石油钻杆摩擦焊焊接缺陷的成因及其超声波检测.pdf

★焊接缺陷检验★ 石油钻杆摩擦焊焊接缺陷的成因及其超声波检测 新疆石油管理局钻井处蕾子总站 时瑾龙 本文分析 了石油钻探 用钻杆摩擦焊硬焊后热赴理时各种缺 陷的成 目，对使用常规的 超声波探伤方法检测各种缺陷的有关问题进行7探计。 一 ， 萌盲 质 的高压泥浆的冲刷和腐蚀，工作环境极 石油钻杆是石油钻探设备中耗资最大 为恶劣，任何一个焊接接头 出现断裂，都 的主要部件之一，它的作用是传递扭矩、 将便钻井成本猛增，严重时还可能造成井 输送泥浆、延长钻柱 (可达教千米)。钻 毁人亡。因而对焊接质量的检捌，成为不 杆势为管体和螺纹连接接头两部分，钻杆 容忽视 的重 要环节。 两端的公母螺纹连接接头通常采用摩擦焊 =，钻耔一擦挥夏热处理条件 的方法，如图j所示。 我国的石油钻杆管体材质，按强度等 级分为API(美 国石油学会)标准 E一75、 x一95、G—lOS、S～ 135等几种。对焊 的螺纹连接接头选用国产 2,5CrMo或 42 CrMo钢。 钻杆管体与螺纹连接接头 的摩擦焊是 图1摩擦焊焊接钻杆示意 目 在专用 的摩擦焊机上进行，其焊接规范见 钻杆在井下旋转工作时的载荷谱撅为 表1。 复杂，它不但要承受拉、压、扭 、弯、冲 焊后，需将摩擦焊接头处 的 飞 边 去 击等复合交变应力，还要经受带有腐蚀介 除，然后在中额感应加热、喷水淬火装置 囊1 钻抒一擦焊规范 摩擦压力 (MPa) 摩擦时间 顶锻压力 加压保持时间 变 形 置 (mm) 一 级Il= 圾 (s) (MPa) (5) 摩 擦1顶 锻 l -s l4。 aD～35 n5 10 -z { 囊2 ，摹后热处理条件 钻 扦 材 质钢 级 f 热 处 理 工 艺 方 法 照 参 歙 E— 5，X— g5 正火 (06O℃)+回火 (680℃) C 106 S一 1拍 淬火 (03q℃ 喷水冷却)+回火 (TO0℃) · 36 · 中进行焊后热处理 。不同材质钢级 的钻杆 为 内冲刀具的直径小于接头内径，而且螺 摩擦焊接头，焊后热处理工艺方法及参数 纹连接接头和管体 内径也存在差异，容易 见表2。 造成 内飞边清除不净，形成凸台，使焊缝 三、摩擦焊曩热处理缺陷的成因 结合面未熔合部位冲切不净，形成一个呈 摩擦焊就其工艺方法而言，具有熟影 弯曲倾斜状的工艺缺 口。这个工艺缺 口可 响区窄，焊接质量较为稳定等优点，被认 以看作是一个张开的内表面裂纹，在热应 为是一种较可靠的高效工艺，在合理的焊 力和组织应力的作用下，会进一步沿焊