BR102019003246B1 - HOMOGENIZATION PROCESS FOR SPIRAL PIPE - Google Patents
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- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/14—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes
Abstract
A presente invenção revela um processo de homogeneização para tubulação espiralada, em que após ser preaquecida por seções e arrefecida bruscamente e temperada, a tubulação espiralada de aço de liga com baixo teor de carbono soldado a laser é resfriada por pulverização e, então, é temperada para obter tubulação espiralada prateada homogênea. O processo da presente invenção é inovador e exclusivo. A uniformidade microestrutural da tubulação espiralada prateada após o tratamento é muito aprimorada em uma região de junção de soldagem, uma região de detecção de calor e uma parede de tubo, situações em que uma superfície externa da tubulação espiralada é queimada e oxidada durante processo de homogeneização são reduzidas, e uma vida útil da tubulação espiralada é prolongada. Entretanto, a tubulação espiralada homogênea com diferentes limites de elasticidade e resistências à tração pode ser obtida alterando-se uma temperatura do revenimento, para que custos de produção sejam reduzidos.The present invention discloses a homogenization process for coiled tubing, in which after being preheated in sections and quenched and quenched, the laser-welded low carbon alloy steel coiled tubing is spray cooled and then quenched. to obtain homogeneous silver coiled tubing. The process of the present invention is innovative and exclusive. The microstructural uniformity of silver coiled tubing after treatment is greatly improved in a welding joint region, a heat sensing region and a pipe wall, situations where an outer surface of the coiled tubing is burned and oxidized during homogenization process are reduced, and the service life of the coiled tubing is prolonged. However, homogeneous coiled tubing with different yield strengths and tensile strengths can be obtained by changing a tempering temperature, so that production costs are reduced.
Description
[001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente n° CN 201811510771.X, depositado em 11 de dezembro de 2018, com o título de HOMOGENIZATION PROCESS FOR COILED TUBING. O pedido de patente mencionado acima está incorporado a título de referência no presente documento na sua totalidade.[001] This application claims priority to Patent Application No. CN 201811510771.X, filed on December 11, 2018, with the title HOMOGENIZATION PROCESS FOR COILED TUBING. The patent application mentioned above is incorporated by reference in this document in its entirety.
[002] A presente invenção refere-se ao campo de tecnologias de usinagem de tubulação, e particularmente, a um processo de homogeneização para tubulação espiralada.[002] The present invention relates to the field of piping machining technologies, and particularly, to a homogenization process for coiled piping.
[003] A tubulação espiralada é tubulação produzida a partir de aço de liga com baixo teor de carbono, tem boa flexibilidade e também é denominada tubulação flexível. Um rolo de tubulação espiralada tem milhares de metros de comprimento e pode ser usado para substituir a tubulação convencional em muitas operações. Quando a tubulação espiralada é usada para operação, a tubulação espiralada precisa ser sujeita a muitas deformações plásticas. Portanto, a tubulação espiralada precisa ter resistência à fadiga relativamente alta e uma vida útil relativamente longa. Quando uma peça com um defeito, como a heterogeneidade, aparece na tubulação espiralada convencional, geralmente uma parte defeituosa é cortada e, então, a tubulação é usada após a soldagem tubo a tubo. Além disso, quando a tubulação soldada é usada para operação, problemas técnicos, como a desconexão do ponto de soldagem, também podem aparecer. A vida útil da tubulação é muito reduzida. Como preparar a tubulação espiralada homogênea é, atualmente, um problema a ser resolvido urgentemente na indústria.[003] Coiled tubing is tubing produced from low-carbon alloy steel, has good flexibility and is also called flexible tubing. A roll of coiled tubing is thousands of feet long and can be used to replace conventional tubing in many operations. When coiled tubing is used for operation, the coiled tubing needs to be subjected to a lot of plastic deformation. Therefore, coiled tubing needs to have relatively high fatigue strength and a relatively long service life. When a part with a defect such as heterogeneity appears in conventional coiled tubing, generally a defective part is cut out, and then the tubing is used after tube-to-tube welding. In addition, when the welded pipeline is used for operation, technical problems such as disconnection of the welding point may also appear. The useful life of the pipe is greatly reduced. How to prepare homogeneous coiled tubing is currently a problem to be urgently resolved in the industry.
[004] O documento de patente número 104178717A revela um método de tratamento térmico para tubulação de liga de titânio. A hibridização de recristalização é primeiro executada em tubulação de liga de titânio usando-se um forno de arrefecimento brusco, em seguida, o resfriamento a ar é executado e o tratamento é executado em um aparelho de arrefecimento brusco, além disso, o calor é preservado em um forno de revenimento e, finalmente, endireitamento e resfriamento são executados. Esse processo é um processo de tratamento térmico inovador proposto para dificuldade em alisamento térmico subsequente devido a um grau de curvatura de tubulação de liga de titânio de menor calibre ser aumentado após o tratamento térmico.[004] Patent document number 104178717A discloses a heat treatment method for titanium alloy piping. Recrystallization hybridization is first performed on titanium alloy tubing using a quench furnace, then air cooling is performed and treatment is performed in a quench apparatus, in addition, heat is preserved in a tempering furnace and finally straightening and cooling are performed. This process is an innovative heat treatment process proposed for difficulty in subsequent heat straightening due to a degree of curvature of smaller gauge titanium alloy tubing being increased after heat treatment.
[005] A patente número CN101220408A revela um método e aparelho de tratamento térmico de aquecimento elétrico e arrefecimento brusco e revenimento para tubulação. Primeiro, a tubulação é transportada para um forno de arrefecimento brusco e aquecido, em que uma temperatura de aquecimento varia de 850 a 1.000 °C, o cano de aço aquecido é resfriado por pulverização de água fria e, após o resfriamento, o tratamento térmico é executado em um forno de revenimento, em que uma temperatura de aquecimento varia de 500 a 800 °C. Esse processo torna as superfícies internas e externas da tubulação lisas sem oxidação, para que propriedades mecânicas abrangentes, como resistência e tenacidade, da tubulação sejam significativamente melhoradas.[005] Patent number CN101220408A discloses a heat treatment method and apparatus for electrical heating and quenching and tempering for piping. First, the pipe is transported to a heated quenching furnace, in which a heating temperature ranges from 850 to 1000 °C, the heated steel pipe is cooled by cold water spraying, and after cooling, heat treatment is carried out in a tempering furnace, in which a heating temperature varies from 500 to 800 °C. This process makes the inner and outer surfaces of the pipeline smooth without oxidation, so that comprehensive mechanical properties such as strength and toughness of the pipeline are significantly improved.
[006] A patente número CN103266217A revela um processo de tratamento térmico de reforço para uma extremidade de cano de um cano de aço de petróleo em uma condição de arrefecimento brusco e revenimento. Esse processo inclui S1: arrefecimento brusco e revenimento de um cano inteiro em um primeiro estágio; e S2: executa o revenimento secundário em uma porção média de um corpo de cano de cano de aço obtido na etapa S1. Um objetivo do revenimento secundário de execução em uma porção média de um corpo de cano do cano de aço é a redução da resistência da porção média do cano de aço, para obter um desempenho de resistência do produto final.[006] Patent number CN103266217A discloses a reinforcing heat treatment process for a pipe end of a petroleum steel pipe in a condition of quenching and tempering. This process includes S1: quenching and tempering of an entire pipe in a first stage; and S2: performs secondary tempering on a middle portion of a steel pipe body obtained in step S1. An objective of performing secondary tempering on a middle portion of a barrel body of the steel pipe is to reduce the strength of the middle portion of the steel pipe, to obtain strength performance of the final product.
[007] A patente número CN104259206A revela um método de produção de tubos sem junção de liga de titânio usados para acoplamento de tubulação, em que seu processo de produção inclui sequencialmente "aquecimento de forno anular, perfuração cruzada, laminação de tubo sem mandril e aquecimento e dimensionamento de forno de aquecimento". Os tubos sem junção de liga de titânio produzidos de acordo com o processo podem ser diretamente sujeitos a usinagem por uma máquina de acoplamento de tubulação sem estarem sujeitos a tratamento térmico.[007] Patent number CN104259206A discloses a method of producing titanium alloy jointless tubes used for pipe coupling, wherein its production process sequentially includes "annular furnace heating, cross drilling, mandrelless tube rolling and heating and heating furnace sizing". Jointless titanium alloy pipes produced according to the process can be directly subjected to machining by a pipe coupling machine without being subjected to heat treatment.
