Temperleme sıcaklığının, derin kuyular için kullanılan bir yağ muhafazası çeliğinin mikroyapı ve özellikleri üzerindeki etkisi

Authors: Wang Jiaojiao, Zhao Linlin, Gao Yunzhe, Shi Shuai, Wu Xiaolong, Zhao Yanqing, Zhou Yuqing, Gong Junjie
(Hebei Dahe Materials Technology Co., Ltd., Shijiazhuang, Hebei 050023)

Abstract: The influence of tempering temperature after quenching at 920°C on the microstructure and mechanical properties of a deep well oil casing steel was studied by means of optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), and tensile testing machines. The results show that the tested steel tempered at 500-600°C obtains tempered sorbite, exhibiting high strength, plasticity, ve dayanıklılık, with a product of strength and elongation ranging from 20.5 ile 22.1 GPa·% and impact absorbed energy ranging from 94.6 ile 100.3 J. When the tempering temperature is 550°C, the tested steel for deep well oil casing exhibits the best comprehensive mechanical properties, with tensile strength of 978 MPa, yield strength of 935 MPa, product of strength and elongation of 22.1 GPa·%, and impact absorbed energy of 100.3 J.

Anahtar Kelimeler: Oil casing steel; Tempering temperature; Microstructure; Mekanik özellikler

1. giriiş

With the increasing global competition for strategic energy resources, oil and gas resources have attracted considerable attention. Their reserve capacity and extraction levels are of great significance to the modernization of society 1-2]. Due to continuous exploitation of oil and gas energy resources for over a century, the reserves of easily exploitable oil and gas energy resources on the Earth’s surface have been unable to meet human demand, Derin ve ultra derin iyi petrol ve gaz enerjisi kaynaklarının sömürülmesinin artan bir oranına yol açar -4]. İstatistiklere göre, Son yıllarda, Küresel olarak petrol ve gaz kuyularının derinliği hızla büyümeye devam etti, Derin kuyuların derinliği ile 5000 M, daha önce karşılaştırıldığında neredeyse iki katına çıktı. Petrol ve gaz kılıflarının servis ortamı karmaşık ve serttir, ve petrol ve gaz kuyularının derinliğindeki sürekli artışla, Güvenliği sağlamak için, Kullanılan kasaların yüksek mukavemete sahip olması gerekir, yüksek plastisite, ve yüksek etkili performansı 5-6].

2. Deneysel materyaller ve yöntemler

Bu makalede kullanılan test edilen çelik bir 50 KG vakum fırını ve aşağıdaki kimyasal bileşime sahip çelik bir kütük içine dökülür (toplu fraksiyon, %): 0.22C, 0.20Ve, 1.35Mn, 0.28CR, 0.17Ay, 0.18V, denge fe. Eritilmiş çelik kütük 1250 ° C'ye ısıtıldı ve 120 Isı koruyan bir fırında min, Sonra bir 15 1150 ° C'nin üzerinde başlangıç ​​haddeleme sıcaklığı ve 850 ° C'nin üzerinde bir son haddeleme sıcaklığı olan mm kalın sıcak haddelenmiş levha. Daha sonra kum gömüsü ile oda sıcaklığına soğutuldu. Metalografik, darbe, ve gerilme örneği boşluklar sıcak haddelenmiş levhadan kesildi, 920 ° C'ye ısıtıldı ve 40 Bir elektrik direnci ısıtma fırında min, sonra oda sıcaklığına kadar su ile sarsılmış. Daha sonra, 500 ° C'ye ısıtıldı, 550°C, ve 600 ° C ve 60 dk., ardından oda sıcaklığına hava soğutması.

