Сталь AISI 4145 / 4145H

Часто задаваемые вопросы о стали AISI 4145 / 4145H

Сталь AISI 4145 для бурильных труб?

Сталь AISI 4145 обладает хорошими комплексными механическими свойствами и коррозионной стойкостью после термической обработки и является наиболее широко используемой среднеуглеродистой низколегированной сталью в международной нефтяной промышленности.

Благодаря хорошей прочности и ударной вязкости, а также устойчивости к коррозии H2S, сталь AISI 4145 может использоваться в качестве материала утяжеленной бурильной трубы в процессе добычи нефти, а также использоваться для производства нефтяных бурильных труб. Сталь AISI 4145, в частности, благодаря отличной коррозионной стойкости в нефтяных и газовых средах также используется в производстве нефтепроводов.

Устойчива ли сталь AISI 4145 к коррозии?

Сталь AISI 4145 в основном используется в производстве утяжеленных бурильных труб, а также может использоваться в производстве нефтяных обсадных труб, которые используются в агрессивных средах на нефтяных месторождениях.

Хорошая структура стали AISI 4145 (закаленный сорбит) может улучшить коррозионную стойкость. Кроме того, легирующий элемент Cr может быть растворен в F, что может улучшить коррозионную стойкость, а элемент Mo также способствует повышению коррозионной стойкости.

Можно ли сваривать сталь AISI 4145?

Рассчитанный по составу AISI 4145, его CE составляет около 0,85, а его свариваемость очень плохая. При сварке стали AISI 4145 обязательны предварительный подогрев перед сваркой и термообработка после сварки. Строгий процесс сварки для AISI 4145 может обеспечить надежность сварки.

Что такое AISI 4145H?

Добавление «H» означает, что для обеспечения прокаливаемости требуется сталь AISI 4145. На самом деле, нет никакой разницы в составе между сталью AISI 4145H и AISI 4145.

Что такое мод AISI 4145H?

MOD означает Modify. Таким образом, AISI 4145H MOD является улучшением на основе стали AISI 4145, что может быть связано с изменением состава или более жесткими требованиями к характеристикам.

Утяжеленная бурильная труба AISI 4145H MOD

Сталь AISI 4145 против стали 50CrMo4

Как представитель низколегированной стали серии Cr-Mo со средним содержанием углерода, AISI 4145 получен из американского стандарта ASTM A29, а 50CrMo4 соответствует европейскому стандарту EN10083. Прежде всего, давайте посмотрим на их отличия от их состава. Таблица ниже.

Из приведенной выше таблицы основное различие между элементами заключается в C и Mn, а другие элементы, как правило, очень малы. Из-за этих различий сталь 50CrMo4 превосходит сталь AISI 4145 с точки зрения прочности и прокаливаемости, но ее сварочные характеристики является относительно бедным.

Сталь AISI 4145 в основном используется в нефтяной промышленности, например, в утяжеленных бурильных трубах, бурильных трубах и нефтепроводах. В то время как 50CrMo4 используется для поковок, требующих более высокой прочности или большего поперечного сечения, чем сталь 42CrMo4, таких как большие шестерни для локомотивной тяги, шестерни трансмиссии нагнетателя, задние мосты, цилиндры двигателя, соединения бурильных труб глубоких нефтяных скважин 1200 ~ 2000 м и рыболовные инструменты и т. Д. Иногда сталь 50CrMo4 может заменить закаленную и отпущенную сталь с более высоким содержанием никеля.

ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ AISI 4145H

Сталь AISI 4145H имеет соответствующий состав и передовые технологии производства для получения хороших механических свойств, чтобы она могла соответствовать требованиям к производительности стали 4145H в процессе бурения нефтяных скважин.

Процесс производства стали AISI 4145H:

Предварительная обработка расплавленной стали → Конвертер → LF → RH → Непрерывное литье-непрерывное литье → Горячая доставка → Нагрев → Горячая прокатка / ковка → Сохранение тепла → Выпрямление → Отжиг → Шлифовка → Проверка → Доставка

Чтобы получить однородную и компактную отливку, в процессе выплавки расплавленной стали она подвергается обработке обессериванием распылением порошка на основе магния, перемешиванию инертным газом, обработке вакуумной дегазацией и микролегированию элементом V/Ti для обработки включений в стали. .