[008] A patente número CN104046918B revela um material de alto desempenho para aplicações de tubulação espiralada e um método de produção da mesma, em que é usado aço de liga com baixo teor de carbono, está sujeito a tratamento térmico de corpo inteiro e inclui uma mistura de martensita e bainita temperadas; em que uma microestrutura final da tubulação espiralada inclui mais de 90% em volume de martensita temperada em regiões de metal-base, juntas de solda polarizadas e zonas afetadas pelo calor; em que a microestrutura final em todas as regiões de metal-base, juntas de solda de polarização e zonas afetadas pelo calor é homogênea; e em que a microestrutura final inclui a distribuição uniforme de carbonetos finos através das regiões de metal-base, as juntas de solda polarizadas e as zonas afetadas pelo calor. No entanto, é difícil obter tubulação espiralada homogênea usando-se outras ligas de aço com baixo teor de carbono, através do processo anterior.[008] Patent number CN104046918B discloses a high performance material for coiled tubing applications and a method of producing the same, in which low carbon alloy steel is used, is subjected to full body heat treatment and includes a mixture of tempered martensite and bainite; wherein a final microstructure of the coiled tubing includes more than 90% by volume of tempered martensite in base metal regions, polarized solder joints and heat affected zones; wherein the final microstructure in all regions of base metal, bias solder joints and heat affected zones is homogeneous; and wherein the final microstructure includes the uniform distribution of fine carbides throughout the base metal regions, the polarized solder joints, and the heat-affected zones. However, it is difficult to obtain homogeneous coiled tubing using other low-carbon steel alloys through the above process.
[009] A preparação de tubulação espiralada por meio de soldagem a laser é um método de equipe para a preparação de tubulação espiralada por meio de soldagem altamente eficiente e precisa, usando-se um feixe de laser com alta densidade de energia. Um problema interno de rebarba e um problema de corrosão de sulcos podem ser superados em tubulação espiralada preparada por meio de soldagem a laser. No entanto, tubulação espiralada soldada a laser de homogeneização é, atualmente, um problema a ser resolvido urgentemente. Entretanto, os custos de tubulação espiralada soldada a laser são altos. Depois de executar o tratamento térmico na tubulação espiralada soldada a laser, a obtenção de tubulação flexível homogênea com diferentes limites de elasticidade e resistências à tração, para satisfazer diferentes requisitos de operação e reduzir os custos de produção, também é um problema difícil da indústria.[009] Preparation of coiled tubing by means of laser welding is a team method for preparing coiled tubing by means of highly efficient and precise welding using a laser beam with high energy density. An internal burr problem and a groove corrosion problem can be overcome in coiled tubing prepared by laser welding. However, homogenizing laser welded coiled tubing is currently a problem to be solved urgently. However, the costs of laser welded coiled tubing are high. After performing heat treatment on laser welded coiled tubing, obtaining homogeneous flexible tubing with different yield strengths and tensile strengths, to satisfy different operation requirements and reduce production costs, is also a difficult industry problem.
[010] Um objetivo da presente invenção é proporcionar um processo de homogeneização de tubulação espiralada, em que tubulação espiralada em liga de aço com baixo teor de carbono soldado a laser é preaquecida por seções e rapidamente resfriada após ser arrefecida bruscamente e temperada em uma atmosfera mista, para que a tubulação seja uniformemente aquecida e não gere uma deformação térmica, melhorando, assim, a taxa de conversão da austenita, e obtendo tubulação espiralada com uma estrutura martensítica homogênea. Além disso, um processo de produção é simplificado, e tubulação espiralada homogênea com diferentes limites de elasticidade e resistências à tração pode ser produzida ajustando- se uma temperatura de revenimento.[010] An object of the present invention is to provide a coiled tubing homogenization process, in which laser-welded low carbon alloy steel coiled tubing is preheated in sections and rapidly cooled after being quenched and quenched in an atmosphere mixed, so that the pipe is uniformly heated and does not generate thermal deformation, thus improving the austenite conversion rate, and obtaining spiral pipe with a homogeneous martensitic structure. Furthermore, a production process is simplified, and homogeneous coiled tubing with different yield strengths and tensile strengths can be produced by adjusting a tempering temperature.
[011] Um processo de homogeneização para tubulação espiralada é fornecido, que inclui as seguintes etapas: 1) fazer com que tubulação espiralada de aço de liga com baixo teor de carbono soldado a laser passe através de um forno de hibridização em uma velocidade vetorial uniforme para executar aquecimento e arrefecimento brusco e revenimento, em que o aquecimento por seção é executado no forno de hibridização, uma região de preaquecimento por seção e uma região de arrefecimento brusco e revenimento estão sequencialmente dispostas no forno de hibridização, uma temperatura da região de preaquecimento por seção varia de 300 a 800 °C, uma temperatura da região de arrefecimento brusco e revenimento varia de 900 a 950 °C, um processo de elevação de temperatura da tubulação pode ser acelerado, para aquecer a tubulação de maneira mais uniforme sem gerar uma deformação térmica; além disso, há mais tempo para austenitização, para implementar a conversão de toda uma estrutura austenítica; no processo de aquecimento e arrefecimento brusco e revenimento, a atmosfera no forno de hibridização é uma mistura gasosa de hidrogênio e nitrogênio, para que durante o arrefecimento brusco e revenimento os grãos sejam refinados e a estrutura austenítica seja distribuída de maneira mais uniforme e, entretanto, escala de óxido e um exterior fino e fraco da tubulação são evitados durante o processo de aquecimento da tubulação; e durante todo o processo de aquecimento e arrefecimento brusco e revenimento, a tubulação passa através do forno de hibridização à velocidade vetorial uniforme, para evitar que os tubulação tenham diferentes calibres; 2) após a tubulação espiralada ser aquecida e arrefecida bruscamente e temperada, na atmosfera mista de hidrogênio e nitrogênio, executar imediatamente resfriamento por pulverização a uma temperatura de 15 a 40 °C, para obter tubulação espiralada prateada (tubulação prateada para abreviar) de uma estrutura martensítica, em que uma taxa do resfriamento por pulverização varia de 50 a 80 °C/s; 3) fazer com que a tubulação prateada resfriada na etapa (2) passe através de uma bobina de frequência intermediária sob a proteção de uma atmosfera de nitrogênio em uma velocidade vetorial uniforme, para executar o revenimento rápido, em que uma cor da tubulação prateada temperada é mantida inalterada, e um comprimento da bobina de frequência intermediária é de 50 cm; a tensão da tubulação pode ser removida por meio do processo de revenimento, que evita inconsistências nos calibres dos tubulação e uma alteração no comprimento da tubulação quando os tubulação é aquecida durante um longo período de tempo, assegurando, assim, a uniformidade de um diâmetro externo da tubulação; e a execução de revenimento na atmosfera de nitrogênio pode impedir que uma superfície da tubulação prateada seja oxidada, melhorando, assim, a vida útil da tubulação espiralada; e 4) resfriar à água.[011] A homogenization process for coiled tubing is provided, which includes the following steps: 1) causing laser-welded low carbon alloy steel coiled tubing to pass through a hybridization furnace at a uniform vector speed to perform heating, quenching and tempering, wherein the sectional heating is performed in the hybridization furnace, a sectional preheating region and a quenching and tempering region are sequentially arranged in the hybridization furnace, a temperature of the preheating region per section varies from 300 to 800 °C, a temperature of the quenching and tempering region varies from 900 to 950 °C, a process of increasing the temperature of the piping can be accelerated, to heat the piping more uniformly without generating a thermal deformation; Furthermore, there is more time for austenitization, to implement the conversion of an entire austenitic structure; In the process of heating, quenching and tempering, the atmosphere in the hybridization furnace is a gaseous mixture of hydrogen and nitrogen, so that during quenching and tempering the grains are refined and the austenitic structure is distributed more evenly and in the meantime , oxide scale and a thin and weak exterior of the pipeline are avoided during the pipeline heating process; and during the entire heating, quenching and tempering process, the piping passes through the hybridization furnace at uniform vector speed, to avoid the piping having different calibers; 2) after the coiled tubing is heated, quenched and quenched, in the mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen, immediately carry out spray cooling at a temperature of 15 to 40 °C, to obtain silver coiled tubing (silver tubing for short) of a martensitic structure, in which a spray cooling rate varies from 50 to 80 °C/s; 3) cause the cooled silver tubing in step (2) to pass through an intermediate frequency coil under the protection of a nitrogen atmosphere at a uniform vector speed, to perform rapid tempering, in which a color of the quenched silver tubing is kept unchanged, and an intermediate frequency coil length is 50 cm; Tubing stress can be removed through the tempering process, which prevents inconsistencies in tubing gauges and a change in tubing length when tubing is heated over a long period of time, thus ensuring uniformity of an outside diameter of the piping; and performing tempering in nitrogen atmosphere can prevent a surface of the silver piping from being oxidized, thus improving the service life of the coiled piping; and 4) water cooling.
