์ไบด์ที่สามารถเพิ่มความแข็งแรงของเหล็กได้. ถ้ามันต่ำเกินไป, ผลที่ได้ไม่ชัดเจน, และถ้ามันสูงเกินไป, จะช่วยลดความเหนียวของเหล็กได้อย่างมาก.
Mn: 0.45-0.60%, Mn เป็นองค์ประกอบที่ก่อตัวเป็นออสเทนไนต์, ซึ่งสามารถปรับปรุงความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กได้, เพิ่มปริมาณออสเทนไนต์ที่สะสมอยู่ในเหล็ก, และส่งผลต่อความสม่ำเสมอของโครงสร้างเหล็กรีดร้อน.
Cr: 0.80-1.10%. โครเมียมสามารถปรับปรุงคุณสมบัติทางกลได้, ความต้านทานการกัดกร่อนและการแข็งตัวของเหล็ก, แต่สามารถเพิ่มความเปราะบางของเหล็กได้.
V: 0.070-0.100%, สามารถขัดเกลาธัญพืชได้, แบบฟอร์มคาร์ไบด์, และปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียวของเหล็ก. แต่เมื่อเนื้อหาถึงจำนวนหนึ่งแล้ว, การเพิ่มขึ้นของผลกระทบจะไม่ชัดเจน. ในเวลาเดียวกัน, เพราะราคามันสูง, ควรจำกัดจำนวนการใช้งาน.
Mo: 0.70-1.10%, ส่วนใหญ่ผ่านการเสริมคาร์ไบด์และสารละลายของแข็งเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของเหล็ก, หากเนื้อหาสูงเกินไป, ความเหนียวของเหล็กจะลดลง.
Nb<0.050 กลั่นเกรนเป็นหลักและปรับปรุงความเหนียวของเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงอย่างมีนัยสำคัญ.
Ni<0.20 ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความเหนียวของเหล็กเป็นหลัก, ช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็ก, และลดอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงที่เปราะของเหล็ก.
Cu<0.20, ทองแดงในโลหะผสมสามารถปรับปรุงความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศของเหล็กได้, การเติมมากเกินไปจะทำให้เหล็กเปราะ, โดยทั่วไปไม่เกิน 0.2%.

เพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแกร่งและความเหนียวที่เข้าคู่กัน, วิธีการผลิตท่อน้ำมันของการประดิษฐ์นี้ประกอบด้วยขั้นตอนดังต่อไปนี้:
(1) ส่วนผสมถลุง: เหล็กฟองน้ำและเศษเหล็กใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเหล็ก, หลอมละลายเป็นเหล็กหลอมเหลวในเตาอาร์คไฟฟ้า (เอฟเอฟ), และเหล็กหลอมสำหรับการผลิตปลอกน้ำมันจะได้มาหลังจากการกลั่นนอกเตาเผา (แอลเอฟ) และสูญญากาศ (วีดี) degassing มีองค์ประกอบตามเปอร์เซ็นต์น้ำหนักคือ: C: 0.22-0.35%, ศรี: 0.17-0.30%, Mn: 0.45-0.60%, Cr: 0.80-1.10%, Mo: 0.70-1.10%, อัล: 0.015-0.040%, Ni< 0.20%, Cu<0.20%, V: 0.070-0.100%, Nb<0.050%, ในขณะที่<0.0015%, P<0.010%, S<0.003%, และความสมดุลก็คือเหล็ก.

(2) การหล่อและการรีดอย่างต่อเนื่อง: เหล็กหลอมที่มีความบริสุทธิ์สูงดังที่กล่าวข้างต้นจะถูกหล่อเป็นเหล็กแท่งกลมอย่างต่อเนื่อง, และเหล็กแท่งหล่อต่อเนื่องที่ระบายความร้อนจะถูกให้ความร้อนในเตาทำความร้อนแบบวงแหวน. อุณหภูมิของเตาทำความร้อนเหล็กแท่งท่อคือ 1300-1320 ° C. , กลิ้งอย่างต่อเนื่อง, การลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่, ระบายความร้อน, และการเลื่อย; ในหมู่พวกเขา, อุณหภูมิศูนย์กลางความร้อนคือ 1260-1270 ° C, อุณหภูมิที่เจาะทะลุนั้นร้อนมาก 1240-1250 ° C, อุณหภูมิกลิ้งต่อเนื่องคือ 1070-1120 ° C, และอุณหภูมิการลดเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่คือ 910-910 องศาเซลเซียส 930 องศาเซลเซียส.
