26CrMnMo钢钻杆热处理工艺研究
发布时间：2022-02-22 19:39
钻杆包括钻杆管体及钻杆接头两部分,通过惯性摩擦焊连接在一起,主要作用是传递扭矩和输送钻井液。钻杆在井下的受力状况十分复杂,主要受轴向拉/压应力和剪切应力,故综合性能要求较高。API Spec 5DP《钻杆规范》中明确提出G105钢级和S135钢级钻杆为高强度钻杆。选用26Cr Mn Mo低合金钢作为钻杆管体材料,调质处理后可以满足G105钢级的性能要求。因此对26Cr Mn Mo钢钻杆管体和焊缝的调质处理工艺进行研究和优化,对于使用性能的稳定性整体提升是十分必要的。本课题对26Cr Mn Mo钢调质和摩擦对焊组织的热处理工艺进行研究,分析了不同调质处理工艺下26Cr Mn Mo钢和摩擦焊组织及力学性能的变化,研究了淬火温度以及回火温度和回火保温时间对强度、塑性以及冲击性能的影响,并通过SEM、XRD和EBSD等方法,对摩擦焊组织冲击断口形貌、组成相和晶粒取向等进行了分析。根据天然气步进式热处理炉和中频感应加热热处理设备特点,制定26Cr Mn Mo钢钻杆热处理工序生产工艺具体参数,提高批量生产钻杆性能稳定性。结果表明:26Cr Mn Mo钢钻杆管体调质处理工艺为淬火加热温度920℃、淬...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 国内外钻杆加工制造及失效分析现状
1.2.1 钻柱构成及钻杆分类
1.2.2 钻杆性能要求
1.2.3 钻杆的失效情况
1.3 低合金钢的调质处理工艺
1.3.1 钢的淬透性
1.3.2 回火时淬火钢的组织转变
1.4 本课题研究的思路和内容
第2章 试验材料及研究方法
2.1 26Cr Mn Mo钢热处理前组织形态分析
2.1.1 26Cr Mn Mo钢成分及性能
2.1.2 管端镦粗工艺
2.2 热处理设备与试样制备
2.2.1 热处理设备
2.2.2 理化试样制备
2.3 材料性能测试设备与检测方法
2.3.1 拉伸性能测试
2.3.2 夏比冲击性能测试
2.3.3 洛氏硬度测试
2.4 材料组织观察与分析方法
2.4.1 金相试样的制备与组织观察
2.4.2 扫描电子显微镜分析
2.4.3 电子背散射衍射分析
2.4.4 X射线衍射
第3章 26Cr Mn Mo钢热处理工艺研究
3.1 调质处理工艺参数制定
3.2 淬火温度对26Cr Mn Mo钢组织与硬度的影响
3.2.1 淬火温度对26Cr Mn Mo钢组织的影响
3.2.2 淬火温度对26Cr Mn Mo钢硬度的影响
3.3 回火温度对26Cr Mn Mo钢组织与机械性能的影响
3.3.1 回火温度对26Cr Mn Mo钢组织的影响
3.3.2 回火温度对26Cr Mn Mo钢机械性能的影响
3.4 小结
第4章 26Cr Mn Mo钢摩擦焊组织热处理工艺研究
4.1 26Cr Mn Mo钢摩擦焊组织分析
4.2 摩擦焊组织调质处理工艺参数制定
4.3 调质工艺对摩擦焊组织及机械性能的影响
4.3.1 淬火工艺对摩擦焊组织的影响
4.3.2 回火工艺对摩擦焊组织的影响
4.3.3 回火工艺对摩擦焊组织机械性能的影响
4.4 焊缝区局部感应加热热影响区的组织分析
4.5 小结
第5章 26Cr Mn Mo钢钻杆热处理工艺研究
5.1 26Cr Mn Mo钢钻杆管体调质处理工艺参数优化
5.1.1 生产设备
5.1.2 管体热处理生产方案制定
5.2 26Cr Mn Mo钢钻杆焊缝调质处理工艺参数优化
5.2.1 中频感应热处理生产方案制定
5.2.2 设备调试
5.3 26Cr Mn Mo钢钻杆理化性能试验及无损检测
5.3.1 理化性能及组织分析
