有关焊接和镦锻抽油杆质量可靠性对比分析

《有关焊接和镦锻抽油杆质量可靠性对比分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、石油机械CHINAPETROLEUMMACHINERY2011年第39卷第8期．_技术讨论焊接和镦锻抽油杆质量可靠性对比分析张艳敏王岗李春茂丁光。(1．渤海石油装备新世纪机械制造公司2．渤海石油钻探定向井公司3．辽河石油勘探局兴隆台工程技术处)摘要对焊接抽油杆和镦锻抽油杆质量可靠性进行了对比分析。焊接抽油杆的焊接接头热影响区位置的性能最薄弱，且原材料质量对焊接质量影响较大。但是焊接接头结构设计灵活，且加．工过程中多道次的检验为质量提供了一定的保障。镦锻抽油杆金属流线连续，杆体组织相对均匀；适应范围广，但其螺纹接头部位危险截面相对较多，

2、容易因材料问题造成不合格品出厂。最后针对2种抽油杆的结构和加工工艺，提出了合理化建议。关键词摩擦焊焊接接头焊接抽油杆镦锻抽油杆热影响区等加工工序，主要影响杆体性能的工序是调质工0引言序。焊接抽油杆杆体一般采用通过式中频感应+热淬火+回火，这种热处理方式受设备、冷却装置、实心抽油杆多年来一直采用镦锻加工工艺，2O传动机构及操作等因素的影响，容易造成力学性能世纪90年代，利用摩擦焊工艺加工焊接抽油杆在的不均。为了尽可能保证加热的充分性，感应器为全国各地建成并投产20多条生产线，于是出现镦800～1000mm长的多砸细长感应器。即便是这锻抽

3、油杆和焊接抽油杆2种结构形式并存现象。2样，在同等强度下的塑性指标，中频调质要低于箱种士艺加工的抽油杆各有一定的适应性和局限性。式炉调质。另外，加热时越靠近杆体端部温度越镦锻加工效率高、成本低，适宜于大批量加工和使高，感应器越细长端部红热效应越明显，当2杆的用，在实心抽油杆中占主导地位。焊接抽油杆工序距离达200Inlll时，杆体两端温度可高出杆体中部复杂，加工成本高，生产批量相对较小，在空心抽温度50℃以上，造成端部一定长度范围内性能不油杆和驱动抽油杆中占主导地位。均。目前，为了减轻端部红热程度，采取加大淬火冷却能力、减小前后2杆断

4、开距离、切掉杆体端头1焊接抽油杆100～150mm等综合措施。当切头长度低于100mm时，很难保证杆体性能的均匀性。这种加工方焊接抽油杆通常有3种结构形式¨I2J，包括实式要求操作者要有较高的责任心，另外，切头也会心抽油杆、空心抽油杆及驱动抽油杆。增加生产成本。1．1工艺流程匠亟国一匦冒匾亘卜嚣压圃卜[囹LL}相对于镦锻抽油杆的加工过程，焊接抽油杆螺纹接头单独下料加工，焊接后需要对焊口进行处叵墅—圈圃夏夔圃匮一理，加工工序相对较多且复杂，生产成本比镦锻加图1焊接抽油杆主要工艺流程工高出O．8m左右。目前市场上出现了先焊接1．2．2螺纹

5、接头后调质加工的抽油杆，但还没有大规模推广，多数螺纹接头需要经过下料、粗车、调质和精车等生产厂家按图1所示工艺流程生产。加工工序。接头采用箱式处理调质，单独数控加1．2加工工序及质量可靠性工，扳手方位置有足够的承载截面。与镦锻抽油杆1．2．1杆体加工工序及质量可靠性相比，具有4方面优势：①螺纹接头没有经过摩擦焊接前抽油杆杆体经过校直、探伤和调质1200℃左右的镦锻前加热，组织性能更加稳定；2011年第39卷第8期张艳敏等：焊接和镦锻抽油杆质量可靠性对比分析②精加工时为单个零件加工，不受工装架和杆体摆检测等工序中，均会检测出存在不同缺陷

6、的抽油动等因素影响，加工精度高；③增加了扳手方截面杆，为探伤检测提供后续补充。由于焊接抽油杆工尺寸，有效避免扳手方断裂问题；④结构形式更加艺的特殊性，能在加工过程中多道次地进行质量把灵活，生产厂家能及时根据客户和油井的特殊需求，关，有效避免或减少不合格产品尤其是批量不合格设计增强抗拉、抗扭能力的接头形式。例如用于驱产品的出厂。动螺杆泵井的专用抽油杆，接头采用楔形结构以增表1摩擦焊接头的硬度和冲击功大扭矩，有效地避免了驱动螺杆泵井螺纹粘扣问题。测点123451．2．3焊口距焊缝中心的距离／mm00．380．91．42．5焊接接头需经过摩

7、擦焊接、焊后局部回火、车硬度／HV309299252244256卷边和拉拔检测等工序。摩擦焊是一种固相压力焊，冲击功／(J．cn'l一)2O31347693焊缝组织致密，结合强度高，热影响区窄，其综合力学性能比优越于熔化焊。但与调质处理的母材相2镦锻抽油杆比，焊接接头的性能仍有明显降低，焊缝区塑韧性较差，热影响区强硬度较低。热影响区是焊接抽油镦锻抽油杆的结构形式一般有2种，包括杆最薄弱的位置，是使用过程中主要失效部位。实心抽油杆和空心抽油杆。由于镦锻抽油杆头部是影响焊接强度的主要因素有焊接参数和母材性镦锻成形，需要定型的模具，结构形式

8、不宜复杂，能。母材性能在D级以下或部分高强度非调质钢，所以，一般镦锻抽油杆的结构形式相对固定，难以焊接强度高于母材强度；母材性能在D级以上或满足特殊性能抽油杆的要求，如扭矩较大的驱动螺部分高强度非调质钢，焊接强度低于或等