เตาแหวน:
อุณหภูมิความร้อนของท่อเปล่า: 1280~1290℃, ความแตกต่างของอุณหภูมิที่อนุญาต: ±5°C.

กระบวนการเจาะ:

เครื่องเจาะทรงกรวยแบบสามลูกกลิ้งใช้เพื่อลดแรงเฉือนในการเจาะของเหล็กโลหะผสมและป้องกันข้อบกพร่องเช่นรอยแตกร้าว, พับ, และการหลุดร่อนบนพื้นผิวของเส้นเลือดฝอย. อัตราการยืดตัวของการเจาะคือ 3.5-4.2, อัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อผนังคือ 20-28, อัตราการขยายเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ด้านล่าง 35%, ความเร็วทางออกของเครื่องเจาะต่ำกว่า 0.9 เมตร/วินาที, และค่าเผื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อกลมหล่อแบบต่อเนื่องจะต้องอยู่ที่ ≤±1.4% , ความทนทานต่อการตกไข่ ≤ 2.5%, เพื่อให้แน่ใจว่าขนาดทางเรขาคณิตและรูปร่างถูกต้องของเส้นเลือดฝอย. อุณหภูมิในการเจาะ 1240-1250°C.
กระบวนการรีดอย่างต่อเนื่อง:
วัตถุประสงค์ของกระบวนการรีดต่อเนื่องคือการลดเส้นผ่านศูนย์กลาง, ขยายและลดผนังของท่อคาปิลารีที่ถ่ายโอนมาจากกระบวนการเจาะ, และในเวลาเดียวกันก็ปรับปรุงความหยาบของพื้นผิวด้านในและด้านนอกของท่อเปล่าและปรับปรุงความหนาของผนังให้สม่ำเสมอ.
ระหว่างการกลิ้งอย่างต่อเนื่อง, พื้นผิวด้านในของเส้นเลือดฝอยสัมผัสกับแมนเดรลที่ด้านบนของช่องผ่าน, แต่ไม่ใช่ที่แก้มยาง. โลหะที่ด้านบนของรูจะขยายออกเนื่องจากแรงดันภายนอกของลูกกลิ้งและแรงดันของแมนเดรล, และขยายออกไปในทิศทางเส้นรอบวงในขณะที่ขยายออกไปในแนวแกน, ในขณะที่โลหะที่อยู่ผนังด้านข้างของรูก็ขยายตัวเช่นกันเมื่อโลหะที่ด้านบนของรูขยายออก. มันถูกยืดออกและหดตัวตามทิศทางตามยาว. ควบคุมอัตราการลดของแต่ละกระบวนการของการรีดต่อเนื่อง, เพื่อให้อัตราส่วนของพื้นที่หน้าตัดที่มีประสิทธิภาพของท่อเปล่าก่อนและหลังการเสียรูปในกระบวนการรีดต่อเนื่องคือ 2.8 ถึง 6.5, เพื่อให้แน่ใจว่าพลังงานกระแทกในแนวตั้งและแนวนอนของท่อน้ำมันมีแนวโน้มที่จะสม่ำเสมอ. ความเร็วเข้าสูงสุดของการกลิ้งต่อเนื่องคือภายใน 1.5m/s, ความเร็วทางออกอยู่ภายใน 3.5m/s, และอัตราส่วนของพื้นที่หน้าตัดของท่อคาปิลลารีต่อท่อเปล่าอยู่ที่ประมาณ 3.7. อุณหภูมิการรีดต่อเนื่องคือ 1,070 ~ 1120 ℃.
กระบวนการลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่:
กระบวนการปรับขนาดและลดขนาดเป็นกระบวนการกลิ้งวัตถุกลวงอย่างต่อเนื่อง. นอกจากบทบาทของการปรับขนาดแล้ว, แต่ยังต้องมีอัตราการลดลงอย่างมาก, และจำนวนแท่นทำงานคือ 24. เป็นครั้งแรก, ท่อของเสียจะถูกทำให้ร้อนถึง 920°C ถึง 1,050°C ในเตาอุ่นแล้วปล่อยออก. หลังจากวัดอุณหภูมิพื้นผิวบริเวณทางออกของโต๊ะลูกกลิ้งแล้ว, อุปกรณ์ขจัดตะกรันน้ำแรงดันสูง 20MPa ใช้เพื่อถอดท่อของเสียออกจากหน่วยรีดแบบต่อเนื่องในระหว่างกระบวนการรีด. มาตราส่วน, แล้วรีดด้วยเครื่องคัดขนาดและลดขนาด. อุณหภูมิรีดขนาดคือ 910-930°C, ความเร็วเข้ากลิ้งขนาดอยู่ระหว่าง 0.5-1.4m/s, ความเร็วทางออกอยู่ระหว่าง 0.51-7m/s, และอัตราส่วนพื้นที่หน้าตัดมีประสิทธิผลอยู่ภายใน 1.5.
(3) รักษาความร้อน: กระบวนการบำบัดความร้อนของการดับและการแบ่งเบาบรรเทาจะถูกนำมาใช้กับท่อเปล่าที่กล่าวมาข้างต้น.
กระบวนการดับมีดังนี้: ทำความร้อนท่อปิโตรเลียมไว้ที่ 940° C. ถึง 920° C. และทำให้มันอบอุ่นสำหรับ 30 นาทีเพื่อสร้างออสเทนไนต์โดยสมบูรณ์. สารดับเป็นของเหลวดับน้ำมันเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของเหล็ก.
กระบวนการแบ่งเบาบรรเทามีดังนี้: อุณหภูมิการแบ่งเบาบรรเทาคือ 640° C. ถึง 660° C, เก็บรักษาความร้อนสำหรับ 2 ชั่วโมง, การระบายความร้อนด้วยอากาศใช้เพื่อปรับแต่งเม็ดคริสตัล, ทำให้โครงสร้างเป็นเนื้อเดียวกัน, ขจัดความเครียดภายใน, และปรับปรุงความเหนียวของเหล็ก.
(4) ท่อของเสียหลังการบำบัดความร้อนข้างต้นจะต้องผ่านการปรับขนาดความร้อนและการยืดผมด้วยความร้อน, และสุดท้ายคือการตรวจจับข้อบกพร่องเพื่อให้ได้ท่อปิโตรเลียมที่เสร็จสมบูรณ์.
เพื่อลดความเค้นตกค้างของท่อน้ำมัน, ลดความเค้นตกค้างที่เกิดจากการปรับขนาด, ปรับปรุงขนาดและความแม่นยำความกลมของท่อน้ำมัน, และปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของท่อน้ำมัน, อุณหภูมิการปรับขนาดอยู่ระหว่าง 550 และ 600 °C ในช่วงเวลาดังกล่าว, ความเร็วทางออกของขนาดของท่อของเสียอยู่ระหว่าง 1.2 และ 2.4 เมตร/วินาที.
ในกระบวนการยืดผมด้วยความร้อน, การลดขีดจำกัดความยืดหยุ่นของ 1.55 ถึง 1.75 ครั้ง (การลดขีดจำกัดความยืดหยุ่นเป็นจุดเริ่มต้นของการเสียรูปพลาสติกของพื้นผิวท่อเหล็ก) และเลือกอุณหภูมิการยืดผมที่เหมาะสมเพื่อลดความเค้นตกค้างที่เกิดจากกระบวนการยืดผม. ปรับปรุงความกลมและความตรงของท่อน้ำมันและปรับปรุงประสิทธิภาพของท่อน้ำมัน. อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดซึ่งกำหนดโดยการคำนวณและการทดลองทางทฤษฎีคือ 450-580°C, แต่ในกระบวนการจริง, เพื่อความปลอดภัย, อุณหภูมิการยืดผมด้วยความร้อนอยู่ระหว่าง 500°C-540°C.
