Трубы бесшовные горячедеформированные из стали 42CrMo по GB/T 34109 для буровых штанг
Обзор продукта
Горячедеформированные бесшовные трубы из легированной стали 42CrMo по GB/T 34109 представляют собой крупногабаритные трубы из легированной стали, разработанные для изготовления телескопических буровых штанг и буровых штанг, используемых в роторных буровых установках. Продукт сочетает в себе прокаливаемость и усталостную прочность хромомолибденовой стали 42CrMo с контролируемой горячей деформацией, термообработкой и правкой.
В данном описании продукта, "термическая деформация" относится к процессу горячей деформации, а не к специальному свойству коэффициента теплового расширения. В процессе производства меньшая бесшовная материнская труба локально нагревается и расширяется на оправке для получения требуемого большого наружного диаметра. GB/T 34109-2017 является действующим китайским стандартом на продукцию, специально охватывающим бесшовные стальные трубы для буровых штанг роторных буровых машин.
Технические характеристики
| Наименование |
Типичная возможность поставки |
| Продукт |
Горячедеформированная бесшовная труба из легированной стали для буровых штанг роторных буровых машин |
| Стандарт производства |
GB/T 34109-2017 |
| Материал |
Легированная конструкционная сталь хромомолибденовая |
| Основная марка |
42CrMo |
| Сравнимые марки |
ASTM/AISI 4140, EN 42CrMo4, JIS SCM440, GOST 38KhM или 40KhM |
| Технология производства |
Бесшовное прошивание, горячая прокатка, индукционная горячая деформация, термообработка, калибровка и правка |
| Наружный диаметр |
Обычно 168-540 мм; диаметры по проекту могут поставляться по соглашению |
| Толщина стенки |
Обычно 10-50 мм; изготавливается по индивидуальному заказу в соответствии с конструкцией буровой штанги |
| Длина |
1-12 м, изготавливается по индивидуальному заказу |
| Допуск на наружный диаметр |
Обычно контролируется в пределах ±0,5% от наружного диаметра для прецизионных буровых труб, в зависимости от заказанного размера и соглашения |
| Допуск на толщину стенки |
Обычно ±7,5% от номинальной толщины стенки, в зависимости от требований контракта |
| Овальность |
Контролируется в соответствии с заказанным диаметром и требованиями к сборке буровой штанги |
| Прямолинейность |
Локальная и полная прямолинейность контролируется в соответствии с GB/T 34109 или согласованной технической спецификацией |
| Состояние поверхности |
Горячеобработанная, дробеструйная, травленая, механически обработанная или покрытая по спецификации |
| Термообработка |
Отожженная, нормализованная, нормализованная и отпущенная, или закаленная и отпущенная |
| Состояние концов |
Гладкие концы, прямой рез, фаска или механическая обработка по чертежам |
| Документы контроля |
Сертификат испытаний EN 10204 3.1 или эквивалентный сертификат заводских испытаний по соглашению |
| Испытания |
Химический анализ, испытание на растяжение, контроль размеров, визуальный осмотр и неразрушающий контроль по заказу |
Первоначальная область разработки стандарта предусматривала прецизионные бесшовные трубы с наружным диаметром не более 540 мм. Окончательный стандарт регулирует размеры, форму, массу, технические требования, испытания, контроль, маркировку и сертификацию.
Основные характеристики
Высокая статическая прочность
После закалки и отпуска в соответствующих условиях сечения и испытаний, справочные свойства легированной конструкционной стали 42CrMo включают:
- Минимальная прочность на растяжение: приблизительно 1080 МПа
- Минимальный предел текучести: приблизительно 930 МПа
- Минимальное удлинение: приблизительно 12%
- Минимальное относительное сужение: приблизительно 45%
- Справочная ударная вязкость: не менее 63 Дж для стандартного образца
- Твердость после отжига или высокого отпуска: как правило, не более приблизительно 217 HBW
Эти значения являются справочными свойствами для стандартизированных образцов и не должны автоматически рассматриваться как гарантированные свойства для каждой готовой крупногабаритной трубы. Окончательные требования должны быть подтверждены в соответствии с размером трубы, толщиной стенки, состоянием термообработки и спецификацией закупки.
Контролируемая прокаливаемость
Номинальные диапазоны содержания хрома 0,90-1,20% и молибдена 0,15-0,25% замедляют превращение при охлаждении и улучшают прокаливаемость по всей толщине сечения по сравнению с углеродистой сталью. Это особенно важно для толстостенных буровых труб, где недостаточная закалка может привести к большой разнице в твердости между наружной поверхностью и центром стенки.
Сопротивление крутящим и изгибающим нагрузкам
Телескопические буровые штанги роторных буровых установок подвергаются переменным крутящим, изгибающим, осевым сжимающим и локальным контактным нагрузкам. Правильно термообработанная сталь 42CrMo обеспечивает полезный баланс предела текучести, ударной вязкости и усталостной прочности для этих комбинированных условий нагрузки.
