1FW焊管热张力减径后的组织与性能

采用Gleeblel500热模拟试验及HFW焊管热张力减径试验,研究了热轧制／热张力减径＋调质处理对C—Mn钢HFW焊缝显微组织和力学性能的影响．并采用恒电位阳极极化加速腐蚀试验方法研究了热张力减径＋调质处理对C—Mn钢焊缝区沟槽腐蚀敏感性的影响。结果表明。HFW焊管经热张力减径＋热处理后,焊缝区的组织和晶粒状态同母材一致,且焊缝区的力学性能和抗沟槽腐蚀性能得到显著改善,与母材基本相同,达到了焊缝优化或焊管工程无缝化的目的。     

HFW焊管热张力减径前后的压扁试验结果分析

采用高频焊（HFW）+热张力减径新工艺（简称SEW工艺）试制石油套管管坯,在热张力减径前后分别取样进行压扁试验。试验结果表明,HFW管经过热张力减径后,压扁试验全部合格,即使试样压扁至内壁贴合时,焊缝有微小裂纹的试样也很少;这说明焊缝的塑性变形能力显著改善,达到了焊管无缝化的目的。     

HFW焊缝性能优化工艺研究

通过设计局部焊缝中频感应热处理、局部焊缝＋全管体双重中频感应热处理、全管体中频感应加热＋热张力减径组合热处理以及在线控制冷却等工艺,研究了J55钢级HFW焊接套管的焊缝性能优化。试验结果表明：焊缝在线局部中频感应热处理、局部焊缝＋全管体双重中频感应热处理后空冷或进行控制冷却．可优化J55套管焊缝显微组织分布,细化焊缝组织尺寸,均匀化焊缝硬度分布,提高焊缝冲击韧性．降低沟槽腐蚀敏感系数,但焊缝优化效果低于全管体中频感应加热＋热张力减径＋在线控制冷却组合工艺。单纯依靠全管体中频感应加热后热张力减径或在线控制冷却工艺对焊缝优化效果并不优于单纯局部焊缝中频感应热处理。     

Q125钢级SEW石油套管的研发

介绍了采用"高频电阻焊(HFW)+热张力减径+全管体调质热处理"工艺开发的Q125钢级SEW石油套管,并对所开发套管进行了常规力学性能检测。检测结果显示,Q125钢级SEW石油套管屈服强度达到945～955 MPa,抗拉强度大于995 MPa,母材及焊缝横向冲击韧性分别大于133 J和98 J。此外,HFW焊管经过热张力减径和全管调质处理后,焊缝区与母材的组织及性能基本一致。检测结果表明,"高频电阻焊+热张力减径+全管体调质热处理"组合新工艺可生产满足APISPEC 5CT标准的Q125钢级石油套管,套管具备优良的综合性能,完全能满足油田用户的需求。     

冷定径工艺对热轧HFW焊管性能的影响

为了优化热轧HFW焊管的几何尺寸精度以及提高管坯强度性能,以热轧HFW J55套管管坯为例,通过力学性能、显微组织分析及硬度等试验方法,研究冷定径对管坯性能的强化作用以及不同定径量下管坯性能的变化趋势。试验结果显示,钢管在冷定径工艺处理下,管坯纵向屈服强度及抗拉强度均得到强化,最大可提升7%;定径量越大,管坯强度上升幅度越明显。研究结果表明,对于低钢级或者韧性要求不高的钢管生产时,在热张力减径后再增加冷定径工艺可以提高钢管强度,但如需要生产更高强度或更高钢级的钢管仍需相应的热处理工艺。     

国产SEW膨胀套管实物性能研究

为进一步掌握采用SEW工艺(hot stretch-reducing electric welding,热张力减径电阻焊)制造的国产BX55和BX80膨胀套管膨胀前后管材各项力学性能的变化情况,对两种膨胀套管的组织及性能进行了检测试验。试验结果表明:BX55和BX80钢级膨胀管径向膨胀变形后,管材的屈服强度、抗拉强度会得到升高,而延伸率、冲击韧性、抗挤强度会有所下降,各项指标均满足API SPEC 5CT、API RP 5C3等标准要求。     

新型P110钢级SEW石油套管研制

介绍了采用"HFW焊管+热张力减径+热处理"新工艺(简称SEW工艺)开发的P110钢级SEW石油套管的材料成分设计和试制,并对试制套管的显微组织、力学性能、外观尺寸和抗挤性能等进行了试验研究。试验结果表明,P110钢级SEW石油套管屈服强度达到840～860 MPa,抗拉强度达到925～935 MPa,母材与焊缝横向冲击韧性均达到66～78 J。特别是产品几何尺寸精度高,壁厚偏差在-1.74%～1.31%,椭圆度小于0.17%,抗挤毁强度超过API 5C3名义值26%,明显优于同钢级同规格无缝管,实现了焊缝性能优化。产品性能完全满足并优于API SPEC 5CT对P110钢级石油套管的要求。     