เพื่อที่จะปรับปรุงประสิทธิภาพของท่อน้ำมัน, มีการสร้างช่วงการควบคุมความแม่นยำทางเรขาคณิตที่เข้มงวดขึ้น. ความแม่นยำทางเรขาคณิตของเคสตรงตามข้อกำหนดต่อไปนี้: ข้อผิดพลาดของเส้นผ่านศูนย์กลางคือ ± 0.8% ของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง, ข้อผิดพลาดของความหนาของผนังคือ ± 8% ของขนาดความหนาของผนัง, และวงรี ความคลาดเคลื่อนความตรงของปลายท่อคือ ±0.5%, ความคลาดเคลื่อนความตรงของปลายท่อคือ 1.5 มม./ม, และค่าคลาดเคลื่อนความตรงของตัวท่อคือ 1.0 มม./ม.
ท่อน้ำมันที่ผลิตโดยวิธีการผลิตของการประดิษฐ์สามารถเข้าถึงเกรดเหล็ก V150. ตัวบ่งชี้ที่ได้จากคุณสมบัติทางกลของท่อน้ำมันมีดังนี้:
ความแข็งแรงให้ผลผลิต: 1057~1210MPa
ความแข็งแรง: ≥1180MPa
แรงกระแทก: พลังงานกระแทกชาร์ปีเต็มสเกลตามยาว ≥ 80J
พลังงานกระแทกชาร์ปีเต็มสเกลตามขวาง ≥ 75J
ยืดตัว: ≥16%
ประสิทธิภาพโดยรวมของเคส (ยกตัวอย่าง φ244.48×15.11)
ตัวท่อมีความแข็งแรงป้องกันการยุบตัว: ≥80MPa;
ความแรงของการลื่น: ≥2800KN;
ความแข็งแรงของผลผลิตในท่อ: ≥115MPa;
ความเครียดตกค้าง: ≤200MPa.
มิติทางเรขาคณิตของท่อน้ำมัน;
ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลาง: 242.52มม.~246.43มม;
ออกจากความกลม: ≤1.2มม;
ความหนาของผนัง: -8.0%เสื้อ~8.0%เสื้อ;
ความตรงใน: ปลายท่อ 1.5มม./ม, ตัวท่อ 1.0มม./ม.
การประดิษฐ์นี้มีผลทางเทคนิคดังนี้:
1. น้ำมัน ปลอกท่อ ของสิ่งประดิษฐ์ปัจจุบันใช้ระบบโลหะผสม Cr-Ni-Mo-V เกรดเหล็กชุบแข็งและอบคืนตัว, ซึ่งสามารถได้รับความเหนียวออสเทนไนต์จำนวนหนึ่งที่กระจายตัวบนเมทริกซ์มาร์เทนไซต์ไม้ระแนง ultrafine หลังจากเฟสการบำบัดความร้อน, ปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียวของเหล็กเพื่อปรับให้ทนต่อภาระการอัดขึ้นรูปภายนอกและภาระตามแนวแกนที่มาจากหลุมลึกหรือลึกพิเศษ.
2. ในวิธีการผลิตของการประดิษฐ์นี้, ผ่านการกำหนดกระบวนการอย่างมีเหตุผล เช่น การเจาะและการกลิ้ง, เม็ดคริสตัลของเหล็กสามารถขัดเกลาได้ในระดับสูงสุด, และสามารถหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องทางโครงสร้างได้.