3. Deneysel sonuçlar ve tartışma

3.1 Temperleme sıcaklığının mikroyapı üzerindeki etkisi

Farklı sıcaklıklarda su söndürme ve temperleme sonrası test edilen çeliğin OM ve SEM görüntüleri Şekilde gösterilmiştir. 1. It can be seen that the water-quenched microstructure is typical lath martensite, with clearly visible prior austenite grain boundaries (PAGB) and lath boundaries, and a uniform structure. After tempering at different temperatures, tempered sorbite is obtained. After tempering at 500°C, the tested steel still retains the lath structure of the quenched martensite, with clear PAGB accompanied by film-like carbide precipitation, and short rod-like carbides mostly distributed at the lath boundaries and on the laths. After tempering at 550°C, the PAGB of the tested steel begins to blur, accompanied by the precipitation of short rod-like carbides, and the carbide precipitation begins to spheroidize. After tempering at 600°C, the PAGB of the tested steel further blurs, and no obvious lath boundaries can be observed. Karbürler daha sferoidize ve daha ince hale gelir. Temperleme sıcaklığındaki artışla, Test edilen çeliğin geri kazanım derecesi ve yeniden kristalleştirilmesi sürekli artar, Pagb ve çıta sınırları yavaş yavaş bulanık, Karbür yağış yavaş yavaş sferoidize olur, ve karbür boyutu yavaş yavaş azalır. Test edilen çeliğin mikroyapısal boyutunun, tavlama sıcaklığındaki artışla önemli ölçüde değişmediğini belirtmek gerekir., test edilen çelikte MO elemanı eklenmesine atfedilen. Önceki çalışmalar, MO elementinin katı çözelti güçlendirmenin etkileri olduğunu göstermiştir, artan tokluk, ve temperleme stabilitesinin arttırılması -8]. Test edilen çelik ayrıca V elemanı içerir, yağış güçlendirme etkisi olan ]. Önceki çalışmalarda, İnce ve dağınık karbür yağışının alaşım çimentolu olduğu bulunmuştur (M3C), ikincil sertleştirilmiş karbür (V,X)C, ve çözülmemiş karbür (V,X)C oustenitizasyon sırasında, nerede m = fe, CR, Mn; X = mo, CR 10-12]. Dahası, MO ve V pimleri çıkıkları gibi eser elementler tarafından oluşturulan ikinci fazın tutarlı dağılım yağışı, Test edilen çeliğin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi. Mo ve V elementlerinin ikincil yağış sertleştirme tepe sıcaklıkları 570-580 ° C ve 600-625 ° C aralıklarındadır, sırasıyla 13].

3.2 Temperleme sıcaklığının mekanik özellikler üzerindeki etkisi

Test edilen çeliğin farklı temperleme sıcaklıklarında mekanik özellikleri şekilde gösterilmiştir. 2. Şekilden görülebileceği gibi 2(A), Hem gerilme mukavemeti hem de akma mukavemeti, tavlama sıcaklığındaki artışla kademeli olarak azalır. Bunun nedeni temperleme sırasında, Söndürülmüş yüksek karbonlu martensit yapısı iyileşmeye uğrar, ve çıkıkların kayma yeniden yapılanması ve karşılıklı iptal edildiği, Yani, çıkık yoğunluğu azalır, her ikisi de mikro yapıyı yumuşatan 4-15]. Özel olarak, Çekme mukavemeti arasında değişir 961 ile 1023 MPa, ve akma mukavemeti arasında değişir 928 ile 992 MPa, küçük bir mukavemet değişimini gösteren. Temperleme sırasında, İnce ve dağınık karbürler sürekli çökelti, Bir güçlendirme etkisi üretmek. Güçlendirme ve yumuşatma etkileri birbirini dengeliyor, küçük bir dalgalanma güç aralığı ile sonuçlanır, temperli mikro yapıya karşılık gelen. Temperleme sıcaklığındaki artışla, Test edilen çeliğin mukavemet ve uzama ve etki emilen enerjisinin ürünü, hem önce artan hem de daha sonra azalma eğilimi sergiler, Şekilde gösterildiği gibi 2(B, C). Güç ve uzama ürünü arasında değişir 20.5 ile 22.1 GPa·%, ve emilen etki enerjisi değişir 94.6 ile 100.3 J. Yani, Test edilen çelik yüksek mukavemet sergiliyor, plasticity, ve tavlama sıcaklığı aralığında tokluk. When the tempering temperature is 550°C, Test edilen çelik en iyi kapsamlı mekanik özelliklere sahiptir, with tensile strength of 978 MPa, yield strength of 935 MPa, product of strength and elongation of 22.1 GPa·%, and impact absorbed energy of 100.3 J, Yüksek güç ve yüksek tokluk göstermek.

