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V150钻杆焊缝热处理方法

阅读:269发布:2020-05-12

专利汇可以提供V150钻杆焊缝热处理方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了V150 钢 级 钻杆 焊缝 的 热处理 方法,包括淬火、回火,淬火:a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈 位置 ;b、用时30~40秒将焊缝加热到950℃~975℃,并保温28~32秒;c、焊缝外表面采用淬火液淬火,内表面采用高压空气淬火,淬火时间为110~130秒;回火:a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置;b、用时35~45秒将焊缝加热到670~695℃,保温170~190秒,冷却至室温。本发明得到的钻杆焊缝的 屈服强度 ≥827MPa, 抗拉强度 ≥900MPa,延伸率≥13%,-200C条件下的冲击功不低于54J,比V150钢级标准值超出30%以上;焊缝组织晶粒度达到8级或8级以上,产品一次合格率高。,下面是V150钻杆焊缝热处理方法专利的具体信息内容。

1.V150钻杆焊缝热处理方法,包括淬火、回火,所述钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的,其特征在于:钻杆接头钢级为130Ksi,钻杆管体钢级为150Ksi;
淬火包括以下步骤:
a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置
b、用时30~40秒将焊缝加热到950℃~975℃,并保温28~32秒;
c、焊缝外表面采用淬火液淬火,内表面采用压缩空气淬火,淬火时间为110~130秒,
3
淬火液的流量为270~290m/min,压缩空气的出口压控制在0.5Mpa以上; 回火包括以下步骤:
a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置;
b、用时35~45秒将焊缝加热到670~695℃,保温170~190秒后,自然冷却至室温。
2.如权利要求1所述的V150钢级钻杆焊缝的热处理方法,其特征在于所述淬火步骤b中将焊缝加热到960℃;回火步骤b中将焊缝加热到680℃。
3.如权利要求2所述的V150钢级钻杆焊缝的热处理方法,其特征在于淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤c。
4.如权利要求3所述的V150钢级钻杆焊缝的热处理方法,其特征在于淬火液为、陶氏逆溶型淬火液UCON-E或陶氏逆溶型淬火液UCON-A。

说明书全文

V150钻杆焊缝热处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及钻杆焊缝的热处理方法,尤其是一种V150钢级钻杆焊缝的热处理方法。

背景技术

[0002] 石油钻杆是油田钻井的主要工具,结构中包括钻杆管体和钻杆管体两端的钻杆接头。在油气的开采和提炼过程中,要求钻杆管体必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。
[0003] 随着石油行业的不断发展,越来越多的深井、超深井被开发,这对钻杆就提出了越来越高的要求。美国专利3997374、4160543采用了空气淬火的方法,美国专利3997374采用在钻杆焊缝内外表面喷压缩空气的方法来达到焊缝淬火的目的,空气的冷却速度较慢,因此该方法只适用于类似4340H这种合金含量较高淬透性较好的油淬材质;中国专利200610024175.1公开了一种钻杆焊缝热处理淬火方法,在奥氏体化后的钻杆焊缝表面喷淬火液体,同时在钻杆焊缝内表面喷气,以此达到焊缝淬火的目的,但是没有公开具体的淬火温度和淬火时间和其它的参数,只是给出了一种淬火方式,并且给定的淬火冷却后的焊缝外表温度和后续的回火温度范围较大,并没有指出钻杆接头钢级为130Ksi,钻杆管体钢级为150Ksi的焊缝淬火和回火所需的具体温度;上述专利公开的焊缝热处理工艺均不能达到V150钢级的要求。

发明内容

[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种V150钢级钻杆焊缝的热处理方法,本发明提供的钻杆焊缝热处理工艺是钻杆接头钢级为130Ksi,钻杆管体钢级为150Ksi的焊缝的0
热处理工艺,得到的钻杆焊缝的屈服强度抗拉强度、延伸率和-20C条件下的平均冲击功均能达到V150钢级要求。
[0005] 本发明所采取的技术方案为V150钢级钻杆焊缝的热处理方法,包括淬火、回火,钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的,钻杆接头钢级为130Ksi,钻杆管体钢级为150Ksi;淬火包括以下步骤:
a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置
b、用时30~40秒将焊缝加热到950℃~975℃,并保温28~32秒;
c、焊缝外表面采用淬火液淬火,内表面采用压缩空气淬火,淬火时间为110~130秒,
3
淬火液的流量为270~290m/min,压缩空气的出口压控制在0.5Mpa以上; 回火包括以下步骤:
a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置;
b、用时35~45秒将焊缝加热到670~695℃,保温170~190秒后,自然冷却至室温。
[0006] 优选的淬火步骤b中将焊缝加热到960℃;回火步骤b中将焊缝加热到680℃。
[0007] 优选的淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤c。
[0008] 优选的淬火液为、陶氏逆溶型淬火液UCON-E或陶氏逆溶型淬火液UCON-A。
[0009] 本发明的有益之处为:采用本发明的钻杆焊缝热处理方法,得到的V150钢级钻杆0
焊缝的屈服强度≥827MPa,抗拉强度≥900MPa,延伸率≥13%,-20C条件下的平均冲击功不低于54J,比V150钢级标准值超出30%以上;焊缝组织晶粒度达到8级或8级以上,热处理后的钻杆焊缝的一次合格率达99.7%以上。
附图说明
[0010] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0011] 图1为实施例1热处理后的焊缝的组织晶粒度图;图2为实施例2热处理后的焊缝的组织晶粒度图;
图3为实施例3热处理后的焊缝的组织晶粒度图;
上述图片放大的倍数相同。