[012] Preferencialmente, etapas de preparação específicas da tubulação espiralada de aço de liga com baixo teor de carbono soldado a laser são as seguintes: executar limpeza de superfície em seções de tubulação de aço de liga com baixo teor de carbono para remover um revestimento inoxidável e impurezas de superfície; soldar por solda de topo as seções de tubulação limpas em uma peça usando-se um método de soldagem a laser, em que um diâmetro de uma fácula da solda a laser é 2 mm, uma potência de soldagem é 7.000 W, uma distância focal é 230 mm, uma velocidade escalar de soldagem é 3 metros/minuto e, durante a soldagem, argônio é usado como um gás protetor; e polir uma superfície de uma região de junção de soldagem da tubulação soldada a laser para tornar a mesma lisa.[012] Preferably, specific preparation steps of laser welded low carbon alloy steel coiled tubing are as follows: perform surface cleaning on sections of low carbon alloy steel tubing to remove a stainless coating and surface impurities; butt weld the clean piping sections into a part using a laser welding method, wherein a diameter of a laser weld facula is 2 mm, a welding power is 7000 W, a focal length is 230 mm, a welding speed is 3 meters/minute, and during welding, argon is used as a shielding gas; and polishing a surface of a welding joint region of the laser welded pipeline to make it smooth.
[013] Antes da soldagem de topo da tubulação por laser, limpar as superfícies de soldagens devem ser levadas a sério, de modo a reduzir efetivamente uma quantidade de poros de ar gerados em uma superfície de junção de soldagem, melhorar a compactação da tubulação e evitar vazamento de tubulação. Em exemplos da presente invenção, a tubulação de aço de liga com baixo teor de carbono é primeiro desengordurada usando-se um tensoativo de ânion (de preferência, dodecilbenzenossulfonato de sódio), então, é embebida em um ácido diluído (de preferência, uma solução aquosa de ácido clorídrico cuja concentração de massa varia de 10 a 15%) por 10 a 30 s, para remover suficientemente o revestimento inoxidável e impurezas na superfície da tubulação e, por fim, é limpo de maneira ultrassônica usando-se água por 10 a 30 s.[013] Before laser butt welding of the pipeline, cleaning the welding surfaces must be taken seriously, so as to effectively reduce the amount of air pores generated on a welding joint surface, improve the compaction of the pipeline and prevent pipeline leakage. In examples of the present invention, low carbon alloy steel piping is first degreased using an anion surfactant (preferably sodium dodecylbenzenesulfonate), then soaked in a dilute acid (preferably a solution aqueous hydrochloric acid whose mass concentration varies from 10 to 15%) for 10 to 30 s, to sufficiently remove the stainless coating and impurities on the surface of the pipe and, finally, it is cleaned ultrasonically using water for 10 to 30 sec.
[014] Preferencialmente, as porcentagens de massa de componentes químicos na tubulação de aço de liga com baixo teor de carbono são: C: 0,20 a 0,28%, Si: 0,12 a 0,20%, Mn: 1,00 a 1,80%, P: ≤ 0,015%, S: ≤0,005%, Cr: 0,30 a 0,80%, Mo: 0,20 a 0,60%, B: ≤ 0,0005%, Nb: 0,020 a 0,060%, Ti: 0,010 a 0,030%, V: 0,020 a 0,080%, e ferro: o restante.[014] Preferably, the mass percentages of chemical components in low-carbon alloy steel piping are: C: 0.20 to 0.28%, Si: 0.12 to 0.20%, Mn: 1 .00 to 1.80%, P: ≤ 0.015%, S: ≤0.005%, Cr: 0.30 to 0.80%, Mo: 0.20 to 0.60%, B: ≤ 0.0005%, Nb: 0.020 to 0.060%, Ti: 0.010 to 0.030%, V: 0.020 to 0.080%, and iron: the remainder.
[015] A soldagem a laser é executada em seções de tubulação espiralada usando-se uma máquina de solda a laser, ou seja, as seções de tubulação espiralada são soldadas a laser. Em todos os exemplos da presente invenção, as seções de tubulação de aço de liga com baixo teor de carbono com um tamanho de Φ25,4 mm * 2,8 mm (diâmetro * espessura de parede) são soldadas a laser, um diâmetro de uma fácula da solda a laser é 2 mm, uma potência de soldagem é de 7.000 W, uma distância focal é de 230 mm, uma velocidade escalar de soldagem é de 3 metros/minuto, e durante a soldagem, o argônio é usado como um gás protetor.[015] Laser welding is performed on coiled tubing sections using a laser welding machine, that is, the coiled tubing sections are laser welded. In all examples of the present invention, low carbon alloy steel pipe sections with a size of Φ25.4 mm * 2.8 mm (diameter * wall thickness) are laser welded, a diameter of a laser welding facula is 2 mm, a welding power is 7,000 W, a focal length is 230 mm, a welding speed is 3 meters/minute, and during welding, argon is used as a gas protector.
[016] Depois que a tubulação espiralada é formada por soldagem a laser, é necessário polir uma região de junção de solda da tubulação, para remover uma rebarba da região de junção de solda.[016] After the coiled tubing is formed by laser welding, it is necessary to polish a weld joint region of the tubing to remove a burr from the weld joint region.
[017] Preferencialmente, uma razão em volume de hidrogênio e nitrogênio na atmosfera mista na etapa (1) e na etapa (2) é 3:1.[017] Preferably, a volume ratio of hydrogen and nitrogen in the mixed atmosphere in step (1) and step (2) is 3:1.
[018] Preferencialmente, um meio pulverizado usado no resfriamento por pulverização na etapa (2) é água doce, e seus valores de pH variam de 7 a 8. A água doce foi submetida a um tratamento de dessalinização, em que os teores de sais de magnésio e sais de cálcio são reduzidos para 1,0 a 50 mg/l. O uso de água amolecida como meio pulverizado pode evitar de maneira eficaz que os sais de magnésio e sais de cálcio se infiltrem na tubulação e degradem o desempenho da tubulação em diferentes graus. O uso de água amolecida cujo valor de pH varia de 7 a 8 pode melhorar ainda mais o desempenho mecânico da tubulação durante o resfriamento por pulverização e evitar que o exterior da tubulação seja oxidado.[018] Preferably, a pulverized medium used in spray cooling in step (2) is fresh water, and its pH values range from 7 to 8. The fresh water has been subjected to a desalination treatment, in which the salt contents of magnesium and calcium salts are reduced to 1.0 to 50 mg/l. Using softened water as spray medium can effectively prevent magnesium salts and calcium salts from infiltrating the pipeline and degrading the performance of the pipeline to different degrees. The use of softened water whose pH value ranges from 7 to 8 can further improve the mechanical performance of the pipeline during spray cooling and prevent the exterior of the pipeline from being oxidized.
[019] Preferencialmente, a região de preaquecimento por seção do forno de hibridização é igualmente dividida em seis seções para preaquecimento, uma temperatura de uma primeira seção é 300 °C, uma temperatura de uma segunda seção é 400 °C, uma temperatura de uma terceira seção é 500 °C, uma temperatura de uma quarta seção é 600 °C, uma temperatura de uma quinta seção é 700 °C e uma temperatura de uma sexta seção é 800 °C.[019] Preferably, the preheating region per section of the hybridization furnace is equally divided into six sections for preheating, a temperature of a first section is 300 ° C, a temperature of a second section is 400 ° C, a temperature of a third section is 500°C, a fourth section temperature is 600°C, a fifth section temperature is 700°C, and a sixth section temperature is 800°C.
[020] Preferencialmente, uma temperatura da região de arrefecimento brusco e revenimento do forno de hibridização é de 930 °C.[020] Preferably, a temperature of the quenching and tempering region of the hybridization furnace is 930 °C.
[021] Preferencialmente, uma temperatura da tubulação espiralada temperada varia de 400 a 800 °C.[021] Preferably, a tempered coiled tubing temperature ranges from 400 to 800 °C.