3.3 Temperleme sıcaklığının kırılma davranışı üzerindeki etkisi

Farklı temperleme sıcaklıklarında test edilen çeliğin gerilme kırıklarının yayılma bölgesinin morfolojileri şekilde gösterilmektedir. 3. Hepsinin ince çukurlarla karakterize edilen sünek kırık morfolojileri sergilediği görülebilir., kenarları yırtarak (oklarla gösterilir) ve küçük ikincil çatlaklar, test edilen çeliğin yüksek mukavemet ve uzamasına karşılık gelen, yüksek plastisiteyi gösteren. The morphologies of the propagation zone of the impact fractures of the tested steel at different tempering temperatures are shown in Figure 4. It can be seen that they all exhibit dimple morphologies, with shallow and small dimples accompanied by tearing edges (see Figure 4(C), arrow), which correspond to the high impact absorbed energy, indicating high toughness of the tested steel.

4. Conclusions

1. The self-developed steel for deep well oil casing obtains tempered sorbite within the tempering temperature range of 500-600°C, with the degree of recovery of the lath martensite structure continuously increasing, and the carbides continuously spheroidizing and dispersing.
2. Within the tempering temperature range of 500-600°C, Test edilen çelik yüksek mukavemet sergiliyor, plasticity, ve dayanıklılık, with the product of strength and elongation ranging from 20.5 ile 22.1 GPA ·% ve etkisi emilen enerji 94.6 ile 100.3 J.
3. When the tempering temperature is 550°C, Test edilen çelik en iyi kapsamlı mekanik özelliklere sahiptir: gerilme mukavemeti 978 MPa, yield strength of 935 MPa, product of strength and elongation of 22.1 GPa·%, and impact absorbed energy of 100.3 J.

Referanslar

1. 1. Knittel C R. Taşımacılıktan petrol tüketiminin azaltılması [J]. Ekonomik Perspektifler Dergisi, 2012, 26(1): 93-118.
   2. Lu xiaoqing, Li Qin, Li Chunxiang. Yüksek mukavemetli ağır yağ termal geri kazanım kuyuları için TP110H özel kasanın geliştirilmesi j]. Çelik Boru, 2007, 36(5): 14-17.
   3. LI ZHOUBO, Bi Zongyue, Zhang Feng, ve ark.. Q125 Çelik Sınıfı Diken Yağ Muhafazasının Araştırma ve Geliştirme [J]. Kaynaklı Boru ve Tüp, 2013, 36(8): 32-35.
   4. Zhang Yilong. Yağ muhafazası için korozyona dayanıklı çeliğin mikro yapısı ve özellikleri üzerine çalışma [D]. Chongqing: Chongqing Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, 2018.
   5. Peng Xianming. 100V-CR-MO yağ kasa malzemesinin mikroyapı ve mekanik özellikleri üzerine araştırmalar [D]. Lanzhou: Lanzhou Teknoloji Üniversitesi, 2012.
   6. Gu Zhengguan. V140 Yağ Muhafazasının Mikroyapı ve Özellikleri Üzerine Kontrollü Soğutma Sürecinin Etki Yasası Üzerine Çalışma D]. Shenyang: Kuzeydoğu Üniversitesi, 2019.
   7. Shen Yutao, Zuo Pengpeng, Wu Xiaochun. MO'nun 4CR5MO2V sıcak işin termal stabilitesi üzerindeki etkisi [J]. Metallerin ısıl işlemi, 2022, 47(12): 168-174.
   8. Zhou Jian, Pian Dudak, Fang Feng, ve ark.. MO içeriğinin 9CR18MO çeliğin mikro yapısı ve korozyon direnci üzerindeki etkisi [J]. Metallerin ısıl işlemi, 2023, 48(12): 244-249.
   9. Liu Bin. Kontrollü dövme ve kontrollü soğutma bainitik kısaltmamış ve temperli çeliğin mikroyapı ve özellikleri üzerine çalışma]. Pekin: Pekin Jiaotong Üniversitesi, 2022.
   10. Lei Ming. Vanadyum alaşımlı orta manganez çeliğinin mikroyapı ve mekanik özellikleri üzerine çalışma]. Pekin: Pekin Jiaotong Üniversitesi, 2019.
   11. W ile tanış, Zhang Y J, Zhao X L, ve ark.. Vanadyum açısından zengin karbür çökeltileri içeren CR-MO düşük alaşımlı çeliklerin çok yüksek döngü yorgunluğu özellikleri [J]. Malzeme bilimi ve mühendisliği a, 2016, 651: 311-320.
   12. Wu Dongsheng, Deng Wei, Wen Hui, ve ark.. Vanadyum içeriğinin fren diskleri için cr-mo-v çeliğinin östenit tane büyümesi üzerindeki etkisi 350 KM/H Yüksek Hızlı Trenler J]. Metallerin ısıl işlemi, 2023, 48(9): 136-142.
   13. Kihira H, Bu, Mizoguchi S, ve ark.. Bor ile Yoksul Karşıtı Çelikler İçin Alaşım Tasarım Konseptinin Oluşturulması [J]. Zairyo-To-Kankyo, 2000, 49(1): 30-40.
   14. Zhou Cheng, Zhao Tan, Ye Qibin, ve ark.. Temperleme sıcaklığının mikroyapı ve düşük sıcaklıklı tokluk üzerindeki etkileri 1000 MPa Sınıfı Nicrmov Düşük Karbon Alaşımlı Çelik J]. Acta Metalurgica Sinica, 2022, 58(12): 1557-1569.
   15. Yang Ying, Xu Hongliang, Wang Yubo, ve ark.. Farklı ısı işlem süreçlerinin büyük kalınlıkta köprü çeliklerinin mikro yapısı ve özellikleri üzerindeki etkisi [J]. Metallerin ısıl işlemi, 2023, 48(10): 23-28.

