Vilka är nyckelkraven för precisionsbearbetning av titanlegeringsdelar av olje- och gaskvalitet?

Stålborrverktyg lider av dålig utmattning och korrosionsbeständighet, vilket medför höga risker under korrosiva driftsförhållanden och höga antikorrosionskostnader.Titanlegeringarär lämpliga för brunnar med lång räckvidd med kort radie, djuphavs-, ultradjup och okonventionell oljegasutveckling.

 

 

1. Fem kärnkrav för olje-gasmaterial i borrhål

Hög hållfasthet-seghet och utmattningsbeständighet, multimedia-korrosionsbeständighet, mikrostrukturstabilitet vid hög temperatur, god bearbetbarhet och överensstämmelse med API rörformiga godsstandarder.

 

2. Materialval av titanlegering

Gr5:Balanserade omfattande egenskaper, applicerade i konventionella djupbrunnsborrrör, hus och allmänna fogar.

Gr5 ELI:Förbättrad seghet, lämplig för högtillförlitliga dynamiska komponenter.

TC11:Bra värmebeständighet, används för medelhöga temperaturer med djupbrunnsverktyg, tryckbärande dorn och fogar.

TC18:Höghållfast titanlegering med stark torsionsmotstånd, passande för kraftiga rubba leder, men ändå svår att bearbeta.

Gr7/Gr11:Motståndskraftig mot spaltkorrosion, för statiska djuphavsrörledningar och tätning av fogar.

Gr2:Bra duktilitet men låg hållfasthet, används för lågtrycks icke-bärande korrosionsskyddsdelar.

Materialvalsprinciper:Använd korrosionsbeständiga titanlegeringar för svåra korrosiva förhållanden; Gr5 ELI för utmattningsbenägen service; TC11 för högtemperaturmiljöer; höghållfasta titanlegeringar för tunga belastningar och vridningsbeständiga applikationer.

 

3. Billet-scheman

Sömlösa extruderade titanrör används för borrrörskroppar. Formsmidda ämnen används för kritiska bärande positioner såsom gängade skulderpartier och rubbade sektioner. Friktionssvetsning prioriteras för att integrera rörkroppar och fogar för att minska svetsdefekter och förbättra utmattningslivslängden.

 

 

• Dålig värmeledningsförmåga koncentrerar värme på skäreggar, vilket orsakar snabbt verktygsslitage. Oxidation och sprödhet uppstår lätt på arbetsstyckets ytskikt, vilket försämrar utmattningshållfastheten.
• Hög kemisk aktivitet vid förhöjda temperaturer leder till uppbyggd kant- och verktygsvidhäftning, vilket resulterar i dimensionsinstabilitet, ytrepor och skadade gängprofiler.
• Låg elasticitetsmodul ger stor återfjädring, vilket ger upphov till verktygsavböjning under bearbetning. Mått på gängor och borrhål är svåra att kontrollera.
• Mottaglig för arbetshärdning. Härdade lager påskyndar verktygsförbrukningen. Felaktig skärning kan orsaka mikrosprickor under ytan.
• Komplex geometri för borrtillverkning av partiellt trapetsformade gängor såsom BHDX förlitar sig på axeltätning. Strikta krav ställs på tandprofil, avsmalning, stigning och ytkvalitet. Tråd som kliar kan orsaka anslutningsfel.

 

 

1. Grovbearbetning av räfflor

Homogeniseringsglödgning utförs på smide och rörämnen för att lindra kvarvarande spänningar. Enhetlig bearbetningsersättning är reserverad för grovbearbetning. Högtryckskylning och skärning med låg hastighet används för att förhindra termiska brännskador. Sekundär avspänningsglödgning utförs efter grovbearbetning.

 

2. Avsluta svarvning av yttre cirklar och tätningsytor

Använd TiAlN-belagda skärverktyg i hårdmetall. Applicera låg skärhastighet med måttlig matningshastighet plus kompositkylning. Använd mittstöd för långa och tunnväggiga arbetsstycken för att dämpa vibrationer och kontrollera klämkraften. Ytråheten på tätningsytor får inte vara mer än Ra 0,8 μm; endast lätt polering är tillåten.

 

3. Precisionsgängbearbetning

Maskin - titanlegeringar efter lösningsåldringsbehandling; finish-maskin + titanlegeringar i glödgat tillstånd. Använd formverktyg för lagersvarvning med högtryckskylning. Genomför nitrering eller smörjning av fasta filmer efter bearbetning för att motverka reningseffekt.

 

4. Bearbetning med liten diameter och djuphål

Använd pistolborrning och spiralfräsning med högtryckskylning för evakuering av spån. Borrning och brotschning används för att justera dimensioner. Grada av försiktigt och förbjud högtemperaturslipning.

 

5. Värmebehandling

Konventionell glödgning för grad 5 titanlegeringar. Lösningsåldringsbehandling implementeras efter grovbearbetning för höghållfasta serviceförhållanden. För TC18 höghållfast -titan: lösningsbehandling följt av vattenhärdning → slutsvarvning av gängor och tätningsytor → lågtemperaturåldring. Vakuum eller argonavskärmning med hög renhet krävs för att undvika oxidation och väteabsorption.

 

6. Ytbehandling mot rening

Valfria processer: lågtemperaturnitrering, DLC-beläggning och torrfilmssmörjning. Kontrollera bearbetningstemperaturen för att förhindra matrisförsprödning.

 

7. Icke-förstörande testning

Stålborrrörsstandarder ska inte tillämpas direkt. Ultraljudstestning (UT) för rörkroppar; penetrantprovning (PT) eller virvelströmsprovning för trådrötter och skulderfiléer; fasad array ultraljudsinspektion för friktionssvetsade fogar.

 

 

1. Dimensionell drift vid finishbearbetning

Orsakas av kvarvarande stressavlastning. Lösningar: lägg till avspänningsprocedurer, minska skärdjupet vid grovbearbetning och implementera homogeniseringsbehandling för smidda ämnen.

 

2. Trådskavning och repor på tandytan

Har sitt ursprung i högtemperaturuppbyggda kanter och otillräckligt ytskydd. Lösningar: optimera kylningsförhållandena, använd skiktsvarvning och applicera anti-reningsbeläggningar.

 

3. Ytfas spröda oxidskikt

Inducerad av för hög skärtemperatur och otillräckligt skydd under värmebehandling. Lösningar: strikt kontrollera den senaste temperaturen, undvika torrskärning och anta vakuumvärmebehandling.

 

4.Hög verktygskostnad och låg bearbetningseffektivitet

Titanlegeringar kan inte bearbetas vid höga skärhastigheter. Lösningar: optimera verktygsgeometri och kylsystem; använd ultraljudsassisterad eller kryogen hybridskärning för att balansera ytkvalitet och bearbetningsstabilitet.

 

 

Ruihang, som en direkt tillverkare av titanprodukter, levererar råmaterial av optimal kvalitet för din tillverkning av precisionskomponenter.

kontakta oss gärna via e-post:Sam.Rui@bjrh-titanium.com