[022] Em comparação com a técnica anterior, a presente invenção tem os seguintes efeitos benéficos:[022] Compared to the prior art, the present invention has the following beneficial effects:
[023] O processo de homogeneização para tubulação espiralada da presente invenção é inovador e único. A tubulação espiralada de aço de liga com baixo teor de carbono soldado a laser é preaquecida por seção e arrefecida bruscamente e temperada na mistura gasosa de hidrogênio e nitrogênio, para que a tubulação da estrutura austenítica uniformemente distribuída possa ser obtida; além disso, a tubulação é resfriada por pulverização na mistura gasosa de hidrogênio e nitrogênio para obter tubulação espiralada prateada homogênea (tubulação prateada para abreviar) de uma estrutura martensítica; e por fim, a tensão da tubulação prateada pode ser rapidamente removida após o revenimento. A uniformidade microestrutural da tubulação prateada após o tratamento é muito melhorada em uma região de junção de solda, uma região de detecção de calor e uma parede de tubo, enquanto prolonga a vida útil da tubulação prateada. Além disso, um processo de produção é simplificado, e tubulação espiralada homogênea com diferentes limites de elasticidade e resistências à tração pode ser obtida alterando-se uma temperatura do revenimento, para que os requisitos de operação sejam atendidos enquanto se reduzem os custos de produção. Na presente invenção, a tubulação espiralada homogênea pode ser obtida executando-se tratamento térmico em tubulação espiralada de aço de liga com baixo teor de carbono soldados a laser que tem diferentes componentes. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é um diagrama SEM de uma região de junção de soldagem de tubulação espiralada antes da homogeneização de acordo com o Exemplo 1; A Figura 2 é um diagrama SEM de uma região de detecção de calor de tubulação espiralada antes da homogeneização de acordo com o Exemplo 1; A Figura 3 é um diagrama SEM de um material de base de uma parede de tubo de tubulação espiralada antes da homogeneização de acordo com o Exemplo 1; A Figura 4 é um diagrama SEM de uma região de junção de soldagem de tubulação prateada após a homogeneização de acordo com o Exemplo 1; A Figura 5 é um diagrama SEM de uma região de detecção de calor de tubulação prateada após a homogeneização de acordo com o Exemplo 1; e A Figura 6 é um diagrama SEM de um material de base de uma parede de tubo de tubulação prateada após a homogeneização de acordo com o Exemplo 1.[023] The homogenization process for coiled tubing of the present invention is innovative and unique. The laser-welded low-carbon alloy steel coiled tubing is preheated by section and quenched and quenched in the gas mixture of hydrogen and nitrogen, so that the uniformly distributed austenitic structure tubing can be obtained; furthermore, the pipeline is spray cooled in the hydrogen and nitrogen gas mixture to obtain homogeneous silver coiled tubing (silver tubing for short) of a martensitic structure; and finally, the tension of the silver tubing can be quickly removed after tempering. The microstructural uniformity of silver piping after treatment is greatly improved in a weld joint region, a heat sensing region and a pipe wall, while prolonging the service life of the silver piping. Furthermore, a production process is simplified, and homogeneous coiled tubing with different yield strengths and tensile strengths can be obtained by changing a tempering temperature, so that operation requirements are met while reducing production costs. In the present invention, homogeneous coiled tubing can be obtained by performing heat treatment on laser-welded low carbon alloy steel coiled tubing that has different components. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is an SEM diagram of a coiled tubing welding joint region prior to homogenization in accordance with Example 1; Figure 2 is an SEM diagram of a heat sensing region of coiled tubing prior to homogenization according to Example 1; Figure 3 is an SEM diagram of a base material of a coiled tubing tube wall before homogenization according to Example 1; Figure 4 is an SEM diagram of a silver pipe welding joint region after homogenization according to Example 1; Figure 5 is an SEM diagram of a heat sensing region of silver piping after homogenization according to Example 1; and Figure 6 is an SEM diagram of a base material of a silver piping tube wall after homogenization according to Example 1.
[024] A presente invenção será adicionalmente descrita abaixo com referência aos desenhos e exemplos anexos.[024] The present invention will be further described below with reference to the attached drawings and examples.
[025] Um processo de homogeneização para tubulação espiralada inclui as seguintes etapas específicas: 1) A limpeza de superfície foi executada em tubulação de aço de liga com baixo teor de carbono, cujo tamanho foi de Φ25,4 mm * 2,8 mm (diâmetro * espessura de parede) e cujas porcentagens de massa de componentes químicos foram: C: 0,25%, Si: 0,15%, Mn: 1,50%, P: 0,010%, S: 0,005%, Cr: 0,05%, Mo: 0,5%, B: 0,0005%, Nb: 0,050%, Ti: 0,020%, V: 0,050%, e ferro: o restante, para remover um revestimento inoxidável e impurezas de superfície. Especificamente, as seções de tubulação foram limpas e desengorduradas usando-se dodecilbenzenossulfonato de sódio, foram embebidas em uma solução aquosa de ácido hidroclorídrico cuja concentração de massa foi de 10% por 30 s, para remover suficientemente o revestimento inoxidável e impurezas na superfície da tubulação e, por fim, de maneira ultrassônica usando-se água por 30 s. 2) As seções de tubulação limpas foram soldadas por solda de topo em uma peça usando-se um método de soldagem a laser. Um diâmetro de uma fácula da soldagem a laser foi de 2 mm, uma potência de soldagem de 7000 W, uma distância focal foi de 230 mm, uma velocidade escalar de soldagem de 3 metros/minuto e, durante a soldagem, o argônio foi usado como um gás protetor. 3) Uma superfície de uma região de junção de soldagem da tubulação soldada a laser foi polida para ficar lisa. Após a tubulação ser polida para ficar lisa, as microestruturas foram observadas em três posições, a saber, a região de junção de soldagem, uma região de detecção de calor e um material de base de uma parede de tubo, da tubulação. Conforme mostrado na Figura 1 à Figura 3, limites de elasticidade de tiras nas três posições anteriormente mencionados foram respectivamente 820 MPa, 680 MPa e 720 MPa. 4) A tubulação espiralada após o tratamento foi passada através de um forno de hibridização em uma velocidade vetorial uniforme de 2 m/s para ser aquecida e arrefecida bruscamente e temperada. Um comprimento do forno de hibridização foi 54 metros. Uma região dos primeiros 18 metros foi uma região de preaquecimento, e o restante foi uma região de arrefecimento brusco e revenimento. A região de preaquecimento foi igualmente dividida em seis seções para preaquecimento. Uma temperatura de uma primeira seção foi 300 °C, uma temperatura de uma segunda seção foi 400 °C, uma temperatura de uma terceira seção foi 500 °C, uma temperatura de uma quarta seção foi 600 °C, uma temperatura de uma quinta seção foi 700 °C e a temperatura de uma sexta seção foi 800°C. Uma temperatura da região de arrefecimento brusco e revenimento do forno de hibridização foi de 930 °C. Quando a tubulação espiralada foi aquecida e arrefecida bruscamente e temperada usando-se o forno de hibridização anterior, uma atmosfera no forno de hibridização foi mantida como uma mistura gasosa de hidrogênio e nitrogênio que tem uma razão de volume de 3:1. 5) Após a tubulação espiralada ser aquecida e arrefecida bruscamente e temperada, na atmosfera mista de hidrogênio e nitrogênio que tem uma razão em volume de 3:1, o resfriamento por pulverização foi imediatamente executado a uma temperatura de 30°C, para obter tubulação espiralada prateada (tubulação prateada para abreviar), em que uma taxa de resfriamento por pulverização foi de 60°C/s. 6) A tubulação prateada resfriada na etapa (5) passou através de uma bobina de frequência intermediária que tem um comprimento de 50 cm em uma atmosfera de nitrogênio a uma velocidade uniforme de 2 m/s, para revenimento rápido, para aquecer a tubulação prateada até 400°C. 7) Resfriamento à água foi executado.[025] A homogenization process for coiled tubing includes the following specific steps: 1) Surface cleaning was performed on low-carbon alloy steel tubing, the size of which was Φ25.4 mm * 2.8 mm ( diameter * wall thickness) and whose mass percentages of chemical components were: C: 0.25%, Si: 0.15%, Mn: 1.50%, P: 0.010%, S: 0.005%, Cr: 0 .05%, Mo: 0.5%, B: 0.0005%, Nb: 0.050%, Ti: 0.020%, V: 0.050%, and iron: the remainder, to remove a stainless coating and surface impurities. Specifically, the pipe sections were cleaned and degreased using sodium dodecylbenzenesulfonate, soaked in an aqueous solution of hydrochloric acid whose mass concentration was 10% for 30 s, to sufficiently remove the stainless coating and impurities on the pipe surface. and, finally, ultrasonically using water for 30 s. 2) The cleaned piping sections were butt welded into one piece using a laser welding method. A laser welding facula diameter was 2 mm, a welding power was 7000 W, a focal length was 230 mm, a welding speed was 3 meters/minute, and during welding, argon was used as a protective gas. 3) A surface of a welding joint region of the laser welded pipeline was polished to be smooth. After the pipeline was polished to be smooth, the microstructures were observed at three positions, namely, the welding joint region, a heat sensing region and a base material of a pipe wall, of the pipeline. As shown in Figure 1 to Figure 3, yield limits of strips in the three previously mentioned positions were respectively 820 MPa, 680 MPa and 720 MPa. 4) The coiled tubing after treatment was passed through a hybridization furnace at a uniform vector speed of 2 m/s to be heated and quenched and quenched. A length of the hybridization furnace was 54 meters. A region of the first 18 meters was a region of preheating, and the remainder was a region of quenching and tempering. The preheating region was equally divided into six sections for preheating. A temperature of a first section was 300 °C, a temperature of a second section was 400 °C, a temperature of a third section was 500 °C, a temperature of a fourth section was 600 °C, a temperature of a fifth section was 700°C and the temperature of a sixth section was 800°C. A temperature of the quenching and tempering region of the hybridization furnace was 930 °C. When the coiled tubing was heated and quenched and quenched using the previous hybridization furnace, an atmosphere in the hybridization furnace was maintained as a gaseous mixture of hydrogen and nitrogen having a volume ratio of 3:1. 5) After the coiled tubing was heated and quenched and quenched, in the mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen which has a volume ratio of 3:1, spray cooling was immediately carried out at a temperature of 30°C, to obtain tubing silver spiral tube (silver tubing for short), in which a spray cooling rate was 60°C/s. 6) The silver tubing cooled in step (5) passed through an intermediate frequency coil that has a length of 50 cm in a nitrogen atmosphere at a uniform speed of 2 m/s, for rapid tempering, to heat the silver tubing up to 400°C. 7) Water cooling was performed.
