CN103233110A - 厚壁大口径导管接头热处理工艺 - Google Patents

厚壁大口径导管接头热处理工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN103233110A
CN103233110A CN2013101527578A CN201310152757A CN103233110A CN 103233110 A CN103233110 A CN 103233110A CN 2013101527578 A CN2013101527578 A CN 2013101527578A CN 201310152757 A CN201310152757 A CN 201310152757A CN 103233110 A CN103233110 A CN 103233110A
Authority
CN
China
Prior art keywords
time
minutes
pipe joint
quenching
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013101527578A
Other languages
English (en)
Inventor
梅友松
张希平
蒋后平
游学宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Shuguang Petroleum Drilling Equipment Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Shuguang Petroleum Drilling Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Shuguang Petroleum Drilling Equipment Co Ltd filed Critical Jiangsu Shuguang Petroleum Drilling Equipment Co Ltd
Priority to CN2013101527578A priority Critical patent/CN103233110A/zh
Publication of CN103233110A publication Critical patent/CN103233110A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种厚壁大口径导管接头热处理工艺，该工艺装炉时导管接头从焊颈朝下立置在井式淬火炉中，周边及上下层保持间距，炉温871℃～899℃，至少保温至少120分钟，从炉膛中吊出后15秒内投入到水温为30℃～36℃的淬火水池中作第一次淬火，水冷至少150分钟，接着送入到炉中作正火处理，正火温度为899℃～940℃，自第一次淬火后3小时内进行回火处理，回火温度为595℃～640℃，回火保温时间最少240分钟，之后将导管接头从炉膛中吊出直接放到水槽中冷却至常温。本发明通过重复二次热处理改善金相组织，进一步提升机械性能，以满足深海石油钻采的需求。