В процессе плавки следует обращать внимание на соответствие C и Cr, Mn, Mo и другим элементам. Эти средства обеспечивают однородность легирующих элементов в стали и позволяют получить более однородную ферритную структуру.

Технология контролируемой прокатки и контролируемого охлаждения позволяет улучшить механические свойства стали 4145Н, добиться хороших механических свойств, обеспечить однородность твердости и подготовить ее к последующей глубокой обработке.

ТЕРМООБРАБОТКА СТАЛИ AISI 4145

• Отжиг стали AISI 4145

Процесс отжига стали AISI 4145 представляет собой полный отжиг, который может полностью рекристаллизовать структуру стали для устранения дефектов в структуре после ковки или прокатки материала.

Согласно различным исследованиям и демонстрациям, лучшая температура отжига для AISI 4145 составляет 820 ℃, и он будет охлаждаться в печи после выдержки в течение соответствующего времени. Окончательная структура стали представляет собой феррит и перлит, а ее поверхностная твердость составляет около 200HBW.

• Закалка и отпуск стали AISI 4145

Сталь AISI 4145 может получить удовлетворительные общие характеристики за счет закалки и термообработки с отпуском, чтобы соответствовать требованиям нефтяного оборудования.

Температура нагрева и время выдержки – две важные составляющие, влияющие на качество закалки. Структура, полученная после аустенизации путем нагрева, будет влиять на характеристики материала после закалки.

Для стали AISI 4145 подходящая температура закалки составляет 840-860ºC, а время выдержки зависит от толщины материала.

Схема закалки стали AISI 4145H

Процесс отпуска следует проводить сразу же после закалки. Когда сталь 4145 используется в качестве стали для утяжеленных бурильных труб, ее необходимо закалить при высокой температуре 560-630ºC для получения закаленного сорбита и, наконец, получить хорошие комплексные механические свойства.

Схема отпуска стали AISI 4145H

• Механические свойства стали AISI 4145H в состоянии Q&T

ЧТО ТАКОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ МАРКИ СТАЛИ AISI 4145H?

Когда дело доходит до марок стали в США, постоянно обсуждаются Американский институт чугуна и стали (AISI) и Общество автомобильных инженеров (SAE). Действительно, эти два учреждения участвуют в стандартизации системы цифрового кодирования стали, и они совместно разработали простую систему нумерации: Единая система нумерации, именуемая UNS.

В качестве средства идентификации сталей, для которых заданы пределы диапазона прокаливаемости, к обычному серийному номеру была добавлена суффиксная буква «Н». В Единой системе нумерации (UNS) буква «H» используется в качестве префикса. Здесь, в отличие от кода UNS G41450 для стали 4145, код UNS для стали 4145H - H41450.

После разговора о значении буквы H остальные цифры понять несложно. Из предыдущей серии часто задаваемых вопросов легко понять, что 4145H относится к серии 41XX. Подробную информацию см. в таблице ниже.

Как видно из приведенной выше таблицы, 4145H относится к низколегированной стали серии Cr-Mo, а значение двух последних цифр 45 в 4145H соответствует среднему содержанию углерода 0,45%.

ЧТО ТАКОЕ УБОРНИК?

УБТ является основным компонентом узла бурового инструмента, который устанавливается между бурильной трубой и буровым долотом. В процессе бурения УБТ не только подвергается нагрузкам, таким как растяжение, сжатие, изгиб и кручение, но и также к трению о стенки скважины и износу и коррозии масла, пара, бурового раствора и других сред.

Типовая сборка бурильной колонны

Какова функция бурильной трубы?

• Нанесите нагрузку на буровое долото
• Удерживать бурильную трубу в натянутом состоянии и обеспечивать прочность бурильной колонны, работающей на сжатие.
• Уменьшите вибрацию, качание и биение сверла, чтобы сверло работало плавно
• Отклонение контрольной скважины

Какие бывают виды утяжеленных бурильных труб?

• Обыкновенная буровая установка

Обычные УБТ, также известные как цилиндрические УБТ или цельные УБТ. УБТ обычно изготавливаются из обычной легированной стали, поперечное сечение корпуса трубы круглое внутри и снаружи, а соединительная резьба обработана на обоих концах.