[026] Na vista da Figura 4 à Figura 6, uma estrutura da tubulação prateada obtida após o tratamento das etapas (4) a (7) foi notavelmente aprimorada. Estruturas nas respectivas posições da região de junção de soldagem, a região de detecção de calor e a parede de tubo dos tubulação foram mais uniformes e adicionalmente refinadas. Seus tamanhos foram todos menores que 20 μm. Uma estrutura da região de junção de soldagem do mesmo foi notavelmente aprimorada, para que a tubulação prateada fosse mais homogênea no todo.[026] In the view from Figure 4 to Figure 6, a silver pipe structure obtained after the treatment of steps (4) to (7) has been notably improved. Structures at the respective positions of the welding joint region, the heat sensing region and the pipe wall of the pipes were more uniform and further refined. Their sizes were all smaller than 20 μm. A structure of the welding joint region thereof was notably improved, so that the silver piping was more homogeneous as a whole.
[027] Os limites de elasticidade nas três posições, a saber, a região de junção de soldagem, a região de detecção de calor e a parede de tubo, da tubulação prateada obtida executando-se tratamento das etapas (4) a (7) na tubulação soldada a laser foram consistentes e foram todos 1.099 MPa. Além disso, limites de elasticidade da região de junção de soldagem foram aprimorados por 279 MPa, e limites de elasticidade da região de detecção de calor e da parede de tubo foram respectivamente aprimorados em 419 MPa e 379 MPa.[027] The elastic limits in the three positions, namely, the welding joint region, the heat detection region and the tube wall, of the silver tubing obtained by carrying out treatment from steps (4) to (7) on the laser welded piping were consistent and were all 1,099 MPa. Furthermore, yield strengths of the welding joint region were improved by 279 MPa, and yield strengths of the heat sensing region and the pipe wall were respectively improved by 419 MPa and 379 MPa.
[028] Um processo de homogeneização para tubulação espiralada inclui as seguintes etapas específicas: 1) A limpeza de superfície foi executada em tubulação de aço de liga com baixo teor de carbono, cujo tamanho foi de Φ25,4 mm * 2,8 mm (diâmetro * espessura de parede) e cujas porcentagens de massa de componentes químicos foram: C: 0,20%, Si: 0,12%, Mn: 1,00%, P: 0,015%, S: 0,005%, Cr: 0,30%, Mo: 0,20%, B: 0,0005%, Nb: 0,020%, Ti: 0,01%, V: 0,020%, e ferro: o restante, para remover um revestimento inoxidável e impurezas de superfície. Especificamente, as seções de tubulação foram limpas e desengorduradas usando-se dodecilbenzenossulfonato de sódio, foram embebidas em uma solução aquosa de ácido hidroclorídrico cuja concentração de massa foi de 15% por 10 s, para remover suficientemente o revestimento inoxidável e impurezas na superfície da tubulação e, por fim, de maneira ultrassônica usando-se água por 30 s. 2) As seções de tubulação limpas foram soldadas por solda de topo em uma peça usando-se um método de soldagem a laser. Um diâmetro de uma fácula da soldagem a laser foi de 2 mm, uma potência de soldagem de 7000 W, uma distância focal foi de 230 mm, uma velocidade escalar de soldagem de 3 metros/minuto e, durante a soldagem, o argônio foi usado como um gás protetor. 3) Uma superfície de uma região de junção de soldagem da tubulação soldada a laser foi polida para ficar lisa. Foi detectado que limites de elasticidade das tiras em três posições, a saber, a região de junção de soldagem, uma região de detecção de calor e uma parede de tubo, da tubulação espiralada foram respectivamente de 827 MPa, 689 MPa e 723 MPa. 4) A tubulação espiralada após o tratamento foi passada através de um forno de hibridização em uma velocidade vetorial uniforme de 2 m/s para ser aquecida e arrefecida bruscamente e temperada. Um comprimento do forno de hibridização foi 54 metros. Uma região dos primeiros 18 metros foi uma região de preaquecimento, e o restante foi uma região de arrefecimento brusco e revenimento. A região de preaquecimento foi igualmente dividida em seis seções para preaquecimento. Uma temperatura de uma primeira seção foi 300 °C, uma temperatura de uma segunda seção foi 400 °C, uma temperatura de uma terceira seção foi 500 °C, uma temperatura de uma quarta seção foi 600 °C, uma temperatura de uma quinta seção foi 700 °C e a temperatura de uma sexta seção foi 800°C. Uma temperatura da região de preaquecimento do forno de hibridização foi de 930 °C. Quando a tubulação espiralada foi aquecida e arrefecida bruscamente e temperada usando-se o forno de hibridização anterior, uma atmosfera no forno de hibridização foi mantida como uma mistura gasosa de hidrogênio e nitrogênio que tem uma razão de volume de 3:1. 5) Após a tubulação espiralada ser aquecida e arrefecida bruscamente e temperada, na atmosfera mista de hidrogênio e nitrogênio que tem uma razão em volume de 3:1, o resfriamento por pulverização foi imediatamente executado a uma temperatura de 15°C, para obter tubulação espiralada prateada (tubulação prateada para abreviar), em que uma taxa de resfriamento por pulverização foi de 80°C/s. 6) A tubulação prateada resfriada na etapa (2) passou através de uma bobina de frequência intermediária que tem um comprimento de 50 cm em uma atmosfera de nitrogênio a uma velocidade uniforme de 2 m/s, para revenimento rápido, para aquecer a tubulação prateada até 420°C. 7) Resfriamento à água foi executado.[028] A homogenization process for coiled tubing includes the following specific steps: 1) Surface cleaning was performed on low-carbon alloy steel tubing, the size of which was Φ25.4 mm * 2.8 mm ( diameter * wall thickness) and whose mass percentages of chemical components were: C: 0.20%, Si: 0.12%, Mn: 1.00%, P: 0.015%, S: 0.005%, Cr: 0 .30%, Mo: 0.20%, B: 0.0005%, Nb: 0.020%, Ti: 0.01%, V: 0.020%, and iron: the remainder, to remove a stainless coating and surface impurities . Specifically, the pipe sections were cleaned and degreased using sodium dodecylbenzenesulfonate, soaked in an aqueous solution of hydrochloric acid whose mass concentration was 15% for 10 s, to sufficiently remove the stainless coating and impurities on the pipe surface. and, finally, ultrasonically using water for 30 s. 2) The cleaned piping sections were butt welded into one piece using a laser welding method. A laser welding facula diameter was 2 mm, a welding power was 7000 W, a focal length was 230 mm, a welding speed was 3 meters/minute, and during welding, argon was used as a protective gas. 3) A surface of a welding joint region of the laser welded pipeline was polished to be smooth. It was detected that elastic limits of the strips at three positions, namely, the welding joint region, a heat sensing region and a tube wall, of the coiled tubing were respectively 827 MPa, 689 MPa and 723 MPa. 4) The coiled tubing after treatment was passed through a hybridization furnace at a uniform vector speed of 2 m/s to be heated and quenched and quenched. A length of the hybridization furnace was 54 meters. A region of the first 18 meters was a region of preheating, and the remainder was a region of quenching and tempering. The preheating region was equally divided into six sections for preheating. A temperature of a first section was 300 °C, a temperature of a second section was 400 °C, a temperature of a third section was 500 °C, a temperature of a fourth section was 600 °C, a temperature of a fifth section was 700°C and the temperature of a sixth section was 800°C. A temperature of the preheating region of the hybridization oven was 930 °C. When the coiled tubing was heated and quenched and quenched using the previous hybridization furnace, an atmosphere in the hybridization furnace was maintained as a gaseous mixture of hydrogen and nitrogen having a volume ratio of 3:1. 5) After the coiled tubing was heated and quenched and quenched, in the mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen which has a volume ratio of 3:1, spray cooling was immediately carried out at a temperature of 15°C, to obtain tubing silver spiral tube (silver tubing for short), in which a spray cooling rate was 80°C/s. 6) The silver tubing cooled in step (2) passed through an intermediate frequency coil that has a length of 50 cm in a nitrogen atmosphere at a uniform speed of 2 m/s, for rapid tempering, to heat the silver tubing up to 420°C. 7) Water cooling was performed.
