การเชื่อมแบบทรานซิชันเฟสของเหลวแบบแพร่กระจายของท่อเจาะน้ำมัน

ท่อเจาะน้ำมันผลิตขึ้นโดยการเชื่อมต่อข้อต่อท่อเจาะและตัวแกนหลังจากผลิตแยกกัน แม้ว่าเทคโนโลยีการเชื่อมด้วยแรงเสียดทานจะถูกนำมาใช้อย่างประสบความสำเร็จในการเชื่อมท่อเจาะ แต่กระบวนการเชื่อมจริงยังคงมีข้อบกพร่องอยู่บ้าง เช่น ความคลาดเคลื่อนของรอยเชื่อม แฟลชที่ผนังด้านนอก และโครงสร้างหยาบในบริเวณที่เชื่อม เนื่องจากข้อบกพร่องในการเชื่อมด้วยแรงเสียดทานของท่อเจาะ การเชื่อมต่อท่อเจาะแบบกระจายเฟสของเหลวจึงดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์เชื่อมแบบกระจาย (TLP) ภายใต้สภาพบรรยากาศที่มีการป้องกันด้วยก๊าซอาร์กอน ทำให้ได้ข้อต่อที่มีโครงสร้างและประสิทธิภาพที่เหมาะสม ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการส่งเสริมการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเชื่อมแบบกระจายในอุตสาหกรรมน้ำมัน

ขั้นแรกทดสอบวัสดุ
การทดสอบใช้ตัวท่อเจาะและข้อต่อท่อเจาะขนาด 127 มม. x 10 มม. วัสดุเป็น 35CrMo ชั้นกลางที่ใช้คือแผ่นฟอยล์อะมอร์ฟัส FeNi-CrSi-B เหล็ก-นิกเกิล จุดหลอมเหลวอยู่ที่ 1,050-1,100 องศาเซลเซียส และความหนา 25 ไมโครเมตร

ประการที่สอง อุปกรณ์เชื่อม
อุปกรณ์เชื่อมแบบกระจายพิเศษสำหรับท่อเจาะประกอบด้วยแหล่งจ่ายไฟความถี่กลางและฮีตเตอร์เหนี่ยวนำ แคลมป์และไฮดรอลิก ระบบระบายความร้อน ระบบป้องกัน และระบบควบคุม ฮีตเตอร์เหนี่ยวนำเป็นแบบแยกส่วนบนและส่วนล่างแบบหมุนเดียว มีช่องระบายความร้อนด้านในและวงจรป้องกันแก๊สภายนอก ฮีตเตอร์เหนี่ยวนำนี้ผสานรวมน้ำ ไฟฟ้า และแก๊สเข้าด้วยกัน ใช้งานง่าย สะดวกในการติดตั้งและถอดชิ้นงาน ระบบไฮดรอลิกให้แรงยึดและแรงกดสูงสุดเพื่อให้เกิดแรงยึดและแรงกดในการเชื่อมชิ้นงาน ระบบควบคุมใช้โมดูล PLC+PRC และตั้งค่าพารามิเตอร์กระบวนการผ่านหน้าจอสัมผัสเพื่อเชื่อมต่อระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร ระบบระบายความร้อนประกอบด้วยถังน้ำ ปั๊มน้ำ ฮีทซิงค์ และพัดลม ระบายความร้อนอุปกรณ์ ฮีตเตอร์เหนี่ยวนำ และระบบไฮดรอลิกด้วยน้ำหมุนเวียน

ประการที่สาม กระบวนการเชื่อมแบบแพร่กระจาย
① เมื่อกลึงข้อต่อแกนสว่านและหน้าปลายแกนแล้ว ความหยาบเฉลี่ยคือ Ra6.3um
② เปิดเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ และยกหัวจับยึดบนโครง C และแกนทรี ข้อต่อแกนสว่านถูกติดตั้งบนเบาะนั่งของโครง C สวิตช์ควบคุมการเคลื่อนที่ของโครง C ให้ทำงานจนกระทั่งหน้าสัมผัสปลายของข้อต่อที่จะเชื่อมอยู่ตรงกลางของเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ ตัวแกนสว่านถูกโหลดจากด้านขวา และตัวแกนจะถูกยึดไว้เมื่อหน้าสัมผัสปลายทั้งสองข้างของชิ้นงานเชื่อมสัมผัสกัน ปรับเบาะนั่งบนโครง C เพื่อปรับตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง
③ วางโครงรูปตัว C เพื่อแยกส่วนปลายทั้งสองด้านที่จะเชื่อม วางฟอยล์โลหะผสมชั้นกลาง Fe-Ni-Cr-Si-B ที่มีรูปร่างเดียวกับส่วนปลายที่ต้องการเชื่อมบนส่วนปลายทั้งสองด้านที่จะเชื่อม ดันโครงรูปตัว C กลับเข้าไปที่โครงด้านบน แล้วกดฟอยล์โลหะผสมชั้นกลาง
④ ปิดเครื่องทำความร้อนเหนี่ยวนำ เชื่อมต่อเทอร์โมมิเตอร์ใยแก้วนำแสง เปิดน้ำหล่อเย็นและระบบป้องกันอาร์กอน ตั้งค่าพารามิเตอร์การเชื่อมและพารามิเตอร์หลังการอบชุบบนหน้าจอสัมผัส และรันโปรแกรมการเชื่อมผ่าน PLC + PRC การเชื่อมแบบกระจายตัวของท่อเจาะจะดำเนินการภายใต้พารามิเตอร์กระบวนการ ได้แก่ อุณหภูมิความร้อน 1215°C เวลาฉนวน 4 นาที และความดัน 9 MPa อุณหภูมิความร้อนหลังการเชื่อม 650°C เวลาฉนวน 5 นาที
5. หลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการเชื่อม ให้เปิดเครื่องทำความร้อนแบบเหนี่ยวนำ และยกหัวจับชิ้นงานขึ้นบนโครงรูปตัว C และแกนทรี หลังจากเชื่อมเสร็จแล้ว ให้ยกท่อเจาะออกจากด้านขวาผ่านกลไกการยก และโครงรูปตัว C จะกลับไปด้านซ้าย เสร็จสิ้นการเชื่อม

ประการที่สี่ การวิเคราะห์ร่วมกัน
การทดสอบแรงดึงและการดัดจะดำเนินการกับตัวอย่างหลังการเชื่อม ท่อเจาะถูกเชื่อมด้วยกระบวนการเชื่อมแบบกระจายเฟสของเหลวทรานซิชัน พบว่ารอยเชื่อมมีการเสียรูปน้อย ไม่มีแฟลชที่รอยเชื่อมระหว่างการเชื่อมแบบเสียดทาน และรอยเชื่อมมีความสวยงาม ในระหว่างการทดสอบแรงดึง รอยเชื่อมเกิดการแตกหักบนวัสดุเดิม ความแข็งแรงของรอยเชื่อมแบบกระจายมีค่าสูงกว่าวัสดุเดิม ในระหว่างการทดสอบการดัด รอยเชื่อมไม่แตกหักหลังจากดัดหน้าและหลัง 180 นิ้ว รอยเชื่อมมีพลาสติกที่ดี