Hva er nøkkelkravene for presisjonsbearbeiding av titanlegeringsdeler av olje- og gasskvalitet?

Stålboreverktøy lider av dårlig tretthet og korrosjonsbestandighet, noe som gir høy risiko under korrosive driftsforhold og høye anti-korrosjonskostnader.Titanlegeringerer egnet for brønner med utvidet rekkevidde med kort radius, dypvann, ultradyp og ukonvensjonell oljegassutvikling.

 

 

1. Fem kjernekrav for nedihulls olje-gassmaterialer

Høy styrke-seighet og tretthetsbestandighet, multimedia korrosjonsbestandighet, høy temperatur mikrostruktur stabilitet, god maskinbarhet og samsvar med API rørformede varer standarder.

 

2. Materialvalg av titanlegering

Gr5:Balanserte omfattende egenskaper, brukt i konvensjonelle dypbrønnborerør, hus og generelle skjøter.

Gr5 ELI:Forbedret seighet, egnet for dynamiske komponenter med høy pålitelighet.

TC11:God varmebestandighet, brukt til middels høy temperatur dypbrønnverktøy, trykkbærende dorer og skjøter.

TC18:Høystyrke-titaniumlegering med sterk torsjonsmotstand, egnet for kraftige oppstyrte ledd, men likevel vanskelig å maskinere.

Gr7/Gr11:Motstandsdyktig mot sprekkkorrosjon, for statiske dypvannsrørledninger og tetting av skjøter.

Gr2:God duktilitet men lav styrke, brukt for lavtrykks ikke-bærende anti-korrosjonsdeler.

Materialvalgprinsipper:Bruk korrosjonsbestandige titanlegeringer for alvorlige korrosive forhold; Gr5 ELI for tretthetsutsatt service; TC11 for miljøer med høy temperatur; høyfaste titanlegeringer for tung belastning og torsjonsbestandige applikasjoner.

 

3. Billet-ordninger

Sømløse ekstruderte titanrør er tatt i bruk for borerørkropper. Formsmidde emner brukes til kritiske bærende posisjoner som gjengede skulderseksjoner og opprørte seksjoner. Friksjonssveising er prioritert for å integrere rørlegemer og skjøter for å redusere sveisedefekter og forbedre utmattingstiden.

 

 

• Dårlig varmeledningsevne konsentrerer varme på skjærekanter, noe som forårsaker rask verktøyslitasje. Oksidasjon og sprøhet oppstår lett på arbeidsstykkets overflatelag, noe som reduserer utmattelsesstyrken.
• Høy kjemisk aktivitet ved høye temperaturer fører til oppbygget kant- og verktøyvedheft, noe som resulterer i dimensjonal ustabilitet, overflateriper og skadede gjengeprofiler.
• Lav elastisitetsmodul gir stor tilbakefjæringseffekt, noe som gir opphav til verktøyavbøyning under bearbeiding. Dimensjoner på gjenger og borehull er vanskelig å kontrollere.
• Utsatt for arbeidsherding. Herdede lag øker verktøyforbruket. Feil skjæring kan forårsake mikrosprekker under overflaten.
• Kompleks geometri av boreproduksjon delvis trapesformede gjenger som BHDX er avhengig av skulderforsegling. Det stilles strenge krav til tannprofil, avsmalning, stigning og overflatekvalitet. Tråden gnager kan forårsake tilkoblingsfeil.

 

 

1. Grov bearbeiding av billetter

Homogeniseringsgløding utføres på smiing og røremner for å avlaste restspenning. Ensartet bearbeidingstillegg er forbeholdt grovbearbeiding. Høytrykkskjøling og lavhastighetsskjæring brukes for å forhindre termiske forbrenninger. Sekundær spenningsavlastende gløding utføres etter grovbearbeiding.

 

2. Fullfør dreiing av ytre sirkler og tetningsflater

Bruk TiAlN-belagt skjæreverktøy i hardmetall. Påfør lav skjærehastighet med moderat matehastighet pluss komposittkjøling. Bruk midtstøtter for arbeidsstykker av lang størrelse og tynnveggede arbeidsstykker for å undertrykke vibrasjoner og kontrollere klemkraften. Overflateruheten til tetningsflatene skal ikke være mer enn Ra 0,8 μm; kun lett polering er tillatt.

 

3. Presisjonsgjengebearbeiding

Maskin-titanium legeringer etter løsning-aldringsbehandling; finish-maskin + titanlegeringer under glødet tilstand. Bruk formverktøy for lagdelt dreiing med høytrykkskjøling. Utfør nitrering eller fast-filmsmøring etter bearbeiding for anti-galling ytelse.

 

4. Maskinering med liten diameter og dype hull

Bruk pistolboring og spiralfresing med høytrykks intern kjøling for sponevakuering. Boring og rømme brukes til å justere dimensjoner. Avgrade forsiktig og forby høytemperatursliping.

 

5. Varmebehandling

Konvensjonell gløding for grad 5 titanlegeringer. Løsningsaldringsbehandling implementeres etter grov bearbeiding for høystyrke serviceforhold. For TC18 høystyrke-titan: løsningsbehandling etterfulgt av vannkjøling → ferdigdreiing av gjenger og tetningsflater → aldring ved lav temperatur. Vakuum eller høy renhet argon skjerming er nødvendig for å unngå oksidasjon og hydrogenabsorpsjon.

 

6. Overflate Anti-Galling Behandling

Valgfrie prosesser: lavtemperaturnitrering, DLC-belegg og tørrfilmsmøring. Kontroller behandlingstemperaturen for å forhindre matrisesprøhet.

 

7. Ikke-destruktiv testing

Stålborerørstandarder skal ikke anvendes direkte. Ultralydtesting (UT) for rørlegemer; penetranttesting (PT) eller virvelstrømtesting for trådrøtter og skulderfileter; phased-array ultrasonisk inspeksjon for friksjonssveisede skjøter.

 

 

1.Dimensjonsdrift i ferdigbearbeiding

Forårsaket av gjenværende stressfrigjøring. Løsninger: legg til stressavlastende prosedyrer, reduser skjæredybden ved grovbearbeiding, og implementer homogeniseringsbehandling for smidde emner.

 

2. Tråden gnager og riper på tannoverflaten

Oppstår fra høytemperatur oppbygde kanter og utilstrekkelig overflatebeskyttelse. Løsninger: Optimaliser kjøleforholdene, ta i bruk lagdelt dreiing og påfør belegg som motvirker gnagsår.

 

3. Overflatefase sprø oksidlag

Indusert av for høy skjæretemperatur og utilstrekkelig beskyttelse under varmebehandling. Løsninger: kontroller strengt avansert temperatur, unngå tørrkutting og bruk vakuumvarmebehandling.

 

4. Høy verktøykostnad og lav maskineringseffektivitet

Titanlegeringer kan ikke behandles ved høye skjærehastigheter. Løsninger: optimalisere verktøygeometri og kjølesystemer; ta i bruk ultralydassistert eller kryogen hybridskjæring for å balansere overflatekvalitet og prosesseringsstabilitet.

 

 

Ruihang, som en direkte produsent av titanprodukter, leverer råvarer av optimal kvalitet for din presisjonskomponentproduksjon.

kontakt oss gjerne via e-post:Sam.Rui@bjrh-titanium.com