[029] Uma estrutura da tubulação prateada obtida após o tratamento das etapas (4) a (7) foi notavelmente aprimorada. Estruturas nas respectivas posições da região de junção de soldagem, a região de detecção de calor e a parede de tubo dos tubulação foram mais uniformes e refinados. Seus tamanhos foram todos menores que 20 μm. Uma estrutura da região de junção de soldagem foi notavelmente aprimorada, para que a tubulação prateada fosse mais homogênea no todo. Os limites de elasticidade nas três posições, a saber, a região de junção de soldagem, a região de detecção de calor e a parede de tubo, da tubulação prateada obtida executando-se tratamento das etapas (4) a (7) na tubulação soldada a laser foram consistentes e foram todos 1.070 MPa. Além disso, limites de elasticidade da região de junção de soldagem foram aprimorados por 243 MPa, e limites de elasticidade da região de detecção de calor e da parede de tubo foram respectivamente aprimorados por 381 MPa e 347 MPa.[029] A silver pipe structure obtained after the treatment of steps (4) to (7) was notably improved. Structures at the respective positions of the welding joint region, the heat sensing region and the pipe wall were more uniform and refined. Their sizes were all smaller than 20 μm. A structure of the welding joint region was notably improved, so that the silver pipe was more homogeneous as a whole. The elastic limits in the three positions, namely the welding joint region, the heat detection region and the pipe wall, of the silver pipe obtained by carrying out treatment of steps (4) to (7) on the welded pipe laser were consistent and were all 1,070 MPa. Furthermore, yield strengths of the welding joint region were improved by 243 MPa, and yield strengths of the heat sensing region and pipe wall were respectively improved by 381 MPa and 347 MPa.
[030] Um processo de homogeneização para tubulação espiralada inclui as seguintes etapas específicas: 1) A limpeza de superfície foi executada em tubulação de aço de liga com baixo teor de carbono, cujo tamanho foi de Φ25,4 mm * 2,8 mm (diâmetro * espessura de parede) e cujas porcentagens de massa de componentes químicos foram: C: 0,28%, Si: 0,20%, Mn: 1,80%, P: 0,010%, S: 0,005%, Cr: 0,80%, Mo: 0,60%, B: 0,0005%, Nb: 0,060%, Ti: 0,030%, V: 0,080%, e ferro: o restante, para remover um revestimento inoxidável e impurezas de superfície. Especificamente, as seções de tubulação foram limpas e desengorduradas usando-se dodecilbenzenossulfonato de sódio, foram embebidas em uma solução aquosa de ácido hidroclorídrico cuja concentração de massa foi de 15% por 10 s, para remover suficientemente o revestimento inoxidável e impurezas na superfície da tubulação e, por fim, de maneira ultrassônica usando-se água por 30 s. 2) As seções de tubulação limpas foram soldadas por solda de topo em uma peça usando-se um método de soldagem a laser. Um diâmetro de uma fácula da soldagem a laser foi de 2 mm, uma potência de soldagem de 7000 W, uma distância focal foi de 230 mm, uma velocidade escalar de soldagem de 3 metros/minuto e, durante a soldagem, o argônio foi usado como um gás protetor. 3) Uma superfície de uma região de junção de soldagem da tubulação soldada a laser foi polida para ficar lisa. Foi detectado que limites de elasticidade das tiras em três posições, a saber, a região de junção de soldagem, uma região de detecção de calor e uma parede de tubo, da tubulação espiralada foram respectivamente de 820 MPa, 700 MPa e 730 MPa. 4) A tubulação espiralada após o tratamento foi passada através de um forno de hibridização em uma velocidade vetorial uniforme de 2 m/s para ser aquecida e arrefecida bruscamente e temperada. Um comprimento do forno de hibridização foi 54 metros. Uma região dos primeiros 18 metros foi uma região de preaquecimento, e o restante foi uma região de arrefecimento brusco e revenimento. A região de preaquecimento foi igualmente dividida em seis seções para preaquecimento. Uma temperatura de uma primeira seção foi 300 °C, uma temperatura de uma segunda seção foi 400 °C, uma temperatura de uma terceira seção foi 500 °C, uma temperatura de uma quarta seção foi 600 °C, uma temperatura de uma quinta seção foi 700 °C e a temperatura de uma sexta seção foi 800 °C. Uma temperatura da região de preaquecimento do forno de hibridização foi de 930 °C. Quando a tubulação espiralada foi aquecida e arrefecida bruscamente e temperada usando-se o forno de hibridização anterior, uma atmosfera no forno de hibridização foi mantida como uma mistura gasosa de hidrogênio e nitrogênio que tem uma razão de volume de 3:1. 5) Após a tubulação espiralada ser aquecida e arrefecida bruscamente e temperada, na atmosfera mista de hidrogênio e nitrogênio que tem uma razão em volume de 3:1, o resfriamento por pulverização foi imediatamente executado a uma temperatura de 40 °C, para obter tubulação espiralada prateada, em que uma taxa de resfriamento por pulverização foi de 50 °C/s. 6) A tubulação prateada resfriada na etapa (2) passou através de uma bobina de frequência intermediária que tem um comprimento de 50 cm em uma atmosfera de nitrogênio a uma velocidade uniforme de 2 m/s, para revenimento rápido, para aquecer a tubulação prateada até 520°C. 7) Resfriamento à água foi executado.[030] A homogenization process for coiled tubing includes the following specific steps: 1) Surface cleaning was performed on low-carbon alloy steel tubing, the size of which was Φ25.4 mm * 2.8 mm ( diameter * wall thickness) and whose mass percentages of chemical components were: C: 0.28%, Si: 0.20%, Mn: 1.80%, P: 0.010%, S: 0.005%, Cr: 0 ,80%, Mo: 0.60%, B: 0.0005%, Nb: 0.060%, Ti: 0.030%, V: 0.080%, and iron: the remainder, to remove a stainless coating and surface impurities. Specifically, the pipe sections were cleaned and degreased using sodium dodecylbenzenesulfonate, soaked in an aqueous solution of hydrochloric acid whose mass concentration was 15% for 10 s, to sufficiently remove the stainless coating and impurities on the pipe surface. and, finally, ultrasonically using water for 30 s. 2) The cleaned piping sections were butt welded into one piece using a laser welding method. A laser welding facula diameter was 2 mm, a welding power was 7000 W, a focal length was 230 mm, a welding speed was 3 meters/minute, and during welding, argon was used as a protective gas. 3) A surface of a welding joint region of the laser welded pipeline was polished to be smooth. It was detected that elastic limits of the strips at three positions, namely, the welding joint region, a heat sensing region and a tube wall, of the coiled tubing were respectively 820 MPa, 700 MPa and 730 MPa. 4) The coiled tubing after treatment was passed through a hybridization furnace at a uniform vector speed of 2 m/s to be heated and quenched and quenched. A length of the hybridization furnace was 54 meters. A region of the first 18 meters was a region of preheating, and the remainder was a region of quenching and tempering. The preheating region was equally divided into six sections for preheating. A temperature of a first section was 300 °C, a temperature of a second section was 400 °C, a temperature of a third section was 500 °C, a temperature of a fourth section was 600 °C, a temperature of a fifth section was 700 °C and the temperature of a sixth section was 800 °C. A temperature of the preheating region of the hybridization oven was 930 °C. When the coiled tubing was heated and quenched and quenched using the previous hybridization furnace, an atmosphere in the hybridization furnace was maintained as a gaseous mixture of hydrogen and nitrogen having a volume ratio of 3:1. 5) After the coiled tubing was heated and quenched and quenched, in the mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen which has a volume ratio of 3:1, spray cooling was immediately carried out at a temperature of 40 °C, to obtain tubing silver spiral, in which a spray cooling rate was 50 °C/s. 6) The silver tubing cooled in step (2) passed through an intermediate frequency coil that has a length of 50 cm in a nitrogen atmosphere at a uniform speed of 2 m/s, for rapid tempering, to heat the silver tubing up to 520°C. 7) Water cooling was performed.
