Wat zijn de belangrijkste vereisten voor het nauwkeurig bewerken van onderdelen van titaniumlegeringen van olie- en gaskwaliteit?

Stalen boorgereedschappen hebben een slechte weerstand tegen vermoeidheid en corrosie, wat hoge risico's met zich meebrengt onder corrosieve gebruiksomstandigheden en hoge anticorrosiekosten.Titanium legeringenzijn geschikt voor boorputten met een korte straal, diepzee-, ultradiepe en onconventionele olie-gasontwikkeling.

 

 

1. Vijf kernvereisten voor olie-gasmaterialen in boorputten

Hoge sterkte-taaiheid en weerstand tegen vermoeidheid, weerstand tegen multimedia-corrosie, stabiliteit van de microstructuur bij hoge temperaturen, goede bewerkbaarheid en naleving van API-normen voor buisvormige goederen.

 

2. Materiaalkeuze van titaniumlegering

Gr5:Evenwichtige, uitgebreide eigenschappen, toegepast in conventionele boorbuizen, behuizingen en algemene verbindingen.

Gr5 ELI:Verbeterde taaiheid, geschikt voor dynamische componenten met hoge betrouwbaarheid.

TC11:Goede hittebestendigheid, gebruikt voor diepputgereedschappen met middelhoge temperaturen, drukdragende doornen en verbindingen.

TC18:Zeer sterke titaniumlegering met sterke torsieweerstand, geschikt voor zwaar belaste verbindingen, maar toch moeilijk te bewerken.

Gr7/Gr11:Bestand tegen spleetcorrosie, voor statische diepzeepijpleidingen en afdichtingsvoegen.

Gr2:Goede ductiliteit maar lage sterkte, gebruikt voor niet-dragende anticorrosieve onderdelen onder lage druk.

Principes van materiaalselectie:Gebruik corrosiebestendige titaniumlegeringen voor ernstige corrosieve omstandigheden; Gr5 ELI voor service die gevoelig is voor vermoeidheid; TC11 voor omgevingen met hoge temperaturen; zeer sterke titaniumlegeringen voor zware belasting en torsiebestendige toepassingen.

 

3. Billet-regelingen

Naadloze geëxtrudeerde titaniumbuizen worden gebruikt voor boorpijplichamen. Gesmede knuppels worden gebruikt voor kritische dragende posities, zoals schoudersecties met schroefdraad en verstoorde secties. Wrijvingslassen krijgt prioriteit om buislichamen en verbindingen integraal te vormen om lasdefecten te verminderen en de levensduur tegen vermoeiing te verbeteren.

 

 

• Een slechte thermische geleidbaarheid concentreert de warmte op de snijkanten, waardoor snelle slijtage van het gereedschap ontstaat. Oxidatie en verbrossing treden gemakkelijk op op de oppervlaktelagen van het werkstuk, waardoor de vermoeiingssterkte afneemt.
• Hoge chemische activiteit bij hoge temperaturen leidt tot een opbouw van snijkant- en gereedschaphechting, wat resulteert in dimensionale instabiliteit, oppervlaktekrassen en beschadigde draadprofielen.
• De lage elasticiteitsmodulus zorgt voor een groot terugveereffect, wat aanleiding geeft tot gereedschapsafbuiging tijdens de bewerking. Afmetingen van schroefdraad en boorgaten zijn moeilijk te controleren.
• Gevoelig voor werkverharding. Geharde lagen versnellen het gereedschapsverbruik. Onjuist snijden kan ondergrondse microscheurtjes veroorzaken.
• De complexe geometrie van gedeeltelijk trapeziumvormige schroefdraden voor boorproductie, zoals BHDX, is afhankelijk van schouderafdichting. Er worden strenge eisen gesteld aan het tandprofiel, de conus, de spoed en de oppervlaktekwaliteit. Het vastvreten van de draad kan een verbindingsfout veroorzaken.

 

 

1. Ruwe bewerking van knuppels

Homogenisatie-gloeien wordt uitgevoerd op smeedstukken en blanco buizen om restspanningen te verlichten. Voor de voorbewerking is een uniforme bewerkingstoeslag gereserveerd. Hogedrukkoeling en snijden op lage snelheid worden toegepast om thermische brandwonden te voorkomen. Secundair spanningsvrij gloeien wordt uitgevoerd na de ruwe bewerking.