Description

厚壁大口径导管接头热处理工艺
技术领域
本发明涉及一种金属热处理工艺，具体地讲，本发明涉及一种用于深海石油钻采的厚壁大口径导管接头热处理工艺。
背景技术
近百年来，石油是人类应用量最大的能源之一，因过度开采，地球上一些易开采的陆地和浅海石油资源日趋枯竭，在这种严峻形势下各国纷纷将石油开采的目标转至蕴藏丰富石油资源的海洋，特别是深海区域。此种战略性产业转移，需建立在拥有先进深海石油钻采技术及其配套装备的基础上，才能达到预期目的。深海石油钻井深度通常达数千米，所用导管连接长度同样也需数千米，由于自重大，还要承担一定的扭矩和抗海浪冲击的破坏，故对导管接头的质量指标有着很高要求，才能做到可靠连接和高效密封。制造深海石油钻采用导管接头通常取材高强度合金钢，因深海石油钻采用导管口径大，配套的导管接头口径同样大，而且壁厚很厚，用常规热处理工艺不易淬透，淬火后易残留较大值的内应力，由内应力引发的裂纹是导管接头失效的重要因素，一旦发生断裂事故所产生的经济损失十分巨大。
发明内容
本发明主要针对大口径厚壁管的特点，提出一种工艺简便、合理、规范和可操作性强的厚壁大口径导管接头热处理工艺，该工艺采用立置大间距排列方式和增加保温时间的措施，以及通过二次淬火、二次回火改善金相组织，进一步提高机械性能。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
厚壁大口径导管接头热处理工艺，改进之处在于它按以下步骤进行作业：
a.第一次装炉：将导管接头坯料顺序装入井式淬火炉中，焊颈端朝下，立置的导管接头坯料周边及上下层间距在25～50 mm。b.第一次淬火：b1、在60±5分钟内将炉温升至871℃～899℃，然后开始保温，保温时间按每25.4 mm壁厚用40分钟计算，最少为120分钟。b2、在导管接头坯料出炉前5～10分钟开始搅动淬火水池中的水，水温控制在30℃～36℃。b3、自导管接头坯料从炉膛吊出到进入淬火池中的时间小于15秒，水冷时间至少15分钟，通过循环水冷却，淬火结束时水温不超过46℃。c. 正火：在炉温899℃～940℃进行，正火保温时间按25.4 mm壁厚用30分钟计算。d. 第一次回火：在导管接头坯料第一次淬火后3小时内进行回火处理，装炉后将炉温升至595℃～640℃，保温时间按每25.4 mm壁厚用80分钟计算，最少为240分钟，然后将导管接头坯料从炉膛中吊出直接放到水槽中冷却常温。e. 第二次装炉：将上述已热处理的导管接头坯料重新装入炉中，装炉工艺要求及参数同第一次装炉。c. 第二次淬火：重复第一次淬火步骤，所有工艺参数相同。g. 第二次回火：在导管接头坯料第二次淬火后3小时内进行回火处理，装炉后将炉温升至605℃～650℃，保温时间按每25.4 mm壁厚用时80分钟计算，最少为240分钟，然后将导管接头坯料从炉膛中吊出直接放到水槽中冷却常温。
作为进一步改善方案，第二次淬火优选温度为890±5℃，第二次回火优选温度为620±5℃。
本发明与常规热处理工艺相比，具有以下积极效果：
1、导管接头坯料立置大间距排列，易做到均匀加热和热变形小；
2、精确控制淬火水池中的水温及均匀性，淬火介质温度一致，淬火质量稳定；
3、采用二次淬火和二次回火处理，进一步细化金相组织，降低金属内应力，提高材料抗疲劳性能；
4、根据壁厚确定并适当增加保温时间，确保不同壁厚材料都能充分、均匀的热处理。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例中的导管接头口径552mm，最大壁厚48mm，材质为30CrMo,应用本发明厚壁大口径导管接头热处理工艺，它包括以下步骤：
a.第一次装炉：将导管接头坯料顺序装入井式淬火炉中，焊颈端朝下，立置的导管接头坯料周边及上下层间隔25mm。
b.第一次淬火：
b1、在60±5分钟内将炉温升至885℃，然后作保温，保温时间按每25.4 mm壁厚用40分钟计算，本实施例保温时间20分钟。
b2、在导管接头坯料出炉前10分钟开始搅动淬火水池中的水，水温控制在30℃～36℃。
b3、自导管接头坯料从炉膛吊出到进入淬火池中的时间小于15秒，水冷15分钟，通过循环水冷却，淬火结束时控制水温不超过46℃。
c. 正火：在炉温920℃进行，正火保温时间按25.4 mm壁厚用时30分钟计算，本实施例正火保温时间为60分钟。
d. 第一次回火：在导管接头坯料第一次淬火后2小时45分作回火处理，装炉后将炉温升至610℃，保温时间按每25.4 mm壁厚用时80分钟计算，本实施例实际保温时间240分钟，然后将导管接头坯料从炉膛中吊出直接放到水槽中冷却常温。
e. 第二次装炉：将上述已热处理的导管接头坯料重新装入炉中，装炉工艺要求及参数同第一次装炉。
c. 第二次淬火：重复第一次淬火步骤，所有工艺参数相同。
g. 第二次回火：在导管接头坯料第二次淬火后2小时30分钟作回火处理，装炉后将炉温升至620℃，保温时间按每25.4 mm壁厚用时80分钟计算，本实施例保温240分钟，然后将导管接头坯料从炉膛中吊出直接放到水槽中冷却常温。
 实施例2
本实施例中的导管接头口径940mm，最大壁厚78mm，材质为30CrMo,应用厚壁大口径导管接头热处理工艺进行工艺，它包括以下步骤：
a.第一次装炉：将导管接头坯料顺序装入井式淬火炉中，焊颈端朝下，立置的导管接头坯料周边及上下层间隔50mm。
b.第一次淬火：
b1、在60±5分钟内将炉温升至895℃，然后作保温，保温时间按每25.4 mm壁厚用40分钟计算，本实施例保温时间130分钟。
b2、在导管接头坯料出炉前10分钟开始搅动淬火水池中的水，水温控制在30℃～36℃；
b3、自导管接头坯料从炉膛吊出到进入淬火池中的时间小于15秒，水冷15分钟，通过循环水冷却，淬火结束时控制水温不超过46℃。
c. 正火：在炉温925℃进行，正火保温时间按25.4 mm壁厚用时30分钟计算，本实施例正火保温时间为100分钟。
d. 第一次回火：在导管接头坯料第一次淬火后2小时作回火处理，装炉后将炉温升至640℃，保温时间按每25.4 mm壁厚用时80分钟计算，本实施例实际保温时间260分钟，然后将导管接头坯料从炉膛中吊出直接放到水槽中冷却常温。
e. 第二次装炉：将上述已热处理的导管接头坯料重新装入炉中，装炉工艺要求及参数同第一次装炉。
c. 第二次淬火：重复第一次淬火步骤，所有工艺参数相同。
g. 第二次回火：在导管接头坯料第二次淬火后3小时作回火处理，装炉后将炉温升至625℃，保温时间按每25.4 mm壁厚用时80分钟计算，本实施例保温260分钟，然后将导管接头坯料从炉膛中吊出直接放到水槽中冷却常温。
实施例1和实施例2主要机械性能抽样检测表
Figure 145764DEST_PATH_IMAGE001
上述实施例是本发明优选例，即使在工艺指标范围作一些调整都能得到相近的热处理效果，热处理后的导管接头各项机械性能都能达到设计要求，一次合格率在96%以上。