[031] Uma estrutura das tubulação prateada obtida após o tratamento das etapas (4) a (7) foi notavelmente aprimorada. Estruturas nas respectivas posições da região de junção de soldagem, a região de detecção de calor e a parede de tubo da tubulação foram mais uniformes e refinadas. Seus tamanhos foram todos menores que 20 μm. Uma estrutura da região de junção de soldagem foi notavelmente aprimorada, para que a tubulação prateada fosse mais homogênea no todo.[031] A silver pipe structure obtained after the treatment of steps (4) to (7) was notably improved. Structures at the respective positions of the welding joint region, the heat sensing region and the pipe wall were more uniform and refined. Their sizes were all smaller than 20 μm. A structure of the welding joint region was notably improved, so that the silver pipe was more homogeneous as a whole.
[032] Os limites de elasticidade nas três posições, a saber, a região de junção de soldagem, a região de detecção de calor e a parede de tubo, dos tubulação prateada obtida executando-se tratamento das etapas (4) a (7) na tubulação soldada a laser foram basicamente consistentes e foram todos 973 MPa.[032] The elastic limits in the three positions, namely, the welding joint region, the heat detection region and the pipe wall, of the silver pipe obtained by carrying out treatment from steps (4) to (7) in the laser welded pipe were basically consistent and were all 973 MPa.
[033] Um processo de homogeneização para tubulação espiralada inclui as seguintes etapas específicas: 1) A limpeza de superfície foi executada em tubulação de aço de liga com baixo teor de carbono, cujo tamanho foi de Φ25,4 mm * 2,8 mm (diâmetro * espessura de parede) e cujas porcentagens de massa de componentes químicos foram: C: 0,28%, Si: 0,15%, Mn: 1,42%, P: 0,014%, S: 0,003%, Cr: 0,060%, Mo: 0,30%, B: 0,0003%, Nb: 0,050%, Ti: 0,027%, V: 0,060%, e ferro: o restante, para remover um revestimento inoxidável e impurezas de superfície. Especificamente, as seções de tubulação foram limpas e desengorduradas usando-se dodecilbenzenossulfonato de sódio, foram embebidas em uma solução aquosa de ácido hidroclorídrico cuja concentração de massa foi de 12% por 20 s, para remover suficientemente o revestimento inoxidável e impurezas na superfície da tubulação e, por fim, de maneira ultrassônica usando-se água por 30 s. 2) As seções de tubulação limpos foram soldadas por solda de topo em uma peça usando-se um método de soldagem a laser. Um diâmetro de uma fácula da soldagem a laser foi de 2 mm, uma potência de soldagem de 7000 W, uma distância focal foi de 230 mm, uma velocidade escalar de soldagem de 3 metros/minuto e, durante a soldagem, o argônio foi usado como um gás protetor. 3) Uma superfície de uma região de junção de soldagem da tubulação soldada a laser foi polida para ficar lisa. Foi detectado que limites de elasticidade das tiras em três posições, a saber, a região de junção de soldagem, uma região de detecção de calor e uma parede de tubo, da tubulação espiralada foram respectivamente de 815 MPa, 685 MPa e 725 MPa. 4) A tubulação espiralada após o tratamento foi passada através de um forno de hibridização em uma velocidade vetorial uniforme de 2 m/s para ser aquecida e arrefecida bruscamente e temperada. Um comprimento do forno de hibridização foi 54 metros. Uma região dos primeiros 18 metros foi uma região de preaquecimento, e o restante foi uma região de arrefecimento brusco e revenimento. A região de preaquecimento foi igualmente dividida em seis seções para preaquecimento. Uma temperatura de uma primeira seção foi 300 °C, uma temperatura de uma segunda seção foi 400 °C, uma temperatura de uma terceira seção foi 500 °C, uma temperatura de uma quarta seção foi 600 °C, uma temperatura de uma quinta seção foi 700 °C e a temperatura de uma sexta seção foi 800 °C. Uma temperatura da região de arrefecimento brusco e revenimento do forno de hibridização foi de 930 °C. Quando a tubulação espiralada foi aquecida e arrefecida bruscamente e temperada usando-se o forno de hibridização anterior, uma atmosfera no forno de hibridização foi mantida como uma mistura gasosa de hidrogênio e nitrogênio que tem uma razão de volume de 3:1. 5) Após a tubulação espiralada ser aquecida e arrefecida bruscamente e temperados, na atmosfera mista de hidrogênio e nitrogênio que tem uma razão em volume de 3:1, o resfriamento por pulverização foi imediatamente executado a uma temperatura de 25 °C, para obter tubulação espiralada prateada, em que uma taxa de resfriamento por pulverização foi de 50 °C/s. 6) A tubulação prateada resfriada na etapa (2) passou através de uma bobina de frequência intermediária que tem um comprimento de 50 cm em uma atmosfera de nitrogênio a uma velocidade uniforme de 2 m/s, para revenimento rápido, para aquecer a tubulação prateada até 600 °C. 7) Resfriamento à água foi executado.[033] A homogenization process for coiled tubing includes the following specific steps: 1) Surface cleaning was performed on low-carbon alloy steel tubing, the size of which was Φ25.4 mm * 2.8 mm ( diameter * wall thickness) and whose mass percentages of chemical components were: C: 0.28%, Si: 0.15%, Mn: 1.42%, P: 0.014%, S: 0.003%, Cr: 0.060 %, Mo: 0.30%, B: 0.0003%, Nb: 0.050%, Ti: 0.027%, V: 0.060%, and iron: the remainder, to remove a stainless coating and surface impurities. Specifically, the pipe sections were cleaned and degreased using sodium dodecylbenzenesulfonate, soaked in an aqueous solution of hydrochloric acid whose mass concentration was 12% for 20 s, to sufficiently remove the stainless coating and impurities on the surface of the pipe. and, finally, ultrasonically using water for 30 s. 2) The cleaned piping sections were butt welded into one piece using a laser welding method. A laser welding facula diameter was 2 mm, a welding power was 7000 W, a focal length was 230 mm, a welding speed was 3 meters/minute, and during welding, argon was used as a protective gas. 3) A surface of a welding joint region of the laser welded pipeline was polished to be smooth. It was detected that elastic limits of the strips at three positions, namely, the welding joint region, a heat sensing region and a tube wall, of the coiled tubing were respectively 815 MPa, 685 MPa and 725 MPa. 4) The coiled tubing after treatment was passed through a hybridization furnace at a uniform vector speed of 2 m/s to be heated and quenched and quenched. A length of the hybridization furnace was 54 meters. A region of the first 18 meters was a region of preheating, and the remainder was a region of quenching and tempering. The preheating region was equally divided into six sections for preheating. A temperature of a first section was 300 °C, a temperature of a second section was 400 °C, a temperature of a third section was 500 °C, a temperature of a fourth section was 600 °C, a temperature of a fifth section was 700 °C and the temperature of a sixth section was 800 °C. A temperature of the quenching and tempering region of the hybridization furnace was 930 °C. When the coiled tubing was heated and quenched and quenched using the previous hybridization furnace, an atmosphere in the hybridization furnace was maintained as a gaseous mixture of hydrogen and nitrogen having a volume ratio of 3:1. 5) After the coiled tubing was heated and quenched and quenched, in the mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen which has a volume ratio of 3:1, spray cooling was immediately carried out at a temperature of 25 °C, to obtain tubing silver spiral, in which a spray cooling rate was 50 °C/s. 6) The silver tubing cooled in step (2) passed through an intermediate frequency coil that has a length of 50 cm in a nitrogen atmosphere at a uniform speed of 2 m/s, for rapid tempering, to heat the silver tubing up to 600°C. 7) Water cooling was performed.
[034] Uma estrutura da tubulação prateada obtida após o tratamento das etapas (4) a (7) foi notavelmente aprimorada. Estruturas nas respectivas posições da região de junção de soldagem, a região de detecção de calor e a parede de tubo dos tubulação foram mais uniformes e refinadas. Seus tamanhos foram todos menores que 20 μm. Uma estrutura da região de junção de soldagem foi notavelmente aprimorada, para que a tubulação espiralada fosse mais homogênea no todo.[034] A silver pipe structure obtained after the treatment of steps (4) to (7) was notably improved. Structures at the respective positions of the welding joint region, the heat sensing region and the pipe wall were more uniform and refined. Their sizes were all smaller than 20 μm. A structure of the welding joint region was notably improved, so that the coiled tubing was more homogeneous as a whole.
[035] Os limites de elasticidade nas três posições, a saber, a região de junção de soldagem, a região de detecção de calor e a parede de tubo, dos tubulação prateada obtida executando-se tratamento das etapas (4) a (7) nos tubulação soldada a laser foram basicamente consistentes e foram todos 875 MPa.[035] The elastic limits in the three positions, namely, the welding joint region, the heat detection region and the pipe wall, of the silver pipe obtained by carrying out treatment from steps (4) to (7) The laser welded pipes were basically consistent and were all 875 MPa.