 

2. Voltooi het draaien van de buitenste cirkels en het afdichten van oppervlakken

Gebruik TiAlN-gecoate snijgereedschappen van gecementeerd carbide. Pas een lage snijsnelheid toe met een gemiddelde voedingssnelheid plus composietkoeling. Gebruik middensteunen voor lange en dunwandige werkstukken om trillingen te onderdrukken en de klemkracht onder controle te houden. De oppervlakteruwheid van afdichtingsoppervlakken mag niet meer bedragen dan Ra 0,8 μm; alleen licht polijsten is toegestaan.

 

3. Precisiedraadbewerking

Machine-titaniumlegeringen na oplossingsverouderingsbehandeling; afwerkingsmachine + titaniumlegeringen in gegloeide staat. Gebruik vormgereedschappen voor gelaagd draaien met hogedrukkoeling. Voer na het bewerken een nitrering of smering met vaste film uit om vreten tegen te gaan.

 

4. Bewerking met kleine diameters en diepe gaten

Maak gebruik van pistoolboren en spiraalfrezen met interne hogedrukkoeling voor spaanafvoer. Boren en ruimen worden gebruikt om de afmetingen aan te passen. Ontbraam voorzichtig en verbied slijpen bij hoge temperaturen.

 

5. Warmtebehandeling

Conventioneel gloeien voor titaniumlegeringen van klasse 5. Oplossingsverouderingsbehandeling wordt geïmplementeerd na ruwe bewerking voor gebruiksomstandigheden met hoge sterkte. Voor TC18-titanium met hoge sterkte: oplossingsbehandeling gevolgd door afschrikken met water → afwerking van het draaien van schroefdraad en afdichtingsoppervlakken → veroudering bij lage temperatuur. Vacuüm- of argonafscherming met hoge zuiverheid is vereist om oxidatie en waterstofabsorptie te voorkomen.

 

6. Oppervlaktebehandeling tegen vreten

Optionele processen: nitreren bij lage temperatuur, DLC-coating en droge-filmsmering. Controleer de verwerkingstemperatuur om verbrossing van de matrix te voorkomen.

 

7. Niet-destructief testen

Normen voor stalen boorpijpen mogen niet rechtstreeks worden toegepast. Ultrasoon onderzoek (UT) voor buislichamen; penetrantonderzoek (PT) of wervelstroomonderzoek voor draadwortels en schouderfilets; Phased-array ultrasone inspectie voor wrijvingslasverbindingen.

 

 

1. Dimensionale afwijking bij de afwerking

Veroorzaakt door het vrijkomen van restspanning. Oplossingen: voeg procedures voor spanningsverlichting toe, verminder de snijdiepte bij voorbewerking en implementeer een homogenisatiebehandeling voor gesmede knuppels.

 

2. Draadvreten en krassen op het tandoppervlak

Ontstaan ​​door hoge temperatuur opbouwranden en onvoldoende oppervlaktebescherming. Oplossingen: optimaliseer de koelomstandigheden, pas gelaagd draaien toe en breng anti-vretende coatings aan.

 

3. Oppervlakte-fase brosse oxidelagen

Veroorzaakt door een te hoge snijtemperatuur en onvoldoende bescherming tijdens de warmtebehandeling. Oplossingen: controleer strikt de allernieuwste temperatuur, vermijd droog snijden en gebruik een vacuüm-warmtebehandeling.

 

4. Hoge gereedschapskosten en lage bewerkingsefficiëntie

Titaniumlegeringen kunnen niet bij hoge snijsnelheden worden verwerkt. Oplossingen: optimaliseer de gereedschapsgeometrie en koelsystemen; gebruik ultrasoon ondersteund of cryogeen hybride snijden om de oppervlaktekwaliteit en verwerkingsstabiliteit in evenwicht te brengen.

 

 

Ruihang levert als directe fabrikant van titaniumproducten grondstoffen van optimale kwaliteit voor de productie van uw precisiecomponenten

neem dan gerust contact met ons op via e-mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com