3. ในวิธีการผลิตของการประดิษฐ์นี้, การเลือกกระบวนการบำบัดความร้อนมีความสมเหตุสมผล, และเป็นไปได้ที่จะสร้างมาร์เทนไซต์ไม้ระแนงลำดับซับไมครอนเป็นเมทริกซ์, อนุภาคระยะที่ 2 ระดับนาโน เป็นส่วนเสริมการตกตะกอนและออสเทนไนต์จำนวนหนึ่งที่มีความคงตัวสูง. โครงสร้างคอมโพสิตแบบหลายเฟสของเฟสที่ยากลำบากช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแข็งแกร่งและความเหนียวที่เข้าคู่กัน.
4. ในวิธีการผลิตของการประดิษฐ์นี้, กระบวนการยืดผมด้วยความร้อนมีการกำหนดสูตรไว้อย่างสมเหตุสมผล, ซึ่งสามารถลดความเค้นตกค้างของท่อได้.
5. มีการกำหนดช่วงการควบคุมความแม่นยำทางเรขาคณิตที่เข้มงวด, ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของท่อน้ำมันได้ในราคาที่สมเหตุสมผล.
6. สารดับในกระบวนการบำบัดความร้อนของการประดิษฐ์ปัจจุบันคือของเหลวดับน้ำมัน, ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงข้อบกพร่อง เช่น รอยแตกร้าวบนพื้นผิวของท่อเหล็กได้.
วิธีโดยละเอียด
การประดิษฐ์นี้จะถูกอธิบายไว้ในรายละเอียดด้านล่างร่วมกับตัวอย่างจำเพาะ.
การประดิษฐ์ในปัจจุบันจะอธิบายโดยละเอียดด้านล่างโดยยกตัวอย่างการผลิตท่อน้ำมัน φ244.48×15.11 เป็นตัวอย่าง.
ตัวอย่าง:
เหล็กฟองน้ำและเศษเหล็กใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเหล็ก, และหลอมเป็นเหล็กหลอมเหลวในเตาอาร์คไฟฟ้า. หลังจากกลั่นนอกเตาและ degassing สูญญากาศแล้ว, ส่วนประกอบของเหล็กหลอมเหลวสำหรับการผลิตท่อปิโตรเลียม ได้แก่: C: 0.22-0.35%, ศรี: 0.17-0.30%, Mn: 0.45-0.60%, Cr: 0.80-1.10%, Mo: 0.70-1.10%, อัล: 0.015-0.040%, Ni<0.20%, Cu<0.20%, V: 0.070-0.100%, Nb<0.050%, ในขณะที่<0.0015%, P<0.010%, S<0.003%, และความสมดุลก็คือเหล็ก.
เหล็กหลอมเหลวด้านบนจะถูกหล่อเป็นเหล็กแท่งกลมอย่างต่อเนื่อง. ให้ความร้อนแท่งหล่อต่อเนื่องที่เย็นลงในเตาให้ความร้อนแบบวงแหวน, อุณหภูมิของเตาทำความร้อนเหล็กแท่งท่อคือ 1310°C, หลังจากนั้น, อยู่ตรงกลาง, เจาะ, กลิ้งอย่างต่อเนื่อง, การปรับขนาดและการลดขนาด, ระบายความร้อน, เลื่อย; ในหมู่พวกเขา, จุดศูนย์กลางความร้อนอยู่ที่ 1265°C , อุณหภูมิเจาะร้อนอยู่ที่ 1245°C, อุณหภูมิกลิ้งอย่างต่อเนื่องคือ 1100°C, และอุณหภูมิลดเส้นผ่านศูนย์กลางคงที่คือ 920°C. เย็นลงอย่างรวดเร็วถึง 450°C โดยการทำความเย็นเบดและวิธีการทำความเย็นแบบเป่า, และการเลื่อย. กระบวนการบำบัดความร้อนของการชุบแข็งและการแบ่งเบาบรรเทาจะถูกนำมาใช้กับท่อเปล่าด้านบน: ดับที่อุณหภูมิ 930°C (น้ำยาดับความมัน), อบคืนตัวที่อุณหภูมิ 645°C. หลังจากความร้อนขนาดที่ 560°C, ยืดผมด้วยความร้อนที่ 520°C, และการตรวจจับข้อบกพร่องขั้นสุดท้าย, ได้ท่อน้ำมันสำเร็จรูป.
