La soldadura de la tubería de revestimiento API J55

API 5A J55 es un material de revestimiento de uso común. El cuerpo de la tubería se rosca al acoplamiento y debe soldarse para reforzar la resistencia de la conexión roscada. Un entorno de trabajo duro exige una alta calidad para el cuerpo del tubo y la calidad de la soldadura. Analizamos su soldabilidad calculando el carbono equivalente. La composición química de la tubería de revestimiento J55 se muestra en la siguiente tabla:

CE＝C＋Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

CE＝0,69＞0,4

La soldabilidad del material es deficiente cuando el carbono equivalente supera 0,4, se necesitan una temperatura de precalentamiento elevada y un proceso estricto para obtener una calidad de soldadura cualificada. El contenido de carbono de 0,34%~0,39% hace que la curva de transición de la austenita sobreenfriada se desplace hacia la derecha, y aumenta la estabilidad de la austenita sobreenfriada. La adición de elementos de aleación, como Cr, Mn, Ni y Cu, hace que la curva de transición de la austenita sobreenfriada se desplace hacia la derecha, y aumenta su estabilidad y su punto MS (punto de inicio de la formación de Mmartensita). Todos estos efectos aumentan la tendencia al enfriamiento del J55, y es fácil que se agriete durante la soldadura.

La tendencia a la fisuración en frío de Carcasa J55 se debe principalmente a la gran grieta de fragilización por enfriamiento. El mayor valor de dureza de la zona afectada por el calor de soldadura es alta y el enfriamiento rápido es fácil de formar martensita debido a la alta resistencia. Para reducir la velocidad de enfriamiento, prolongar el tiempo de enfriamiento de la unión soldada de 800 ℃ a 500℃, mejorar la microestructura del metal de soldadura y reducir la dureza máxima de la zona afectada por el calor, es necesario precalentar antes de soldar y templar después de soldar. La carcasa J55 tiene una pequeña tendencia a la fisuración en caliente porque no contiene carburo fuerte y tiene una baja conductividad térmica, lo que dificulta la generación de un eutéctico de baja fusión. La resistencia a la tracción de J55 es mayor o igual a 517 MPa, y el límite elástico es 379-522MPa. debemos utilizar alambre de soldadura ER55-G que tiene una resistencia similar. El alambre de soldadura tiene un alto contenido de Ni de soldadura, fuerte resistencia al agrietamiento en frío, y excelentes propiedades mecánicas integrales del metal depositado. Nuestros ingenieros hacen los dos planes siguientes:

Método de soldadura 1: soldadura con gas 80%Ar+20%CO2. Alambre de soldadura ER55-G con un diámetro de 3,2 mm. Parámetros de soldadura: corriente 250~320A, voltaje 26 ~30V; Velocidad de soldadura 35~50cm/min; La temperatura de precalentamiento es de 100℃, y la temperatura entre capas no es inferior a la temperatura de precalentamiento, pero no se permite que sea superior a la temperatura de precalentamiento de 30℃. Tratamiento posterior a la soldadura: enfriamiento por aire sin ningún tratamiento térmico.

Método de soldadura 2: Los mismos materiales de soldadura y parámetros de soldadura que el método uno, sólo el cambio de tratamiento térmico posterior a la soldadura: tratamiento de revenido, temperatura 600±20℃, tiempo de mantenimiento durante 4h; Velocidad de calentamiento 50℃/h, velocidad de enfriamiento 50℃/h.

Los resultados de las dos pruebas de soldadura son los siguientes:

El ensayo de tracción del primer esquema es cualificado. Los valores de impacto de las tres muestras en la zona afectada por el calor son 26,47,23, no cualificados. Las cuatro muestras de flexión lateral tenían grietas de 3,75 mm, 4 mm, 1,38 mm y 0,89 mm, respectivamente, que no estaban cualificadas. La prueba demuestra que este esquema de soldadura no es razonable.

Los valores de impacto de las tres muestras en la zona afectada por el calor son 51,40,40, que están cualificados. El experimento demuestra que este esquema de soldadura es razonable. El tratamiento térmico posterior a la soldadura puede mejorar la microestructura y las propiedades de la soldadura, que es uno de los factores importantes para obtener las uniones soldadas que cumplen los requisitos técnicos de la soldadura de la carcasa J55.