[036] De acordo com as etapas do processo do Exemplo 1, as temperaturas do revenimento da etapa (6) foram de 720 °C e 800 °C, e as etapas restantes não foram alteradas. Os limites de elasticidade nas três posições, a região de junção de soldagem, a região de detecção de calor e a parede de tubo, da tubulação prateada obtida após o tratamento, foram consistentes e foram respectivamente 753 MPa e 492 MPa.[036] According to the process steps of Example 1, the tempering temperatures of step (6) were 720 °C and 800 °C, and the remaining steps were not changed. The yield strengths at the three positions, the welding joint region, the heat sensing region and the pipe wall, of the silver pipe obtained after treatment were consistent and were respectively 753 MPa and 492 MPa.
[037] O tratamento foi executado na tubulação espiralada soldada a laser preparada nas etapas (1) a (3) do Exemplo 1 usando-se um processo de tratamento térmico revelado pela patente número CN105458633B. As etapas específicas foram as seguintes: 1) A limpeza de superfície foi executada em tubulação de aço de liga com baixo teor de carbono, cujo tamanho foi de Φ25,4 mm * 2,8 mm (diâmetro * espessura de parede) e cujas porcentagens de massa de componentes químicos foram: C: 0,28%, Si: 0,20%, Mn: 1,80%, P: 0,010%, S: 0,005%, Cr: 0,80%, Mo: 0,60%, B: 0,0005%, Nb: 0,060%, Ti: 0,030%, V: 0,080%, e ferro: o restante, para remover um revestimento inoxidável e impurezas de superfície. Especificamente, as seções de tubulação foram limpas e desengorduradas usando-se dodecilbenzenossulfonato de sódio, foram embebidas em uma solução aquosa de ácido hidroclorídrico cuja concentração de massa foi de 15% por 10 s, para remover suficientemente o revestimento inoxidável e impurezas na superfície da tubulação e, por fim, de maneira ultrassônica usando-se água por 30 s. 2) As seções de tubulação limpas foram soldadas por solda de topo em uma peça usando-se um método de soldagem a laser. Um diâmetro de uma fácula da soldagem a laser foi de 2 mm, uma potência de soldagem de 7000 W, uma distância focal foi de 230 mm, uma velocidade escalar de soldagem de 3 metros/minuto e, durante a soldagem, o argônio foi usado como um gás protetor. 3) Uma superfície de uma região de junção de soldagem da tubulação soldada a laser foi polida para ficar lisa. Foi detectado que limites de elasticidade das tiras em três posições, a saber, a região de junção de soldagem, uma região de detecção de calor e uma parede de tubo, da tubulação espiralada foram respectivamente de 820 MPa, 700 MPa e 730 MPa. 4) Uma junção de soldagem foi normalizada e a tubulação espiralada foram dimensionados. 5) O tratamento térmico foi executado em toda a tubulação espiralada, e um processo de tratamento térmico específico foi: a temperatura da tubulação espiralada foi aumentada para 920 °C; em seguida, foi executado resfriamento a ar e, após o resfriamento a ar, a temperatura foi controlada a 450 °C; e, então, o resfriamento à água foi realizado a uma velocidade vetorial de resfriamento de 150 °C/s até a temperatura ambiente.[037] The treatment was performed on the laser-welded spiral tubing prepared in steps (1) to (3) of Example 1 using a heat treatment process disclosed by patent number CN105458633B. The specific steps were as follows: 1) Surface cleaning was performed on low carbon alloy steel piping, the size of which was Φ25.4 mm * 2.8 mm (diameter * wall thickness) and whose percentages of mass of chemical components were: C: 0.28%, Si: 0.20%, Mn: 1.80%, P: 0.010%, S: 0.005%, Cr: 0.80%, Mo: 0.60 %, B: 0.0005%, Nb: 0.060%, Ti: 0.030%, V: 0.080%, and iron: the remainder, to remove a stainless coating and surface impurities. Specifically, the pipe sections were cleaned and degreased using sodium dodecylbenzenesulfonate, soaked in an aqueous solution of hydrochloric acid whose mass concentration was 15% for 10 s, to sufficiently remove the stainless coating and impurities on the pipe surface. and, finally, ultrasonically using water for 30 s. 2) The cleaned piping sections were butt welded into one piece using a laser welding method. A laser welding facula diameter was 2 mm, a welding power was 7000 W, a focal length was 230 mm, a welding speed was 3 meters/minute, and during welding, argon was used as a protective gas. 3) A surface of a welding joint region of the laser welded pipeline was polished to be smooth. It was detected that elastic limits of the strips at three positions, namely, the welding joint region, a heat sensing region and a tube wall, of the coiled tubing were respectively 820 MPa, 700 MPa and 730 MPa. 4) A welding joint was normalized and the coiled tubing was sized. 5) Heat treatment was performed on the entire coiled tubing, and a specific heat treatment process was: the temperature of the coiled tubing was increased to 920 °C; then air cooling was performed, and after air cooling, the temperature was controlled at 450 °C; and then water cooling was carried out at a cooling vector speed of 150 °C/s to room temperature.
[038] Foi detectado que a tubulação espiralada obtida pelo desempenho do tratamento com uso do processo estava em cinza escuro (tubulação cinza para abreviar), e sua superfície foi obviamente oxidada. Além disso, os limites de elasticidade de uma região de junção de soldagem, uma região de detecção de calor e um material de base de uma parede de tubo da tubulação espiralada após o tratamento foram inconsistentes, em que limites de elasticidade da região de junção de soldagem foi de 968 MPa e limites de elasticidade da região de detecção de calor e do material de base da parede de tubo foram respectivamente 859 MPa e 915 MPa. Em vista disso, houve heterogeneidade notável na região de junção de soldagem, na região de detecção de calor e na parede de tubo dos tubulação espiralada, e afetou seriamente uma vida útil da tubulação espiralada.[038] It was detected that the coiled tubing obtained by the treatment performance using the process was dark gray (gray tubing for short), and its surface was obviously oxidized. Furthermore, the yield strengths of a welding joint region, a heat sensing region and a base material of a tube wall of the coiled tubing after treatment were inconsistent, in which the yield strengths of the welding joint region welding was 968 MPa and yield limits of the heat sensing region and the tube wall base material were respectively 859 MPa and 915 MPa. In view of this, there was notable heterogeneity in the welding joint region, heat sensing region and tube wall of the coiled tubing, and it seriously affected the service life of the coiled tubing.
[039] Os limites de elasticidade, resistências à tração e alongamentos de tubulação prateada preparada, de acordo com os exemplos 1 a 6, e tubulação cinza preparada de acordo com o Exemplo Comparativo 1 foram mostrados na Tabela 1. TABELA 1 [039] The elastic limits, tensile strengths and elongations of silver tubing prepared according to examples 1 to 6 and gray tubing prepared according to Comparative Example 1 were shown in Table 1. TABLE 1
[040] Também pode ser observado a partir da Tabela 1 que por meio do processo de homogeneização da presente invenção, tubulação espiralada homogênea que tem diferentes resistências à tração e limites de elasticidade pode ser obtida usando-se os mesmos materiais e alterando-se apenas uma temperatura de revenimento, e era improvável que uma superfície externa da tubulação fosse oxidada. No entanto, seria difícil obter tubulação espiralada homogeneizada usando-se o processo de tratamento do Exemplo Comparativo 1, e a notável oxidação ocorreu quando o tratamento térmico foi executado em uma superfície externa da tubulação espiralada, e o seu desempenho foi muito reduzido.[040] It can also be seen from Table 1 that through the homogenization process of the present invention, homogeneous coiled tubing that has different tensile strengths and yield limits can be obtained using the same materials and changing only a tempering temperature, and it was unlikely that an external surface of the tubing would be oxidized. However, it would be difficult to obtain homogenized coiled tubing using the treatment process of Comparative Example 1, and notable oxidation occurred when heat treatment was performed on an outer surface of the coiled tubing, and its performance was greatly reduced.
[041] Vários exemplos são usados para ilustrar os princípios e métodos de implementação da presente invenção. A descrição das modalidades é usada para ajudar a ilustrar o método e os seus princípios centrais da presente invenção. Além disso, aqueles versados na técnica podem fazer várias modificações em termos de modalidades específicas e escopo de aplicação de acordo com os ensinamentos da presente invenção. Em conclusão, o teor desse relatório descritivo não deve ser entendido como uma limitação à invenção.[041] Various examples are used to illustrate the principles and methods of implementing the present invention. The description of embodiments is used to help illustrate the method and its central principles of the present invention. Furthermore, those skilled in the art can make various modifications in terms of specific embodiments and scope of application in accordance with the teachings of the present invention. In conclusion, the content of this specification should not be understood as a limitation to the invention.
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