ในกระบวนการเจาะ, อัตราการยืดตัวคือ 3.7, อัตราการขยายเส้นผ่านศูนย์กลางคือ 28%, และความเร็วทางออกของเครื่องเจาะคือ 0.7m/s. ในกระบวนการรีดอย่างต่อเนื่อง, อัตราส่วนของพื้นที่หน้าตัดที่มีประสิทธิภาพของท่อแห้งแล้งก่อนและหลังการเปลี่ยนรูปกลิ้งอย่างต่อเนื่องคือ 4.3, ความเร็วทางเข้าคือ 1.2m/s, และความเร็วทางออกคือ 2.9m/s. ในกระบวนการคงที่และลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง, อัตราส่วนพื้นที่หน้าตัดมีประสิทธิผลคือ 1.2, ความเร็วทางเข้าคือ 0.9m/s, และความเร็วทางออกคือ 1.3m/s. ความเร็วทางออกของขนาดของท่อเปล่าคือ 1.8 เมตร/วินาที. ในกระบวนการยืดผมด้วยความร้อน, ค่าสัมประสิทธิ์การลดการยืดผมคือ 1.6 คูณการลดขีดจำกัดความยืดหยุ่น.
คุณสมบัติทางกลของท่อน้ำมันที่ผลิตโดยวิธีการข้างต้นสามารถบรรลุถึงตัวบ่งชี้ต่อไปนี้:
ความแข็งแรงให้ผลผลิต: 1109MPa;
ความแข็งแรง: 1213MPa;
แรงกระแทก: พลังงานกระแทกชาร์ปีเต็มสเกลตามยาว: 121เจ;
พลังงานกระแทกชาร์ปีเต็มสเกลแนวนอน: 114เจ;
ยืดตัว: 17%.
ประสิทธิภาพโดยรวมของเคส:
ความแข็งแรงของการยุบตัวของท่อ: 93.1MPa;
ความแรงของการลื่น: 3208KN;
ความแข็งแรงของผลผลิตในท่อ: 130.6MPa;
ความเครียดตกค้าง: 162.31MPa.
มิติทางเรขาคณิตของท่อน้ำมัน:
ช่วงเส้นผ่านศูนย์กลาง: 245.90มม.~246.20มม;
ออกจากความกลม: ≤0.6มม;
ความหนาของผนัง: -4.5%เสื้อ~7.0%เสื้อ;
ความตรงใน: ปลายท่อ 1.2มม./ม, ตัวท่อ 0.9‰.

ท่อน้ำมันที่ผลิตผ่านการออกแบบประเภทเหล็กของการประดิษฐ์และการควบคุมที่เหมาะสมของสภาวะกระบวนการต่างๆ สามารถตอบสนองความต้องการด้านความแข็งแรงและความเหนียวของหลุมลึกหรือหลุมลึกพิเศษ. ควบคุมการเสียรูปของการกลิ้งและการบำบัดความร้อน, ได้รับผลกระทบเช่นการเสริมกำลังการตกตะกอน, การปรับแต่งเกรนและการเสริมความแข็งแกร่งของการเปลี่ยนเฟส, ปรับปรุงความแข็งแรงและความเหนียวของเหล็ก, และแก้ปัญหารอยแตกร้าวได้ง่ายในการอบชุบด้วยความร้อนของท่อเหล็กไร้ตะเข็บโลหะผสม. การใช้วิธีการประมวลผลการกำหนดขนาดด้วยความร้อนและการยืดผมด้วยความร้อน, ความเค้นตกค้างต่ำที่จำเป็นสำหรับท่อเหล็กไร้ตะเข็บได้รับการแก้ไข, และการดัดงอ, การเปลี่ยนรูปเป็นวงรี, และควบคุมความแม่นยำมิติของท่อเหล็กไร้ตะเข็บ.