具体实施方式

[0012] 实施例1V150钢级钻杆焊缝的热处理方法,包括淬火、回火,钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的,钻杆接头钢级为130Ksi,钻杆管体钢级为150Ksi;
淬火包括以下步骤:
a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置;
b、用时35秒将焊缝加热到960℃,并保温30秒;
c、焊缝外表面采用淬火液淬火,淬火液为陶氏逆溶型淬火液UCON-E,内表面采用压
3
缩空气淬火,淬火时间为120秒,淬火液的流量为280m/min,压缩空气的出口压力控制在
0.5Mpa;
回火包括以下步骤:
a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置;
b、用时40秒将焊缝加热到680℃,保温180秒后,自然冷却至室温。
[0013] 淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤c。
[0014] 钻杆焊缝的屈服强度为860MPa,抗拉强度为950MPa,延伸率为14%,-200C条件下的冲击功为65J,焊缝组织晶粒度为10.5级。
[0015] 实施例2V150钢级钻杆焊缝的热处理方法,包括淬火、回火,钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的,钻杆接头钢级为130Ksi,钻杆管体钢级为150Ksi;
淬火包括以下步骤:
a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置;
b、用时30秒将焊缝加热到950℃,并保温28秒;
c、焊缝外表面采用淬火液淬火,淬火液为陶氏逆溶型淬火液UCON-E,内表面采用压
3
缩空气淬火,淬火时间为110秒,淬火液的流量为270m/min,压缩空气的出口压力控制在
0.6Mpa;
回火包括以下步骤:
a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置;
b、用时35秒将焊缝加热到670℃,保温170秒后,自然冷却至室温。
[0016] 淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤c。
[0017] 钻杆焊缝的屈服强度为850MPa,抗拉强度为930MPa,延伸率为15%,-200C条件下的冲击功为68J,焊缝组织晶粒度为10级。
[0018] 实施例3V150钢级钻杆焊缝的热处理方法,包括淬火、回火,钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的,钻杆接头钢级为130Ksi,钻杆管体钢级为150Ksi;
淬火包括以下步骤:
a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置;
b、用时40秒将焊缝加热到975℃,并保温32秒;
c、焊缝外表面采用淬火液淬火,淬火液为陶氏逆溶型淬火液UCON-A,内表面采用压
3
缩空气淬火,淬火时间为130秒,淬火液的流量为290m/min,压缩空气的出口压力控制在
0.8Mpa;
回火包括以下步骤:
a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置;
b、用时45秒将焊缝加热到695℃,保温190秒后,自然冷却至室温。
[0019] 淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤c。
[0020] 钻杆焊缝的屈服强度为870MPa,抗拉强度为980MPa,延伸率为14%,-200C条件下的冲击功为60J,组织晶粒度为11级。
[0021] 实施例4V150钢级钻杆焊缝的热处理方法,包括淬火、回火,钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的,钻杆接头钢级为130Ksi,钻杆管体钢级为150Ksi;
淬火包括以下步骤:
a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置;
b、用时30秒将焊缝加热到950℃,并保温28秒;
c、焊缝外表面采用淬火液淬火,淬火液为水,内表面采用压缩空气淬火,淬火时间为
3
110秒,淬火液的流量为270m/min,压缩空气的出口压力控制在0.6Mpa; 回火包括以下步骤:
a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置;
b、用时35秒将焊缝加热到670℃,保温170秒后,自然冷却至室温。
[0022] 淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤c。
[0023] 钻杆焊缝的屈服强度为845MPa,抗拉强度为910MPa,延伸率为18%,-200C条件下的冲击功为60J,组织晶粒度为10级。
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