• Утяжеленная спиральная буровая установка

Спиральная утяжеленная бурильная труба изготовлена с тремя правосторонними спиральными канавками на внешней цилиндрической поверхности круглой утяжеленной бурильной трубы, а вес на 4% меньше, чем у обычной бурильной трубы того же размера.

При наклонно-направленном бурении утяжеленная спиральная бурильная труба уменьшает площадь контакта со стенкой скважины и может эффективно предотвращать прихват при перепаде давления, поэтому она широко используется.

• Утяжеленная бурильная установка с немагнитным покрытием

Немагнитные утяжеленные бурильные трубы в основном используются для контроля в процессе бурения нефтяных скважин, и их конструкция такая же, как и у интегральных утяжеленных бурильных труб.

Материал имеет хорошую низкую магнитную проницаемость и хорошую обрабатываемость. Он выкован в результате строгого анализа химического состава, и материал был протестирован на механические свойства, чтобы гарантировать, что твердость, ударная вязкость, ударная вязкость и коррозионная стойкость соответствуют стандартам.

Будущая тенденция утяжеленных бурильных труб

Ресурсы нефти и газа, которые можно легко разрабатывать в мире, исчерпаны. Вновь открываемые месторождения нефти и газа имеют плохие условия бурения и повышенные глубины бурения, что требует повышенных требований к изготовлению утяжеленных бурильных труб.

В настоящее время разработка новой стали для инструментов для бурения нефтяных скважин и разработка высокопрочной и высокопрочной стали для утяжеленных бурильных труб привлекают все больше и больше внимания. Наряду с улучшением механических свойств повышение его стойкости к сероводородной коррозии имеет важное практическое значение для продления срока службы материалов и снижения экономических потерь.

БЫСТРЫЕ ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ ПО УБОРКАМ ИЗ AISI 4145H

Каковы требования к неметаллическим включениям для утяжеленных бурильных труб AISI 4145H?

Неметаллические включения влияют не только на чистоту стали, но и на эксплуатационные характеристики материала, особенно снижая пластичность и ударную вязкость материала.

Для утяжеленных бурильных труб AISI 4145H неметаллические включения должны соответствовать следующим требованиям.

Каковы требования к прокаливаемости утяжеленных бурильных труб AISI 4145H?

К утяжеленной бурильной трубе AISI 4145H предъявляются высокие требования по твердости, прочности и ударной вязкости. Мы можем понять его характеристики по кривой прокаливаемости. Вообще говоря, сталь с высокой прокаливаемостью обладает высокими механическими свойствами.

Кривая прокаливаемости AISI 4145H

Для удлинителей AISI 4145H прокаливаемость должна соответствовать следующим требованиям.

Каковы требования к макроскопической структуре утяжеленных бурильных труб AISI 4145H?

Макроскопическая структура в основном влияет на компактность материала, что, в свою очередь, оказывает большое влияние на технологичность и механические свойства стали. Для удлинителей AISI 4145H макроскопическая структура должна соответствовать следующим требованиям.

Как предотвратить появление белых пятен на стали AISI 4145H?

Как легированная сталь серии Cr-Mo, AISI 4145H обладает сильной чувствительностью к белым пятнам. Чтобы предотвратить появление белых пятен, мы обычно сразу же проводим термообработку дегидрированием кованой стали AISI 4145H. Кривая термообработки выглядит следующим образом.

Зачем использовать сталь AISI 4145H вместо стали AISI 4140 для утяжеленных бурильных труб?

Сталь для утяжеленных бурильных труб AISI 4145H производится в соответствии с американскими стандартами. Как среднеуглеродистая низколегированная сталь, она имеет определенное сходство со сталью AISI 4140 с точки зрения механических свойств и коррозии под напряжением.

До 1990-х годов в основном использовался AISI 4140, но 4140 не был удовлетворительным с точки зрения механических свойств и стойкости к сероводородной коррозии.

Хорошие механические свойства и стойкость к сероводородной коррозии стали AISI 4145H оказывают существенное влияние на увеличение срока ее службы, снижение аварийности на нефтяных месторождениях и снижение затрат.