BSG-65钢级SEW石油套管的研制

为了实现套管性能与成本的合理匹配,采用新型焊管热机械控制工艺(高频电阻焊+焊管热张力减径+余热在线快速冷却)开发了一种低能耗、轻量化的BSG-65钢级Φ139.7 mm×9.17 mm SEW套管。试验评价了试制套管的理化性能、全尺寸实物性能等多项性能。结果显示,产品的屈服强度和抗拉强度平均值分别达到490 MPa和692 MPa,0℃时1/2尺寸母材和焊缝横向冲击功平均值分别达到42 J和35 J,螺纹连接强度平均值达1 706 kN,抗内压至失效强度平均值达77.6 MPa,抗外压挤毁强度平均值达60.1 MPa,产品的各项性能达到相关技术要求。     

3Cr钢高频焊管性能试验研究

对试制的3Cr钢高频焊管进行了金相分析、力学性能测试、沟槽腐蚀敏感性试验以及常温常压腐蚀试验。结果表明,焊缝金属流线升角及熔合线宽度控制合理,焊缝、热影响区及母材组织均以铁素体和贝氏体为主,且母材组织中有少量M/A组元;管材在具有较高强度的同时具有良好的塑性;焊缝沟槽腐蚀敏感性低于1.3,管体母材常温、常压腐蚀试验,腐蚀速率为0.118 mm/a,腐蚀产物呈颗粒状分布于试样表面。     

S32760超级双相不锈钢管材焊接接头组织及腐蚀原因分析

观察了氩弧焊S32760双相不锈钢管材焊接接头各区的组织,分析了焊接接头腐蚀的原因,测定了焊接接头奥氏体和铁素体相比例。结果表明,氩弧焊焊后不进行热处理,焊缝和热影响区组织均为奥氏体和铁素体双相组织,存在少量的σ相,焊缝金属的奥氏体组织比例为64%,铁素体比例为36%,母材部分奥氏体比例为52%,铁素体比例在48%。双相不锈钢焊接接头熔合线结合良好,焊缝热影响区宽度较小。焊接接头出现孔蚀的原因与焊后冷却速度过慢、焊缝组织中奥氏体量过多及其组织中析出σ相有关。     

热张减工艺对高频焊管API圆螺纹抗粘扣性能的影响

如何提高高频焊管API圆螺纹的抗粘扣性能一直是油套管生产厂家的重点研究课题,通过对采用热张减工艺生产的高频焊管作为管坯生产的油套管的API圆螺纹抗粘扣性能进行分析,从热张减工艺对焊管性能的影响、API圆螺纹粘扣失效机理、螺纹参数选配、接箍镀层选用、现场实际作业要求等方面进行了归纳分析,总结了热张减工艺对高频焊管API圆螺纹抗粘扣性能的影响,提出了一些在油套管生产中应注意的问题,具有一定的借鉴意义。     

HFW焊管无缝化及实现

对比了HFW焊管和无缝管的性能差异,提出HFW焊管无缝化的概念,包括几何无缝化和物理无缝化两个方面.介绍了HFW的焊接机理及焊缝特点,以及实现HFW焊管无缝化的3种物理处理方式,即焊缝在线热处理,焊管整体热张力减径和焊管整体热处理.比较分析了这3种物理处理方式的生产工艺、关键装备及其无缝化效果.     

X70M高频焊管胀环试验性能研究

为了准确测量钢管的屈服强度,以Φ323.9 mm×6.4 mm、材质为X70M的高频焊管为例,对钢管防腐前后的板状试样和环形试样分别进行了拉伸试验和胀环试验,并分析对比了试验结果。结果表明,板状试样相对于环形试样的屈服强度出现了较大的波动,其原因是板状拉伸试验在试样展平过程中发生了包申格效应和加工硬化。防腐后钢管的胀环试验结果明显高于防腐前,其原因是防腐涂敷过程中钢管经受时效热处理产生了时效强化作用。另外因焊缝与管体的组织不同,造成胀环试验后两者的变形量明显不同,因此使用胀环试验测量管体的屈服强度不够合理。     

X80管线钢焊接热影响区组织性能改善措施

采用热模拟试验方法,研究了一种X80管线钢热影响区在不同冷速、焊接线能量和峰值温度下的金相组织和力学性能变化规律。试验表明:适当提高焊缝热影响区冷速可以改善其组织和强韧性能;在相同焊接线能量的条件下,试验X80钢焊接热影响区的临界区、粗晶区冲击韧性最差并分别出现一处谷值,细晶区强度最差;采用较小线能量焊接有利于改善热影响区综合强韧性;采用高熔敷率复合高效多丝埋弧焊低线能量化焊接工艺、随焊加速冷却工艺、焊后焊缝及热影响区局部中频正火热处理工艺,可以有效改善X80管线钢热影响区强韧匹配性能。