الزامات کلیدی برای ماشینکاری دقیق قطعات آلیاژ تیتانیوم درجه نفت و گاز چیست؟

ابزارهای مته فولادی از خستگی ضعیف و مقاومت در برابر خوردگی رنج می‌برند و در شرایط خدمات خورنده خطرات بالایی را به همراه دارند و هزینه‌های ضد خوردگی بالایی را به همراه دارند.آلیاژهای تیتانیومبرای چاه های با شعاع کوتاه، توسعه نفت و گاز در اعماق دریا، فوق عمیق و غیر متعارف مناسب هستند.

 

 

1. پنج مورد نیاز اصلی برای مواد نفت و گاز Downhole

استحکام بالا و مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر خوردگی چند رسانه ای، پایداری ریزساختار در دمای بالا، ماشین کاری خوب، و انطباق با استانداردهای کالاهای لوله ای API.

 

2. انتخاب مواد آلیاژ تیتانیوم

Gr5:خواص جامع متوازن، در لوله‌های مته چاه عمیق معمولی، محفظه‌ها و اتصالات عمومی اعمال می‌شود.

Gr5 ELI:چقرمگی بهبود یافته، مناسب برای اجزای دینامیکی با قابلیت اطمینان بالا.

TC11:مقاومت حرارتی خوب، برای ابزارهای چاه عمیق با دمای متوسط ​​بالا، سنبه های تحمل فشار و اتصالات استفاده می شود.

TC18:آلیاژ تیتانیوم با استحکام بالا با مقاومت در برابر پیچش قوی، مناسب برای اتصالات ناراحت کننده سنگین، اما ماشینکاری دشوار است.

Gr7/Gr11:مقاوم در برابر خوردگی شکاف، برای خطوط لوله استاتیک در اعماق دریا و اتصالات آب بندی.

Gr2:شکل پذیری خوب اما استحکام کم، برای قطعات ضد خوردگی غیر باربر کم فشار استفاده می شود.

اصول انتخاب مواد:از آلیاژهای تیتانیوم مقاوم در برابر خوردگی برای شرایط خورنده شدید استفاده کنید. Gr5 ELI برای خدمات مستعد خستگی؛ TC11 برای محیط های با دمای بالا؛ آلیاژهای تیتانیوم با استحکام بالا برای کاربردهای سنگین و مقاوم در برابر پیچش.

 

3. طرح های بیلت

لوله های تیتانیوم اکسترود شده بدون درز برای بدنه لوله مته استفاده می شود. بیلت‌های فورج شده برای موقعیت‌های تحمل بار بحرانی مانند بخش‌های شانه‌ای رزوه‌دار و بخش‌های ناراحت استفاده می‌شوند. جوشکاری اصطکاکی برای تشکیل یکپارچه بدنه و اتصالات لوله برای کاهش عیوب جوش و بهبود عمر خستگی اولویت دارد.

 

 

• هدایت حرارتی ضعیف گرما را روی لبه های برش متمرکز می کند و باعث سایش سریع ابزار می شود. اکسیداسیون و شکنندگی به راحتی بر روی لایه های سطح قطعه کار رخ می دهد و مقاومت خستگی را کاهش می دهد.
• فعالیت شیمیایی بالا در دماهای بالا منجر به ایجاد چسبندگی لبه ها و ابزار می شود و در نتیجه ناپایداری ابعادی، خراش های سطحی و پروفیل های نخ آسیب دیده می شود.
• مدول الاستیک پایین، اثر برگشت فنری بزرگ را به ارمغان می آورد و باعث انحراف ابزار در حین ماشینکاری می شود. کنترل ابعاد رزوه ها و سوراخ های حفره سخت است.
• مستعد سخت شدن کار لایه های سخت شده مصرف ابزار را تسریع می کنند. برش نامناسب ممکن است باعث ایجاد ریزترک های زیرسطحی شود.
• هندسه پیچیده رزوه های ذوزنقه ای جزئی تولید مته مانند BHDX به آب بندی شانه ها متکی است. الزامات سختگیرانه ای در مورد مشخصات دندان، مخروط، گام و کیفیت سطح اعمال می شود. گاز گرفتن نخ ممکن است باعث خرابی اتصال شود.

 

 

1. ماشینکاری خشن بیلت

بازپخت هموژنیزاسیون بر روی فورجینگ ها و لوله های خالی برای کاهش تنش باقی مانده انجام می شود. کمک هزینه ماشینکاری یکنواخت برای ماشینکاری خشن در نظر گرفته شده است. خنک کننده با فشار بالا و برش با سرعت کم برای جلوگیری از سوختگی حرارتی اعمال می شود. بازپخت ثانویه تنش زدایی پس از ماشینکاری خشن انجام می شود.