5.3.2 超声检测和磁粉检测
5.4 批量生产工艺验证
5.5 小结
结论
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]中俄东线X80钢级Φ1422 mm×30.8 mm钢管理化性能研究[J]. 陈小伟,嵇峰,白学伟,张花,王旭. 焊管. 2019(05)
[2]石油钻杆表面裂纹检测技术[J]. 邱辉,李亚光. 仪器仪表标准化与计量. 2018(05)
[3]AISI4137H钻杆接头用钢开发生产实践[J]. 袁淑君. 山东冶金. 2017(06)
[4]钻杆内加厚过渡段表面裂纹的断裂性能研究[J]. 赵广慧,赵莉,唐松,李举. 机械强度. 2017(04)
[5]回火温度对26CrMo钢抗硫性能的影响[J]. 罗睿,余世杰,袁鹏斌,龚丹梅,陈猛. 热加工工艺. 2017(08)
[6]超声波检测技术在无缝钢管质量检测中的运用[J]. 叶子义. 工程技术研究. 2017(04)
[7]摩擦时间对钻杆接头组织和性能的影响研究[J]. 王世清,景科,温国栋,李霄,李渊博. 热加工工艺. 2017(03)
[8]S135钻杆管体热处理工艺研究[J]. 刘玉荣,米永峰,马越,岳林. 钢管. 2017(01)
[9]超声波无损检测系统的设计与其在焊接材料中的应用[J]. 李耕,朱晓刚,刘润,朱先勇. 焊接技术. 2017(01)
[10]金属材料Rp0.2的检验及异常曲线的处理[J]. 王有欣,孙绍广. 辽宁科技大学学报. 2016(05)
硕士论文
[1]37CrMnMo石油钻杆热处理及摩擦焊接头性能[D]. 顿亚鹏.长春工业大学 2016
[2]新型高强度钢热处理与组织性能研究[D]. 杜文文.北京理工大学 2016
[3]油气管道穿越钻杆质量控制的关键技术研究[D]. 葛鹏飞.西安石油大学 2015
[4]S135钻杆钢铁素体/马氏体复相组织性能研究[D]. 左冬声.西安石油大学 2012
[5]低合金高强度钢的组织与性能优化[D]. 胡景豫.哈尔滨工程大学 2012
[6]ASTM4130钢焊接接头组织与性能研究[D]. 薄国公.中国石油大学 2011
[7]X80和30CrMo焊接接头组织与性能研究[D]. 贺龙威.中国石油大学 2011
[8]26CrMoNbTiB钢钻杆管研制[D]. 曹建军.中南大学 2006
本文编号：3640095
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 国内外钻杆加工制造及失效分析现状
1.2.1 钻柱构成及钻杆分类
1.2.2 钻杆性能要求
1.2.3 钻杆的失效情况
1.3 低合金钢的调质处理工艺
1.3.1 钢的淬透性
1.3.2 回火时淬火钢的组织转变
1.4 本课题研究的思路和内容
第2章 试验材料及研究方法
2.1 26Cr Mn Mo钢热处理前组织形态分析
2.1.1 26Cr Mn Mo钢成分及性能
2.1.2 管端镦粗工艺
2.2 热处理设备与试样制备
2.2.1 热处理设备
2.2.2 理化试样制备
2.3 材料性能测试设备与检测方法
2.3.1 拉伸性能测试
2.3.2 夏比冲击性能测试
2.3.3 洛氏硬度测试
2.4 材料组织观察与分析方法
2.4.1 金相试样的制备与组织观察
2.4.2 扫描电子显微镜分析
2.4.3 电子背散射衍射分析
2.4.4 X射线衍射
第3章 26Cr Mn Mo钢热处理工艺研究
3.1 调质处理工艺参数制定
3.2 淬火温度对26Cr Mn Mo钢组织与硬度的影响
3.2.1 淬火温度对26Cr Mn Mo钢组织的影响
