Аналіз можливих методів зміцнення замків бурильних труб

Зносостійке наплавлення під шаром флюсу.

Найбільш прискорений для зносостійкого наплавлення замків бурильних труб, який дозволяє нарощувати великі шари матеріалу з низькими витратами. Для захисту від окиснення розплавленого матеріалу шва в зварювальну дугу подається флюс, який розплавляючись розкислює метал шва і за хищає його від корозії. Електрична дуга горить під шаром флюсу в газовому захисному просторі, який виділяється парами та газами в зоні дуги. Даний спосіб є досить продуктивним, легко автоматизується, потребує незначних витрат, легко піддається наладці.

До недоліків можна віднести відносно поганий захист від окислення матеріалу шва і неможливості візуального контролю якості наплавки в процесі роботи, а також неможливість зварювання швів складної конфігурації.

1-деталь; 2-плавкий електрод; 3-електрична дуга; 4-флюс; 5-шлак;

Рисунок 1.4 – Схема зносостійкого наплавлення під шаром флюсу.

Зносостійке наплавлення в середовищі захисного газу.

Цей метод аналогічний до попереднього, але менше забруднює матеріал шва продуктами розкислення, а також дозволяє проводити візуальне спостереження за процесом наплавлення. Для реалізації цього методу необхідне використання спеціальних наплавлювальних головок, які дозволяють подавати захисний газ в зону горіння дуги. В якос ті захисних газів використовуються інертні гази і вуглекислий газ.

1-деталь; 2-наплавлений шар; 3-присадковий матеріал; 4-газовий захист; 5- електрична дуга.

Рисунок 1.5 - Схема зносостійкого наплавлення в середовищі

захисних газів.

Недоліком даного методу є його висока собівартість відновлення деталей, за рахунок використання захисних газів, а також складність виведення обладнання на робочі режими.

Зносостійке наплавлення порошковою самозахисною стрічкою.

Цей метод поєднує в собі переваги всіх попередніх методів. Тобто наплавлення ведеться відкритою дугою, що дозволяє змінювати режими наплавлення в процесі наплавлення. Це дозволяє отримати більш якісний поверхневий шар. Матеріал шва захищає від окиснення флюсом, який міститься в порошковій стрічці. Крім того в стрічці міститься основний легуючий матеріал.

Технологія отримання порошкової стрічки досить проста і не потребує значних капіталовкладень, а отже її вартість істотно не впливає на собівартість виробу. Екологія досягається за рахунок меншої витрати флюсу і присадного матеріалу.

1-порошкова стрічка; 2-мундштук; 3-ванна розплавленого металу;

4-деталь; 5-подаючі ролики; 6-шлакова кірка; 7-наплавлений метал.

Рисунок 1.6 - Схема зносостійкого наплавлення порошковою стрічкою.

Цей метод дозволяє легко автоматизувати процес наплавлення і проводити його в декілька шарів. При багатошаро вому наплавленні, можна отримати шари значної товщини. Забезпечуючи хороше зчеплення наплавленого шару з основним матеріалом.

Для живлення електричної дуги застосовують зварювальні випрямляючі або генератори постійного струму. Це дозволяє отримати шари більш високої якості.

Зносостійке плазмове наплавлення.

Цей метод є найбільш ефективний, але й найбільш невигідним з економічної точки зору.

При зносостійкому плазмовому наплавленні, завдяки наявності дуги прямої полярності, на поверхні утворюється ван ночка розплавленого металу, після кристалізації якого утворюється щільний міцно сплавлений з основним металом шар. В порівнянні з ручним електродуговим наплавленням, плазмове наплавка забезпечує більш високу продуктивність і корінне покращення якості металу наплавленої поверхні.

1-введення плазмоутворюючого газу; 2-вольфрамовий електрод; 3-стабілізуюче сопло; 4-введення транспортуючого газу з присадковим порошком; 5-фокусуючи сопло; 6-введення захисного газу; 7-захисне сопло; 8-газова лінза; 9-деталь, яка наплавляється; 10-джерело живлення дуги прямої полярності; 11-джерело живлення дуги; 12-баластні реостати

Рисунок 1.7 – Схема зносостійкого плазмового наплавлення з вдуванням

порошку в дугу:

3 Технологічний процес зміцнювального наплавлення муфтового кінця бурильної труби

Технологічний процес зміцнювального наплавлення муфтового кінця бурильної труби складається з таких основних операцій:

Контрольна

Вхідний контроль наплавочних матеріалів (при отриманні нової партії наплавочних матеріалів).

При наявності слідів порушення герметизації упаковки наплавочних матеріалів, перед наплавкою просушити їх в сушильній вакуумній шафі СНВС 4.5 на протязі 6 годин при температурі 100 – 120°С.

Наплавочна

Для наплавлення використовується джерело живлення ВДУ-506. Виконується за допомогою наплавочної головки УМП3 порошковою самозахисною стрічкою СП-ТБ-2-6 типу 230Т5Р4Х3ГС та двома порошковими дротами ПП-Нп-50Х3СТ, трубонарізного верстату 1Н983 в шпинделі якого кріпиться труба біля муфти і радіальних роликів, на яких опирається ніпельна частина труби.

Проводиться наплавка трьох поясків, з перекриттям шва 5-10 мм.

Режими зварювання:

- зварювальний струм – 300-340 А;

- напруга на дузі – 25-30 В;

- площа поперечного перерізу порошкової стрічки – 24 мм².

- діаметр порошкових дротів – 3,0 мм.

Шліфувальна

Виконується за допомогою стаціонарного шліфувального приспосіблення шліфувальним кругом моделі 14A 200x16x32 V_кр = 40 – 50 м/с

Дана технологічна операція призначена для шліфування зони перекриття швів.

Зняття невеликих напливів (бризг), на бокових поверхнях замка, проводимо з допомогою пневмошліфмашини ИП-2020 шліфувальним кругом моделі 63С 63×20×20 V_кр = 40 – 50 м/с

Контрольна

Кінцевий контроль здійснюють після наплавки, виявляючи зовнішні і внутрішні дефекти наплавленого шару. Зовнішні дефекти типу, підрізів, шлакових включень, раковин і непроварів визначають візуально.

Для визначення внутрішніх дефектів використовують ультразвукову дефектоскопію ультразвуковим дефектоскоп USM GO

Для контролю наплавленого шару заміряють його твердість на окремо наплавлених зразках твердоміром DynaPocket. Твердість повинна бути в границях НV 800-850.

Дану операцію виконує представник випробувальної лабораторії неруйнівного контролю підприємства.

4 Експлуатація бурильних труб з приварними замками, наплавленими зносостійкими поясками

Підготовка до експлуатації.

При підготовці замка до експлуатації необхідно:

1) видалити запобіжні деталі;

2) очистити різьбу;

3) промити замок;

4) змастити різьбу.

З метою підвищення довговічності і попередження заїдання різьби необхідно проводити проробку різьб нових замків шляхом трьох-п’ятикратного згвинчування-розгвинчування з малою частотою обертання (2-4 об/хв), поперемінно наносячи нову змазку.

При підготовці до експлуатації нових замків вибірково провіряють параметри замкової різьби: 2-3 % від отриманої партії.

Дата добавления: 2015-06-27