Die Schweißbarkeit von J55-Ölleitungen

Das Ölrohr besteht aus einer Manschette und einem Rohrkörper. Ein einzelner Rohrkörper wird mit dem Kragengewinde verbunden und mit einer End-zu-End-Verbindung zum Ölfeld transportiert, um den Transport und die Verwendung nach Erreichen der erforderlichen Länge zu erleichtern. Um die Festigkeit und den Lockerungsschutz der Gewindeverbindung zu erhöhen, muss die Kupplung nach der Gewindeverbindung mit dem Rohrkörper verschweißt werden. Es ist daher sehr wichtig, die Schweißleistung zu analysieren und einen angemessenen Schweißprozess zu entwickeln. API 5A J55 ist eines der am häufigsten verwendeten Gehäusematerialien, und wir haben seine Schweißbarkeit in Bezug auf sein Kohlenstoffäquivalent analysiert.

API 5CT J55 Chemische Zusammensetzung

Nach der Kohlenstoffäquivalenzformel des International Institute of Welding:

CE＝C＋Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

CE＝0,69＞0,4

Sein Kohlenstoffäquivalent beträgt mehr als 0,4 und seine Schweißbarkeit ist schlecht. Um eine qualifizierte Schweißqualität zu erreichen, sind eine hohe Vorwärmtemperatur und strenge technologische Maßnahmen erforderlich.

Die Schweißbarkeit wurde unter Berücksichtigung des Einflusses des Gehalts an J55-Legierungselementen auf Mikrostruktur und Eigenschaften analysiert:

• J55 Darmrohr hat einen hohen Kohlenstoffgehalt, nämlich 0,34%~0,39%, wodurch sich die Übergangskurve des unterkühlten Austenits des Stahls nach rechts verschiebt und ansteigt. Durch die Zugabe von Cr, Mn, Ni, Cu und anderen Legierungselementen verschiebt sich die Übergangskurve des unterkühlten Austenits nach rechts, wodurch die Stabilität des unterkühlten Austenits erhöht wird und der MS-Punkt (der Anfangspunkt der Martensitbildung) steigt. All diese Effekte erhöhen die Abschreckungstendenz von J55, und es kommt zu Schweißrissen.
• J55 neigt stark zur Kaltrissbildung, vor allem zu Abschreck- und Versprödungsrissen. Aufgrund seiner hohen Festigkeit, hohe maximale Härte der Schweißen Wärmeeinflusszone und schnelle Abkühlung, Martensit ist leicht erzeugt. Versuchen Sie beim Schweißen, eine hohe Linienenergie und einen hohen Schweißstrom zu wählen, und reduzieren Sie die Schweißgeschwindigkeit nicht zu stark. Um die Abkühlgeschwindigkeit zu reduzieren, verlängern Sie die Abkühlzeit der Schweißnaht von 800 ℃ bis 500℃, verbessern Sie die Mikrostruktur des Schweißguts und der Wärmeeinflusszone, und reduzieren Sie die maximale Härte der Wärmeeinflusszone, Vorwärmen vor dem Schweißen und Anlassen nach dem Schweißen ist erforderlich.
• Die Heißrissneigung von J55 ist nicht hoch, weil seine Wärmeleitfähigkeit nicht leicht ein niedriges Schmelzeutektikum erzeugt; die Wiedererwärmungsrissneigung ist nicht groß, weil er kein starkes Karbid enthält. Der Schweißdraht ER55-G wird entsprechend seiner Festigkeit ausgewählt. Der Schweißdraht hat eine ausgezeichnete Schweißleistung, einen hohen Ni-Gehalt, eine hohe Kaltrissbeständigkeit und ausgezeichnete umfassende mechanische Eigenschaften des abgeschiedenen Metalls.
• Aufgrund der großen Wärmezufuhr, die für das J55-Schweißen erforderlich ist, ist der Festigkeitswert des Grundmaterials und des Schweißmaterials groß, und die Eigenspannung beim Schweißen ist extrem hoch. Beim Schweißen ist es notwendig, die Schweißnaht während des Schweißens zu hämmern. Nach dem Schweißen wird eine Wärmebehandlung durchgeführt, um die inneren Spannungen zu beseitigen und die durch übermäßige Spannungen verursachte Rissbildung nach dem Schweißen zu vermeiden. Eine Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann auch die Eigenschaften der Schweißmikrostruktur verbessern.

Schweißverfahren für J55

Schweissverfahren 180% Ar+20%CO2 Schutzgasschweißen. Schweißmaterial: Schweißdraht ER55-G, Durchmesser Φ3.2mm. Schweißparameter: Strom 250~320A, Spannung 26 ~30V; Schweißgeschwindigkeit 35~50cm/min;

Die Vorwärmtemperatur beträgt 100℃, und die Zwischenlagentemperatur ist nicht niedriger als die Vorwärmtemperatur, darf aber nicht höher als die Vorwärmtemperatur von 30℃ sein.

Behandlung nach dem Schweißen: Luftkühlung ohne Wärmebehandlung.

Ergebnisse: Der Zugversuch war qualifiziert. Die Schlagwerte der drei Proben in der wärmebeeinflussten Zone sind 26, 47, 23, unqualifiziert. Die vier seitlichen Biegeproben weisen einen 3,75mm-Riss, einen 4mm-Riss, einen 1,38mm-Riss und einen 0,89mm-Riss auf, die jeweils unqualifiziert sind. Dieses technologische Schema ist nicht angemessen.

Schweissverfahren 2: 80%Ar+20%CO2 Gasschweißen. Schweißen Material: Schweißdraht ER55-G, Durchmesser Φ3.2mm. Schweißparameter: Strom 250~320A, Spannung 26 ~30V; Schweißgeschwindigkeit 35~50cm/min; Die Vorwärmtemperatur ist 100℃, und die Zwischenlagentemperatur ist nicht niedriger als die Vorwärmtemperatur, aber es ist nicht erlaubt, höher als die Vorwärmtemperatur von 30℃ sein.

Behandlung nach dem Schweißen: Anlassen, Temperatur 600±20℃, Haltezeit 4h; Erwärmungsrate 50℃/h, Abkühlungsrate 50℃/h.

Ergebnisse: Der Zugversuch wurde qualifiziert. Die Schlagwerte der drei Proben in der Wärmeeinflusszone betragen 51, 40 bzw. 40 und sind damit qualifiziert.

Seitlicher Biegetest, qualifiziert; Das Experiment beweist, dass dieses technologische Schema angemessen ist. Die Wärmebehandlung nach dem Schweißen kann die Schweißmikrostruktur und die Eigenschaften verbessern, was einer der wichtigsten Faktoren für das J55-Schweißen ist, um Schweißverbindungen zu erhalten, die den technischen Anforderungen entsprechen.

Die raue Umgebung des API 5A J55-Gehäuses stellt hohe Anforderungen an die Qualität des Rohres selbst und an die Qualität des Schweißens. Durch die obige Schweißanalyse und -prüfung wird ein Schweißverfahren ermittelt, das die Anforderungen erfüllt und eine theoretische und experimentelle Grundlage für das korrekte Schweißen von Ölrohren bietet.