Claims (2)

1.一种厚壁大口径导管接头热处理工艺，其特征在于包括以下步骤：
a.第一次装炉：将导管接头坯料顺序装入井式淬火炉中，焊颈端朝下，立置的导管接头坯料周边及上下层间距在25～50 mm；
b.第一次淬火：
b1、在60±5分钟内将炉温升至871℃～899℃，然后开始保温，保温时间按每25.4 mm壁厚用40分钟计算，最少为120分钟；
b2、在导管接头坯料出炉前5～10分钟开始搅动淬火水池中的水，水温控制在30℃～36℃；
b3、自导管接头坯料从炉膛吊出到进入淬火池中的时间小于15秒，水冷时间至少15分钟，通过循环水冷却，淬火结束时水温不超过46℃；
c. 正火：在炉温899℃～940℃进行，正火保温时间按25.4 mm壁厚用30分钟计算；
d. 第一次回火：在导管接头坯料第一次淬火后3小时内进行回火处理，装炉后将炉温升至595℃～640℃，保温时间按每25.4 mm壁厚用80分钟计算，最少为240分钟，然后将导管接头坯料从炉膛中吊出直接放到水槽中冷却常温；
e. 第二次装炉：将上述已热处理的导管接头坯料重新装入炉中，装炉工艺要求及参数同第一次装炉；
c. 第二次淬火：重复第一次淬火步骤，所有工艺参数相同；
g. 第二次回火：在导管接头坯料第二次淬火后3小时内进行回火处理，装炉后将炉温升至605℃～650℃，保温时间按每25.4 mm壁厚用时80分钟计算，最少为240分钟，然后将导管接头坯料从炉膛中吊出直接放到水槽中冷却常温。
2.根据权利要求1所述的厚壁大口径导管接头热处理工艺，其特征在于：所述淬火优选温度为890±5℃，第二次回火优选温度为620±5℃。
CN2013101527578A 2013-04-28 2013-04-28 厚壁大口径导管接头热处理工艺 Pending CN103233110A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101527578A CN103233110A (zh) 2013-04-28 2013-04-28 厚壁大口径导管接头热处理工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013101527578A CN103233110A (zh) 2013-04-28 2013-04-28 厚壁大口径导管接头热处理工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103233110A true CN103233110A (zh) 2013-08-07