3.2.2 淬火温度对26Cr Mn Mo钢硬度的影响
3.3 回火温度对26Cr Mn Mo钢组织与机械性能的影响
3.3.1 回火温度对26Cr Mn Mo钢组织的影响
3.3.2 回火温度对26Cr Mn Mo钢机械性能的影响
3.4 小结
第4章 26Cr Mn Mo钢摩擦焊组织热处理工艺研究
4.1 26Cr Mn Mo钢摩擦焊组织分析
4.2 摩擦焊组织调质处理工艺参数制定
4.3 调质工艺对摩擦焊组织及机械性能的影响
4.3.1 淬火工艺对摩擦焊组织的影响
4.3.2 回火工艺对摩擦焊组织的影响
4.3.3 回火工艺对摩擦焊组织机械性能的影响
4.4 焊缝区局部感应加热热影响区的组织分析
4.5 小结
第5章 26Cr Mn Mo钢钻杆热处理工艺研究
5.1 26Cr Mn Mo钢钻杆管体调质处理工艺参数优化
5.1.1 生产设备
5.1.2 管体热处理生产方案制定
5.2 26Cr Mn Mo钢钻杆焊缝调质处理工艺参数优化
5.2.1 中频感应热处理生产方案制定
5.2.2 设备调试
5.3 26Cr Mn Mo钢钻杆理化性能试验及无损检测
5.3.1 理化性能及组织分析
5.3.2 超声检测和磁粉检测
5.4 批量生产工艺验证
5.5 小结
结论
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]中俄东线X80钢级Φ1422 mm×30.8 mm钢管理化性能研究[J]. 陈小伟,嵇峰,白学伟,张花,王旭. 焊管. 2019(05)
[2]石油钻杆表面裂纹检测技术[J]. 邱辉,李亚光. 仪器仪表标准化与计量. 2018(05)
[3]AISI4137H钻杆接头用钢开发生产实践[J]. 袁淑君. 山东冶金. 2017(06)
[4]钻杆内加厚过渡段表面裂纹的断裂性能研究[J]. 赵广慧,赵莉,唐松,李举. 机械强度. 2017(04)
[5]回火温度对26CrMo钢抗硫性能的影响[J]. 罗睿,余世杰,袁鹏斌,龚丹梅,陈猛. 热加工工艺. 2017(08)
[6]超声波检测技术在无缝钢管质量检测中的运用[J]. 叶子义. 工程技术研究. 2017(04)
[7]摩擦时间对钻杆接头组织和性能的影响研究[J]. 王世清,景科,温国栋,李霄,李渊博. 热加工工艺. 2017(03)
[8]S135钻杆管体热处理工艺研究[J]. 刘玉荣,米永峰,马越,岳林. 钢管. 2017(01)
[9]超声波无损检测系统的设计与其在焊接材料中的应用[J]. 李耕,朱晓刚,刘润,朱先勇. 焊接技术. 2017(01)
[10]金属材料Rp0.2的检验及异常曲线的处理[J]. 王有欣,孙绍广. 辽宁科技大学学报. 2016(05)
硕士论文
[1]37CrMnMo石油钻杆热处理及摩擦焊接头性能[D]. 顿亚鹏.长春工业大学 2016
[2]新型高强度钢热处理与组织性能研究[D]. 杜文文.北京理工大学 2016
[3]油气管道穿越钻杆质量控制的关键技术研究[D]. 葛鹏飞.西安石油大学 2015
[4]S135钻杆钢铁素体/马氏体复相组织性能研究[D]. 左冬声.西安石油大学 2012
[5]低合金高强度钢的组织与性能优化[D]. 胡景豫.哈尔滨工程大学 2012
[6]ASTM4130钢焊接接头组织与性能研究[D]. 薄国公.中国石油大学 2011
[7]X80和30CrMo焊接接头组织与性能研究[D]. 贺龙威.中国石油大学 2011
[8]26CrMoNbTiB钢钻杆管研制[D]. 曹建军.中南大学 2006
本文编号：3640095
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