Pengelasan Difusi Fase Cair Transisi pada Pipa Bor Minyak

Pipa bor minyak dibuat dengan menyambungkan sambungan pipa bor dan badan batang setelah diproduksi secara terpisah. Meskipun teknologi pengelasan gesekan telah berhasil diterapkan pada pengelasan pipa bor, masih terdapat beberapa kekurangan dalam proses pengelasan aktual, seperti dislokasi pengelasan, kilatan pada dinding luar, dan struktur kasar di area pengelasan. Mengingat kekurangan dalam pengelasan gesekan pipa bor, sambungan pengelasan difusi fase cair transisi pada pipa bor dilakukan dengan peralatan pengelasan difusi (TLP) dalam kondisi atmosfer dengan perlindungan gas Ar, dan diperoleh sambungan dengan struktur dan kinerja yang memenuhi syarat, yang memiliki arti penting tertentu untuk mempromosikan penerapan teknologi pengelasan difusi di industri perminyakan.

Pertama, uji bahan-bahan.
Pengujian ini menggunakan badan pipa bor dan sambungan pipa bor berukuran 127mm x 10mm, dengan material 35CrMo. Lapisan perantara yang digunakan adalah foil amorf berbasis besi-nikel FeNi-CrSi-B, dengan titik leleh 1050~1100℃ dan ketebalan 25μm.

Kedua, peralatan pengelasan
Peralatan pengelasan difusi khusus untuk pipa bor terutama terdiri dari catu daya frekuensi menengah dan pemanas induksi, penjepit dan hidrolik, sistem pendingin, sistem proteksi, dan sistem kontrol. Pemanas induksi adalah tipe split atas dan bawah satu putaran, dengan saluran air pendingin di dalam dan sirkuit gas pelindung di luar. Pemanas ini mengintegrasikan air, listrik, dan gas, mudah dioperasikan, dan memudahkan pemasangan dan pelepasan benda kerja. Sistem hidrolik memberikan gaya penjepit dan gaya atas untuk mencapai fiksasi dan tekanan pengelasan benda kerja. Sistem kontrol menggunakan modul PLC+PRC dan mengatur parameter proses melalui layar sentuh untuk mewujudkan dialog antarmuka manusia-mesin. Sistem pendingin terdiri dari tangki air, pompa air, heat sink, dan kipas, dan mendinginkan perlengkapan, pemanas induksi, dan sistem hidrolik melalui sirkulasi air.

Ketiga, proses pengelasan difusi
① Saat membubut sambungan batang bor dan permukaan ujung batang, kekasaran rata-ratanya adalah Ra6.3um.
② Hidupkan pemanas induksi, dan angkat chuck pada rangka C dan gantry. Sambungan batang bor dipasang pada dudukan posisi rangka C. Sakelar gerak mengontrol rangka C untuk berjalan hingga ujung sambungan yang akan dilas berada di tengah pemanas induksi. Badan batang bor dimuat dari sisi kanan, dan badan batang dijepit ketika kedua ujung sambungan pengelasan bersentuhan. Sesuaikan dudukan posisi pada rangka C untuk penyesuaian ketidaksejajaran.
③Gunakan rangka berbentuk C untuk memisahkan kedua permukaan ujung yang akan dilas, letakkan lembaran paduan lapisan perantara Fe-Ni-Cr-Si-B dengan bentuk yang sama dengan permukaan ujung pengelasan pada kedua permukaan ujung yang akan dilas, dorong rangka berbentuk C kembali ke rangka atas, dan tekan lembaran paduan lapisan perantara.
④Tutup pemanas induksi, sambungkan termometer serat optik, nyalakan air pendingin dan proteksi Ar, atur parameter pengelasan dan parameter perlakuan panas pasca-pengelasan pada layar sentuh, dan jalankan program pengelasan melalui PLC + PRC. Pengelasan difusi pipa bor dilakukan dengan parameter proses suhu pemanasan 1215℃, waktu isolasi 4 menit, dan tekanan 9 MPa. Suhu pemanasan pasca-pengelasan 650℃, isolasi 5 menit, dan temper.
⑤Setelah program pengelasan selesai, nyalakan pemanas induksi, dan angkat chuck pada rangka berbentuk C dan gantry. Pipa bor setelah pengelasan diturunkan dari sisi kanan melalui mekanisme penurunan, dan rangka berbentuk C kembali ke sisi kiri, dan pengelasan selesai.

Keempat, analisis bersama
Uji tarik dan lentur dilakukan pada sampel pasca-pengelasan. Pipa bor dilas dengan proses pengelasan difusi fase cair transisi, deformasi sambungan kecil, tidak ada kilatan pada lasan selama pengelasan gesekan, dan lasannya bagus. Selama uji tarik, sambungan patah pada material induk. Kekuatan sambungan las difusi lebih tinggi daripada material induk. Selama uji lentur, sambungan tidak patah setelah ditekuk 180″ dari depan dan belakang. Sambungan memiliki plastisitas yang baik.