لحام انتشار الطور السائل الانتقالي لأنبوب حفر النفط

يُصنع أنبوب حفر النفط عن طريق توصيل وصلة أنبوب الحفر بجسم القضيب بعد تصنيعهما بشكل منفصل. على الرغم من نجاح تقنية اللحام بالاحتكاك في لحام أنبوب الحفر، إلا أن عملية اللحام الفعلية لا تزال تعاني من بعض العيوب، مثل خلع اللحام، وظهور وميض على الجدار الخارجي، وبنية خشنة في منطقة اللحام. نظرًا لعيوب اللحام بالاحتكاك لأنبوب الحفر، تم توصيل أنبوب الحفر بتقنية اللحام بالانتشار في طور السائل الانتقالي (TLP) باستخدام معدات اللحام بالانتشار (TLP) في ظل ظروف جوية مع حماية من غاز الأرجون، وتم الحصول على وصلة ذات بنية وأداء ممتازين، مما يُسهم في تعزيز تطبيق تقنية اللحام بالانتشار في صناعة النفط.

أولاً، مواد الاختبار
استخدم الاختبار جسم أنبوب الحفر ووصلته ١٢٧ مم × ١٠ مم، والمادة المستخدمة هي 35CrMo. الطبقة الوسيطة المستخدمة هي رقائق غير متبلورة من FeNi-CrSi-B، أساسها الحديد والنيكل، ودرجة انصهارها تتراوح بين ١٠٥٠ و١١٠٠ درجة مئوية، وسمكها ٢٥ ميكرومتر.

ثانياً، معدات اللحام
تتكون معدات اللحام بالانتشار الخاصة بأنابيب الحفر بشكل رئيسي من مصدر طاقة متوسط ​​التردد وسخان حثي، ومشبك، ونظام هيدروليكي، ونظام تبريد، ونظام حماية، ونظام تحكم. يتميز سخان الحث بأنه مقسم علوي وسفلي أحادي الدورة، مع قناة مياه تبريد داخلية ودائرة غاز واقية خارجية. يجمع هذا النظام بين الماء والكهرباء والغاز، وهو سهل التشغيل، وملائم لتركيب وإزالة قطع العمل. يوفر النظام الهيدروليكي قوة تثبيت وقوة علوية لتحقيق ضغط تثبيت ولحام قطعة العمل. يعتمد نظام التحكم على وحدة PLC+PRC، ويضبط معلمات العملية من خلال شاشة اللمس لتحقيق تفاعل مباشر بين الإنسان والآلة. يتكون نظام التبريد من خزان مياه، ومضخة مياه، ومشتت حراري، ومروحة، ويبرد التركيبات، وسخان الحث، والنظام الهيدروليكي من خلال دوران المياه.

ثالثا، عملية اللحام الانتشاري
① عند تحويل وصلة قضيب الحفر ووجه نهاية القضيب، يكون متوسط ​​الخشونة Ra6.3um.
② شغّل سخان الحث، وارفع ظرف التثبيت على الإطار C والرافعة. يُركّب وصلة قضيب الحفر على مقعد تثبيت الإطار C. يتحكم مفتاح الحركة في دوران الإطار C حتى يصبح طرف الوصلة المراد لحامها في منتصف سخان الحث. يُحمّل جسم قضيب الحفر من الجانب الأيمن، ويُثبّت عند تلامس طرفي اللحام. اضبط مقعد التثبيت على الإطار C لضبط المحاذاة.
③ قم بتشغيل الإطار على شكل حرف C لفصل وجهي النهاية المراد لحامهما، ثم ضع رقاقة سبيكة الطبقة المتوسطة Fe-Ni-Cr-Si-B بنفس شكل وجه النهاية المراد لحامها على وجهي النهاية المراد لحامهما، ثم ادفع الإطار على شكل حرف C مرة أخرى إلى الإطار العلوي، واضغط على رقاقة سبيكة الطبقة المتوسطة.
④أغلق سخان الحث، ووصّل مقياس حرارة الألياف الضوئية، وشغّل نظام تبريد الماء ونظام حماية الأرجون، واضبط معلمات اللحام ومعلمات المعالجة الحرارية اللاحقة على شاشة اللمس، ثم شغّل برنامج اللحام عبر PLC + PRC. يتم لحام أنبوب الحفر بالانتشار وفقًا لمعايير عملية: درجة حرارة التسخين 1215 درجة مئوية، ووقت العزل 4 دقائق، وضغط 9 ميجا باسكال. درجة حرارة التسخين بعد اللحام 650 درجة مئوية، ووقت تلطيف العزل 5 دقائق.
⑤بعد اكتمال برنامج اللحام، شغّل سخان الحث، وارفع المقبض على الإطار على شكل حرف C والرافعة. بعد اللحام، يتم تفريغ أنبوب الحفر من الجانب الأيمن عبر آلية التفريغ، ويعود الإطار على شكل حرف C إلى الجانب الأيسر، وبذلك يكون اللحام قد اكتمل.

رابعا، التحليل المشترك
أُجريت اختبارات الشد والانحناء على عينة ما بعد اللحام. لُحم أنبوب الحفر بطريقة اللحام الانتشاري في الطور السائل الانتقالي، وكان تشوه المفصل ضئيلاً، ولم يكن هناك وميض في اللحام أثناء اللحام الاحتكاكي، وكان اللحام جميلاً. خلال اختبار الشد، انكسر المفصل على المادة الأصلية. كانت قوة المفصل الملحوم بالانتشار أعلى من قوة المادة الأصلية. خلال اختبار الانحناء، لم ينكسر المفصل بعد انحناء أمامي وخلفي بمقدار 180 بوصة. كان المفصل يتمتع بلدونة جيدة.