Paip gerudi minyak ialah alat penggerudian medan minyak dan komponen utama rentetan gerudi minyak. Ia memainkan peranan untuk menyambung tali gerudi, menyampaikan lumpur, dan menghantar tork semasa penggerudian. Ia tertakluk kepada beban kompleks seperti mampatan, ketegangan, kilasan, dan lenturan semasa kerja, dan tertakluk kepada getaran dan hentaman yang kuat. Pada masa ini, paip gerudi minyak diperbuat daripada sambungan paip gerudi dan badan paip yang dikimpal dengan kimpalan geseran, dan zon kimpalan dipadamkan secara tempatan dan dibaja selepas kimpalan. Kajian telah mendapati bahawa patah rapuh tekanan rendah di zon kimpalan paip gerudi adalah fenomena yang paling biasa, dan zon kimpalan menjadi kawasan lemah bagi keseluruhan paip gerudi. Oleh itu, mengawal sifat mekanikal zon kimpalan adalah kunci untuk memastikan kualiti paip gerudi, dan keliatan impak adalah penunjuk utama untuk menilai sifat mekanikal zon kimpalan paip gerudi.
Pertama, sebab analisis keliatan berimpak rendah
Kecuali untuk keliatan impak yang tidak layak, sifat mekanikal lain bagi sampel kimpalan paip gerudi memenuhi keperluan API SPEC 5DP:2009. Struktur mikro pada kedua-dua belah kimpalan adalah troostit terbaja + sejumlah kecil ferit, tiada martensit tidak terbaja dan struktur terlalu panas kasar, terdapat banyak kemasukan bukan logam Kelas A di kawasan kimpalan, dan sistem halus mencapai tahap 1.5. Kandungan fosforus dan sulfur bahan badan paip adalah rendah, dan tahap kemasukan bukan logam juga rendah, tetapi kandungan sulfur bahan sambungan paip gerudi melebihi standard, dengan pecahan jisim 0.016%, dan sistem kasar kemasukan bukan logam Kelas A mencapai tahap 2.0 dan kandungannya agak tinggi. Melalui analisis makroskopik dan mikroskopik patah spesimen kesan kimpalan, boleh dinilai bahawa terdapat banyak kemasukan bukan logam campuran FeS dan MnS pada patah. Oleh kerana kandungan kemasukan bukan logam Kelas A yang tinggi pada patah spesimen impak, kesinambungan organisasi dalam zon kimpalan musnah. Keplastikan dan keanjalan kemasukan bukan logam sangat berbeza daripada keluli. Kemasukan bukan logam tidak boleh diubah bentuk secara plastis secara serentak dengan keluli, jadi semakin banyak kepekatan tegasan dijana di sekitar kemasukan bukan logam, membentuk permukaan ikatan yang lemah. Apabila dikenakan daya hentaman, keretakan mula-mula muncul pada permukaan ikatan yang lemah, dan akhirnya, retakan itu memanjang pada permukaan ikatan kimpalan, menyebabkan spesimen pecah. Oleh itu, kandungan kemasukan bukan logam yang tinggi dalam zon kimpalan spesimen akan mengurangkan keliatan hentaman. Unsur sulfur dalam bahan sambungan paip gerudi dijana semasa proses peleburan. Kebanyakan unsur sulfur berkumpul dalam kumpulan di sempadan butiran dendrit untuk membentuk sulfida. Sulfida dalam proses penggelek panas mudah berubah bentuk, selalunya memanjang dalam bentuk gelendong langsing dan diedarkan dalam organisasi berjalur, menyebabkan anisotropi keluli. Semasa kimpalan geseran, sambungan paip gerudi dan badan paip dikimpal di bawah suhu tinggi dan tekanan tinggi. Dengan aliran plastik logam pada permukaan kimpalan, arah pengedaran asal sulfida diubah dari selari dengan paksi sambungan paip gerudi kepada selari dengan arah kimpalan, iaitu, berserenjang dengan arah paksi, jadi sulfida diagihkan di sepanjang kimpalan.
Oleh kerana kandungan kemasukan bukan logam Kelas A yang tinggi di kawasan kimpalan sampel kimpalan, kesinambungan organisasi dimusnahkan, mengakibatkan keliatan impak tidak memenuhi keperluan API SPEC 5DP:2009, tetapi kekuatan tegangan mencapai 880MPa. Kajian berkaitan menunjukkan bahawa apabila sampel dikenakan tegasan tegangan, tegasan tegangan adalah berserenjang dengan permukaan sambungan kimpalan dan diagihkan sama rata pada keseluruhan permukaan sambungan kimpalan. Oleh itu, kadar perambatan retak yang disebabkan oleh kemasukan bukan logam adalah agak perlahan, tetapi apabila sampel tertakluk kepada daya hentaman, permukaan sambungan kimpalan tertakluk kepada tegasan ricih yang tidak sekata, dan kadar perambatan retak yang terbentuk oleh kemasukan bukan logam adalah agak cepat. Oleh itu, kecacatan ikatan lemah yang dibentuk oleh kemasukan bukan logam mempunyai sedikit kesan ke atas kekuatan tegangan sampel kimpalan, tetapi mempunyai kesan yang besar terhadap keliatan impak sampel kimpalan.
Kedua, kesimpulan dan cadangan
(1) Keliatan impak zon kimpalan paip gerudi adalah rendah dan tidak memenuhi keperluan API SPEC5DP:2009. Ini kerana kandungan kemasukan bukan logam Kelas A dalam zon kimpalan adalah tinggi, yang memusnahkan kesinambungan struktur. Apabila dikenakan daya hentaman, keretakan mula-mula muncul pada permukaan ikatan yang lemah kecacatan, dan retakan mengembang dengan cepat dan akhirnya menyebabkan sampel pecah.
(2) Kandungan sulfur yang tinggi bagi bahan sambungan paip gerudi dan tahap tinggi serta kandungan kemasukan bukan logam Kelas A adalah sebab utama bagi sejumlah besar kecacatan kemasukan bukan logam Kelas A dalam zon kimpalan.
(3) Kecacatan ikatan lemah yang terbentuk oleh kemasukan bukan logam dalam zon kimpalan mempunyai sedikit kesan ke atas kekuatan tegangan tetapi mempunyai kesan yang besar terhadap keliatan impak sampel kimpalan.
(4) Adalah disyorkan untuk meningkatkan pemeriksaan kemasukan bukan logam apabila sambungan paip gerudi memasuki kilang untuk memastikan ketulenan bahan sambungan paip gerudi memenuhi keperluan, dengan itu memastikan prestasi zon kimpalan geseran paip gerudi memenuhi keperluan standard.
Masa siaran: 15-Okt-2024