İlgili Gönderiler

Çok fonksiyonlu ms erw siyah yuvarlak boru

ERW SİYAH Borular. Elektrik Direnci Kaynaklı (DÖNÜM) Borular Sıcak Haddelenmiş Rulolardan Üretilmektedir / Yarıklar. Gelen tüm bobinler, kimya ve mekanik özellikleri açısından çelik fabrikasından alınan test sertifikasına göre doğrulanır.. ERW boru soğuk şekillendirilerek silindirik bir şekle dönüştürülür, sıcak şekillendirilmemiş.

ERW siyah yuvarlak çelik boru

Dikişsiz boru, metalin istenilen uzunlukta ekstrüde edilmesiyle üretilir.; bu nedenle ERW borusunun kesitinde kaynaklı bir bağlantı bulunur, dikişsiz borunun kesitinde uzunluğu boyunca herhangi bir bağlantı bulunmazken. Dikişsiz boruda, kaynak veya ek yeri yoktur ve sağlam yuvarlak kütüklerden üretilmiştir.

Dikişsiz Borunun standartlara göre ölçüleri ve ağırlıkları

The 3 boru boyutu elemanları Karbon ve paslanmaz çelik borunun Boyut Standartları (ASME B36.10M & B36.19M) Boru Boyutu Tablosu (Takvim 40 & 80 çelik boru anlamına gelir) Nominal Boru Boyutu Ortalamaları (NPS'ler) ve Nominal Çap (DN) Çelik Boru Ölçü Tablosu (Boyut tablosu) Boru Ağırlık Sınıfı Programı (WGT)

Çelik Boru ve İmalat Süreçleri

Dikişsiz borular delme işlemi kullanılarak üretilir, içi boş bir tüp oluşturmak için katı bir kütüğün ısıtıldığı ve delindiği yer. Kaynaklı borular, diğer taraftan, Çelik levha veya bobinlerin iki kenarının çeşitli kaynak teknikleri kullanılarak birleştirilmesiyle oluşturulur..

UL Listesi Çelik Boru

Karbon çelik boru şok ve titreşime karşı oldukça dayanıklıdır, bu da onu suyun taşınması için ideal kılar, yağ & Karayollarının altındaki gaz ve diğer sıvılar. Boyutlar Boyut: 1/8″ ila 48″ / DN6 ila DN1200 Kalınlık: Sch 20, CYBH, 40, XS, 80, 120, 160, XXS Türü: Dikişsiz veya kaynaklı boru Yüzeyi: Astar, Pas önleyici yağ, FBE, 2PE, 3LPE Kaplı Malzeme: ASTM A106B, A53, API 5LB, X42, X46, X52, X56, X60, X65, X70 Hizmeti: Kesme, Eğim verme, Diş açma, Kanal açma, Kaplama, Galvanizleme

Yaylı Askı ve Destek

Tip A- Yeterli kafa alanının mevcut olduğu yerlerde kullanılır. Belirli bir yükseklik arzu edilir. Tip B- Boşluk payının sınırlı olduğu yerlerde kullanılır. Kafa eki tek bir pabuçtur. Tip C- Boşluk payının sınırlı olduğu yerlerde kullanılır. Kafa eki yan yana çıkıntılardır