Paip gerudi minyak ialah alat penggerudian medan minyak dan komponen utama tali gerudi minyak. Ia memainkan peranan menyambungkan tali gerudi, mengangkut lumpur, dan menghantar tork semasa penggerudian. Ia tertakluk kepada beban kompleks seperti mampatan, tegangan, 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 melalui kimpalan geseran, dan zon kimpalan dipadamkan dan dibaja secara setempat selepas kimpalan. Kajian mendapati bahawa patah rapuh bertekanan rendah dalam zon kimpalan paip gerudi adalah fenomena yang paling biasa, dan zon kimpalan menjadi kawasan lemah keseluruhan paip gerudi. Oleh itu, mengawal sifat mekanikal zon kimpalan adalah kunci untuk memastikan kualiti paip gerudi, dan ketahanan hentaman adalah penunjuk utama untuk menilai sifat mekanikal zon kimpalan paip gerudi.
Pertama, sebab untuk analisis ketahanan berimpak rendah
Kecuali untuk ketahanan hentaman yang tidak memenuhi syarat, sifat mekanikal lain bagi sampel kimpalan paip gerudi memenuhi keperluan API SPEC 5DP:2009. Mikrostruktur pada kedua-dua belah kimpalan adalah troostit terbaja + sedikit ferit, tiada martensit yang tidak terbaja dan struktur kasar yang terlalu panas, terdapat banyak rangkuman 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 rangkuman bukan logam juga rendah, tetapi kandungan sulfur bahan sambungan paip gerudi melebihi standard, dengan pecahan jisim 0.016%, dan sistem kasar rangkuman bukan logam Kelas A mencapai tahap 2.0 dan kandungannya agak tinggi. Melalui analisis makroskopik dan mikroskopik patah spesimen hentaman kimpalan, dapat diadili bahawa terdapat banyak rangkuman bukan logam campuran FeS dan MnS pada patah tersebut. Disebabkan kandungan rangkuman bukan logam Kelas A yang tinggi pada rekahan spesimen hentaman, kesinambungan organisasi dalam zon kimpalan akan musnah. Keplastikan dan keanjalan rangkuman bukan logam sangat berbeza daripada keluli. Rangkuman bukan logam tidak boleh diubah bentuk secara plastik serentak dengan keluli, jadi semakin banyak kepekatan tegasan dihasilkan di sekitar rangkuman bukan logam, membentuk permukaan ikatan yang lemah. Apabila terdedah kepada daya hentaman, retakan pertama kali muncul pada permukaan ikatan yang lemah, dan akhirnya, retakan memanjang pada permukaan ikatan kimpalan, menyebabkan spesimen pecah. Oleh itu, kandungan rangkuman bukan logam yang tinggi dalam zon kimpalan spesimen akan mengurangkan ketahanan hentaman dengan ketara. Unsur sulfur dalam bahan sambungan paip gerudi dihasilkan semasa proses peleburan. Kebanyakan unsur sulfur berkumpul dalam kumpulan di sempadan butiran dendrit untuk membentuk sulfida. Sulfida dalam proses penggelek panas mudah diubah bentuk, selalunya memanjang dalam bentuk gelendong langsing dan tersebar 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 berubah daripada selari dengan paksi sambungan paip gerudi kepada selari dengan arah kimpalan, iaitu, serenjang dengan arah paksi, jadi sulfida diagihkan di sepanjang kimpalan.
Disebabkan kandungan rangkuman bukan logam Kelas A yang tinggi di kawasan kimpalan sampel kimpalan, kesinambungan organisasi musnah, mengakibatkan ketahanan impak tidak memenuhi keperluan API SPEC 5DP:2009, tetapi kekuatan tegangan mencapai 880MPa. Kajian berkaitan menunjukkan bahawa apabila sampel tertakluk kepada tegasan tegangan, tegasan tegangan adalah serenjang dengan permukaan sambungan kimpalan dan diagihkan secara sama rata pada keseluruhan permukaan sambungan kimpalan. Oleh itu, kadar perambatan retakan yang disebabkan oleh rangkuman bukan logam agak perlahan, tetapi apabila sampel tertakluk kepada daya impak, permukaan sambungan kimpalan tertakluk kepada tegasan ricih yang tidak sekata, dan kadar perambatan retakan yang dibentuk oleh rangkuman bukan logam agak cepat. Oleh itu, kecacatan ikatan lemah yang dibentuk oleh rangkuman bukan logam mempunyai sedikit kesan pada kekuatan tegangan sampel kimpalan, tetapi mempunyai kesan yang besar pada ketahanan impak sampel kimpalan.
Kedua, kesimpulan dan cadangan
(1) Kekuatan hentaman zon kimpalan paip gerudi adalah rendah dan tidak memenuhi keperluan API SPEC5DP:2009. Ini kerana kandungan rangkuman bukan logam Kelas A dalam zon kimpalan adalah tinggi, yang memusnahkan kesinambungan struktur. Apabila terdedah kepada daya hentaman, retakan mula-mula muncul pada permukaan ikatan lemah kecacatan, dan retakan mengembang dengan cepat dan akhirnya menyebabkan sampel pecah.
(2) Kandungan sulfur yang tinggi pada bahan sambungan paip gerudi dan tahap serta kandungan rangkuman bukan logam Kelas A yang tinggi adalah sebab utama bagi banyaknya kecacatan rangkuman bukan logam Kelas A dalam zon kimpalan.
(3) Kecacatan ikatan lemah yang terbentuk oleh kemasukan bukan logam dalam zon kimpalan mempunyai sedikit kesan pada kekuatan tegangan tetapi mempunyai kesan yang besar terhadap ketahanan hentaman sampel kimpalan.
(4) Adalah disyorkan untuk meningkatkan pemeriksaan rangkuman bukan logam apabila sambungan paip gerudi memasuki kilang untuk memastikan ketulenan bahan sambungan paip gerudi memenuhi keperluan, sekali gus memastikan prestasi zon kimpalan kimpalan geseran paip gerudi memenuhi keperluan standard.
Masa siaran: 15 Okt-2024