Family

ID=48881174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013101527578A Pending CN103233110A (zh) 2013-04-28 2013-04-28 厚壁大口径导管接头热处理工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103233110A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108342565A (zh) * 2018-02-28 2018-07-31 武汉理工大学 一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5743960A (en) * 1980-08-29 1982-03-12 Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd Drill stem with excellent heat resistance, corrosion resistance and abrasion resistance
CN1603429A (zh) * 2004-11-01 2005-04-06 江苏曙光石油钻具有限公司 石油钻杆接头热处理工艺
CN1986843A (zh) * 2005-12-20 2007-06-27 渤海能克钻杆有限公司 抗硫钻杆接头的热处理工艺
CN101037718A (zh) * 2007-02-26 2007-09-19 济南二机床集团有限公司 一种提高42CrMo力学性能的热处理方法
CN102337387A (zh) * 2011-10-28 2012-02-01 江苏曙光石油钻采设备有限公司 抗硫石油钻杆接头热处理工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5743960A (en) * 1980-08-29 1982-03-12 Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd Drill stem with excellent heat resistance, corrosion resistance and abrasion resistance
CN1603429A (zh) * 2004-11-01 2005-04-06 江苏曙光石油钻具有限公司 石油钻杆接头热处理工艺
CN1986843A (zh) * 2005-12-20 2007-06-27 渤海能克钻杆有限公司 抗硫钻杆接头的热处理工艺
CN101037718A (zh) * 2007-02-26 2007-09-19 济南二机床集团有限公司 一种提高42CrMo力学性能的热处理方法
CN102337387A (zh) * 2011-10-28 2012-02-01 江苏曙光石油钻采设备有限公司 抗硫石油钻杆接头热处理工艺

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108342565A (zh) * 2018-02-28 2018-07-31 武汉理工大学 一种改善轴承套圈淬火变形的二次淬火热处理工艺

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105385821B (zh) 一种用于深海中高温高压环境下的设备零件的原料生产方法
CN103305672B (zh) 一种压力容器超大型管板锻件的热处理工艺
CN103290192A (zh) 一种压力容器拼焊式超大型管板锻件的热处理工艺
CN102605145B (zh) 钢铁等温淬火-回火冷却工艺
CN104805378B (zh) 一种高强韧的超低碳中锰钢中厚板及其制备方法
CN104032116A (zh) 一种钢制锥齿轮的热处理工艺
CN105177434B (zh) 125ksi钢级耐硫化氢应力腐蚀油井管的制造方法
CN102337387A (zh) 抗硫石油钻杆接头热处理工艺
CN106756526A (zh) 一种新型高强高耐蚀无磁不锈钢及其制造方法
CN106191671B (zh) 高强度抗硫化氢腐蚀无缝管线管及其制备方法
CN102373374B (zh) 一种高强度抗硫套管及其热处理制造方法
CN103820610B (zh) 提高核电容器用大型锻件强韧性的性能热处理方法
CN102268530B (zh) 焊接式加重钻杆焊缝的热处理方法
CN104674119B (zh) 高强度钢的制备方法及高强度钢
CN106636884B (zh) 一种G17CrMo9-10材料的大型铸钢件及其生产方法
CN103233113A (zh) 焊接式加重钻杆接头热处理工艺
CN104263885A (zh) 用于提高铸件低温韧性的热处理工艺
CN110283974A (zh) 一种压力容器用12Cr2Mo1V钢锻件的热处理工艺
CN110284094A (zh) 锅炉水冷壁高温防腐涂层制备与管基体热处理协同强化技术
CN103233110A (zh) 厚壁大口径导管接头热处理工艺
CN108251622B (zh) 一种FeGa基高阻尼合金的热处理方法
CN107988464A (zh) 一种钢轨在线感应加热控制方法
CN104846237A (zh) 一种Ni-Fe-Cr-Mo型耐蚀合金管坯的制造方法
CN104651594A (zh) 用于深海石油钻采的厚壁大口径导管接头热处理工艺
CN103215425A (zh) 深海石油钻采用导管接头热处理工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130807