КАК ИЗГОТОВИТЬ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННУЮ УБОРНУЮ УБОРКУ ИЗ AISI 4145H?

Сталь AISI 4145H обладает хорошими комплексными механическими свойствами и коррозионной стойкостью после термической обработки и является наиболее широко используемой среднеуглеродистой низколегированной сталью в нефтяной промышленности. Благодаря хорошей прочности, ударной вязкости и коррозионной стойкости к сероводороду сталь AISI 4145H широко используется в УБТ и материалы бурильных труб в процессе добычи нефти.

Из-за особенностей материала качество УБТ из стали AISI 4145H трудно удовлетворить. Поэтому перед нами стоит вопрос, как изготовить качественные УБТ из AISI 4145H, тогда у нас будет хорошая дискуссия на эту тему.

На рисунке выше мы можем примерно увидеть технологическую схему производства УБТ, мы поговорим о нескольких важных контрольных точках на технологической схеме со сталью AISI 4145H.

• Ковка

Благодаря строгому процессу ковки ковка высококачественного материала 4145H является важной предпосылкой для производства высококачественных утяжеленных бурильных труб.

При строгом контроле температуры ковки, времени ковки и деформации ковки первоначальные крупные дендриты и столбчатые зерна в слитках превращаются в равноосные рекристаллизованные структуры с более мелкими зернами и однородным размером, а также создают первоначальную сегрегацию, рыхлость, поры, шлаковые включения. компактный и закрытый в слитке из стали 4145H.

Для утяжеленной бурильной трубы AISI 4145H выполните следующие действия:

• Начальная температура ковки:1150-1180℃
• Окончательная температура ковки:выше 850 ℃
• Коэффициент ковки:выше 6:1

После ковки конструкция из стали 4145H становится более компактной, что улучшает пластичность и механические свойства.

• Термическая обработка

Как наиболее важный процесс, термообработка материала AISI 4145H напрямую определяет возможность производства высококачественных инструментов для УБТ. В соответствии с требованиями API SPEC 7-1, AISI 4145H должен быть закален (Q) и отпущен (T) для достижения требований к производительности.

Исходя из нашего богатого опыта, мы заранее выполним нормализующую термическую обработку для AISI 4145H, а затем проведем контроль и проверку качества, чтобы убедиться, что материал полностью соответствует требованиям. Конкретные требования приведены в таблице ниже.

• УЗ/МТ инспекция

Ультразвуковой контроль и магнитопорошковый контроль являются формами неразрушающего контроля. Для утяжеленных бурильных труб AISI 4145H лучшее время для контроля — после термообработки. Ультразвуковой контроль в основном проверяет внутренние дефекты, тогда как магнитопорошковый контроль направлен на поверхностные дефекты, в основном на обнаружение трещин.

УЗ- и МТ-контроль являются важным методом обеспечения максимальной безопасности и надежности материалов AISI 4145H, который может быть строго реализован в соответствии с пунктом 11 API SPEC 7-1.

• Выборочное тестирование

Характеристики образца материала AISI 4145H в конечном счете отражают характеристики удлинителя конечного продукта, поэтому обнаружение образца также является важной частью.

Принципы отбора проб AISI 4145H реализованы в соответствии с пунктом 8.2.1 API SPEC 7-1. После отбора проб он перерабатывается в тестовые бруски, и последующая обработка может быть продолжена только после квалификации лабораторных данных.

ГДЕ МОЖНО ПРИОБРЕСТИ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННУЮ СТАЛЬ AISI 4145H?

С каким производителем вам следует работать? Без сомнения, Waldun является вашим надежным партнером. Как производитель кузнечных изделий AISI 4145H с более чем 10-летним опытом производства, никто не знаком с ним лучше, чем мы. Мы можем поставлять высококачественный материал AISI 4145H в соответствии с API SPEC7-1.

Что мы поставляем для стали AISI 4145H

Бесплатный образец стали AISI 4145H

Термическая обработка

• Нормализованный(+N)
• Отожженный(+А)
• Закаленная и отпущенная (+QT)

Обработка

Токарная обработка/фрезерование/сверление/пилинг/полировка