Cum afectează procesele de laminare a oțelului gol în interior durata de viață a tijei de foraj H22

Oțelul pentru foraj gol este materia primă de bază utilizată pentru fabricarea tijelor de foraj. Procesul de laminare are o influență directă asupra calității găurilor interne, microstructurii, rezistenței la oboseală și duratei de viață generale.

Pentru tijele de foraj H22 fabricate din oțel 40SiMnCrNiMo, se compară în mod obișnuit trei rute de producție: laminarea la cald cu forare și miez, perforarea la cald urmată de tragere la cald și perforarea la cald urmată de laminare la cald. Fiecare metodă creează condiții diferite ale suprafeței interne și, prin urmare, afectează modul în care o tijă de foraj se comportă în aplicațiile miniere.

Trei metode de producție a oțelului gol

Laminare la cald cu forare și miez

Acest proces începe prin găurirea unei găuri străpunse într-o țaglă solidă de oțel cu o mașină de găurit pentru găuri adânci. Țagla este apoi laminată la cald peste un dorn.

Deoarece gaura internă este produsă prin prelucrare mecanică, suprafața interioară este netedă și lipsită de defecte tipice de perforare, cum ar fi ruperea și zgârieturile. De asemenea, oferă o precizie dimensională ridicată. Principalele dezavantaje sunt utilizarea redusă a materialului, costul mai mare de prelucrare și eficiența mai scăzută a producției.

Piercing fierbinte și desen fierbinte

În acest proces, țagla încălzită este perforată pe un perforator Mannesmann pentru a forma un semifabricat gol. Semifabricatul este apoi redus la dimensiune prin tragere la cald.

Această rută oferă o productivitate ridicată și o rată de randament ridicată, ceea ce o face un proces comun pentru oțelul de găurit hexagonal H22. Cu toate acestea, operațiunea de perforare poate crea rupturi și microfisuri pe peretele interior. Aceste defecte pot deveni puncte de inițiere a fisurilor de oboseală în timpul găuririi.

Perforare la cald și laminare la cald

Această metodă începe, de asemenea, cu perforarea la cald, dar semifabricatul gol este redus folosind laminarea la cald susținută de dorn, mai degrabă decât tragerea la cald.

Comparativ cu tragerea la cald, laminarea la cald produce o deformare mai uniformă și o continuitate mai bună a metalului. Poate oferi un potențial mai mare pentru îmbunătățirea microstructurii și o durată de viață mai lungă.

Calitatea suprafeței interne contează

Suprafața interioară a oțelului gol este importantă deoarece defectele din interiorul găurii de spălare pot concentra stresul sub încărcări repetate cu impact.

Oțelul laminat la cald, perforat și miezat, are de obicei un perete interior neted, fără defecte de rupere sau îndoire. Materialele perforate la cald pot prezenta diferite grade de rupere, zgârieturi și oxidare. Dintre cele două metode de perforare la cald, perforarea la cald urmată de laminare la cald poate oferi o calitate a găurii interne puțin mai bună decât perforarea la cald urmată de tragere la cald.

Rezultatele testelor de viață industrială

În testele pe teren, oțelul tubular hexagonal H22 a fost produs din aceeași căldură a țaglei 40SiMnCrNiMo, folosind toate cele trei metode. Procesul ulterior de tratament termic a fost standardizat, iar tijele de foraj finite au fost testate în operațiuni de foraj minier.

Tijele de foraj laminate la cald, forate și carotate, au atins cea mai mare durată medie de viață. Durata medie de viață a tijelor de foraj fabricate prin tragere la cald și laminare la cald a fost în general similară.

Cu toate acestea, modurile de cedare au fost diferite. Tijele perforate la cald și cele trase la cald au fost mai predispuse la fracturi premature prin oboseală, provenite din gaura internă. Tijele perforate la cald și cele laminate la cald au avut o structură mai uniformă și au prezentat un potențial mai mare pentru o durată de viață maximă mai mare după optimizarea suplimentară a procesului.

Concluzie

Tehnologia de laminare a oțelului gol afectează direct durata de viață la oboseală a tijelor de foraj. Laminarea la cald cu forare și miez oferă cea mai bună calitate a găurilor interne și performanță la durata de viață la oboseală, deși are un cost mai mare și o eficiență mai mică.

Perforarea la cald, urmată de laminarea la cald, oferă o deformare mai uniformă decât tragerea la cald și are un potențial mai mare pentru îmbunătățirea microstructurii și prelungirea duratei de viață maxime a tijelor de foraj H22. Pentru producători și contractorii de foraj, controlul calității găurilor interne este esențial pentru reducerea defecțiunilor prin oboseală și îmbunătățirea fiabilității forajului în rocă.