 

2. چرخش دایره های بیرونی و سطوح آب بندی را به پایان برسانید

ابزارهای برش کاربید سیمانی با پوشش TiAlN را بکار ببرید. سرعت برش کم را با سرعت تغذیه متوسط ​​به علاوه خنک کننده کامپوزیت اعمال کنید. از پایه های مرکزی برای قطعات کار با اندازه بلند و دیواره نازک برای سرکوب لرزش و کنترل نیروی گیره استفاده کنید. زبری سطح سطوح آب بندی نباید بیشتر از Ra 0.8 میکرومتر باشد. فقط پولیش سبک مجاز است.

 

3. ماشینکاری با نخ دقیق

آلیاژهای ماشین تیتانیوم پس از درمان پیری محلول. ماشین نهایی + آلیاژهای تیتانیوم در حالت آنیل. از ابزارهای فرم برای تراشکاری لایه ای با خنک کننده فشار بالا استفاده کنید. برای عملکرد ضد گالش پس از ماشین کاری، نیتریدینگ یا روانکاری با لایه جامد انجام دهید.

 

4. ماشینکاری با قطر کوچک و سوراخ عمیق

از حفاری تفنگی و فرز مارپیچ با خنک کننده داخلی فشار بالا برای تخلیه تراشه استفاده کنید. برای تنظیم ابعاد از boring و reaming استفاده می شود. به آرامی سوراخ کنید و از سنگ زنی در دمای بالا جلوگیری کنید.

 

5. عملیات حرارتی

آنیل معمولی برای آلیاژهای تیتانیوم درجه 5. درمان پیری محلول پس از ماشینکاری خشن برای شرایط خدمات با مقاومت بالا اجرا می شود. برای تیتانیوم با استحکام بالا TC18: درمان با محلول و به دنبال آن خاموش کردن آب ← پایان تراش نخ ها و سطوح آب بندی ← پیری در دمای پایین. برای جلوگیری از اکسیداسیون و جذب هیدروژن به خلاء یا محافظ آرگون با خلوص بالا نیاز است.

 

6. درمان سطحی ضد گال

فرآیندهای اختیاری: نیتریدینگ در دمای پایین، پوشش DLC و روانکاری فیلم خشک. کنترل دمای پردازش برای جلوگیری از شکنندگی ماتریس.

 

7. آزمایش غیر مخرب

استانداردهای لوله مته فولادی نباید مستقیما اعمال شوند. تست اولتراسونیک (UT) برای بدنه لوله؛ آزمایش نفوذ نافذ (PT) یا آزمایش جریان گردابی برای ریشه نخ و فیله شانه؛ بازرسی التراسونیک آرایه فازی برای اتصالات جوشی اصطکاکی.

 

 

1. رانش بعدی در ماشینکاری پایان

ناشی از انتشار استرس پسماند. راه‌حل‌ها: روش‌های کاهش استرس را اضافه کنید، عمق برش را در ماشین‌کاری خشن کاهش دهید، و عملیات همگن‌سازی را برای بیلت‌های آهنگری اجرا کنید.

 

2. خراش های سطح دندان و خراشیدگی نخ

از لبه های ساخته شده در دمای بالا و محافظت ناکافی از سطح منشاء می گیرد. راه حل ها: شرایط خنک کننده را بهینه کنید، چرخش لایه ای را اتخاذ کنید، و پوشش های ضد گاز را اعمال کنید.

 

3. لایه های اکسیدی شکننده فاز سطحی

ناشی از دمای بیش از حد برش و محافظت ناکافی در طول عملیات حرارتی. راه حل: درجه حرارت لبه را به شدت کنترل کنید، از برش خشک خودداری کنید و عملیات حرارتی خلاء را اتخاذ کنید.

 

4.هزینه ابزار بالا و راندمان ماشینکاری کم

آلیاژهای تیتانیوم را نمی توان با سرعت برش بالا پردازش کرد. راه حل: بهینه سازی هندسه ابزار و سیستم های خنک کننده. برش هیبریدی با کمک اولتراسونیک یا برودتی را برای متعادل کردن کیفیت سطح و ثبات پردازش اتخاذ کنید.

 

 

Ruihang، به عنوان تولید کننده مستقیم محصولات تیتانیوم، مواد اولیه با کیفیت مطلوب را برای تولید قطعات دقیق شما تامین می کند.

لطفا از طریق ایمیل با ما تماس بگیرید:Sam.Rui@bjrh-titanium.com