Размерная стабильность после горячей деформации
Процесс горячей деформации позволяет получать большие наружные диаметры, которые могут быть неэкономичными при прямой горячей прокатке. Последующая калибровка, термообработка и правка необходимы для контроля овальности, изменения толщины стенки и остаточных напряжений.
Свариваемость требует контролируемых процедур
42CrMo является среднеуглеродистой легированной сталью, а не легко свариваемой низкоуглеродистой конструкционной сталью. Сварка приводных шпонок, стопорных планок или других компонентов буровых штанг обычно требует:
- Удаление масла, окалины и влаги
- Контролируемый предварительный подогрев
- Сварочные материалы с низким содержанием водорода
- Ограниченная температура межслойного нагрева
- Постепенное охлаждение
- Послесварочный отпуск или снятие напряжений при необходимости по конструкции
Квалифицированная процедура сварки должна быть разработана с использованием фактического химического состава трубы, эквивалента углерода, толщины стенки и конфигурации соединения.
Наши технические преимущества
1. Как контролируется равномерность толщины стенки после горячей деформации?
Профессиональные покупатели обычно уделяют внимание эксцентриситету, поскольку горячая деформация может увеличить исходное изменение толщины стенки материнской трубы.
Наш производственный контроль может включать проверку эксцентриситета материнской трубы, контролируемую температуру индукционного нагрева, стабильную скорость толкания, выбор соответствующего коэффициента деформации и многоточечное ультразвуковое измерение толщины стенки. Записи о размерах могут быть предоставлены для концов трубы и промежуточных положений по соглашению на этапе цитирования.
Выбирается технически соответствующий коэффициент деформации вместо максимального возможного увеличения. Чрезмерная однопроходная деформация может увеличить утонение стенки, овальность и микроструктурные изменения.
2. Как проверяется равномерность термообработки крупногабаритных труб?
Крупногабаритные трубы из 42CrMo могут иметь различия в скорости охлаждения между наружной поверхностью, внутренней поверхностью и центром стенки.
Поэтому маршрут термообработки должен выбираться в соответствии с фактическим наружным диаметром и толщиной стенки. Контроль процесса может включать запись калиброванной температуры печи, определенное время выдержки, контролируемую температуру закалочной среды и картирование твердости в представительных положениях трубы.
Когда сквозная производительность имеет решающее значение, покупатели могут указать дополнительные испытания, такие как:
- Измерение твердости в нескольких положениях по окружности
- Сквозные профили твердости
- Металлографическое исследование
- Испытание на растяжение отдельно термообработанных или готовых образцов
- Испытание на удар по Шарпи при требуемой рабочей температуре
3. Как контролируются прямолинейность и овальность для сборки телескопической буровой штанги?
Даже если труба соответствует обычным коммерческим допускам, чрезмерная овальность или полная длина изгиба могут вызвать помехи между вложенными секциями буровой штанги.
Поэтому для буровых труб окончательная калибровка и правка должны выполняться после основной термообработки. Наружный диаметр, овальность и прямолинейность могут быть проверены с помощью circumferential измерений, линейок, лазерных систем или специальных калибров.
Для труб, предназначенных для плотной телескопической сборки, заказчик должен предоставить:
- Готовый наружный диаметр и внутренний диаметр
- Требуемый зазор хода
- Припуск на механическую обработку
- Максимально допустимая овальность
- Предел полной прямолинейности
- Расположение и размер сварных приводных шпонок
Это позволяет избежать распространенной ошибки при закупках, когда указывается только номинальный наружный диаметр и толщина стенки.
Стандарты исполнения
| Система стандартов |
Соответствующий стандарт или марка |
Краткое описание |
| GB |
GB/T 34109-2017 |
Бесшовные стальные трубы специально для буровых штанг роторных буровых машин |
| GB |
GB/T 3077-2015 |
Требования к легированным конструкционным сталям, включая химический состав 42CrMo и справочные свойства |
| ASTM/SAE |
AISI/SAE 4140 |
Широко используемая хромомолибденовая конструкционная сталь с составом, аналогичным 42CrMo |
| EN |
EN 10083-3, 42CrMo4 / 1.7225 |
Легированная сталь для закалки и отпуска |
| JIS |
JIS G4053, SCM440 |
Хромомолибденовая легированная сталь для машиностроения |
| GOST |
38KhM или 40KhM |
Легированные конструкционные марки Cr-Mo с широко сопоставимым дизайном сплава |
GB/T 34109 является стандартом на готовую продукцию в виде труб, в то время как стандарты, такие как GB/T 3077, EN 10083-3 и JIS G4053, в основном определяют марки легированных сталей и условия поставки. Поэтому замена должна основываться на химическом составе, прокаливаемости, механических свойствах, состоянии термообработки и требованиях к готовой трубе, а не только на сходстве названий марок. GB/T 3077-2015 остается действующим китайским стандартом для легированных конструкционных сталей.
Специфическое применение
Телескопическая буровая штанга для роторной буровой установки
Труба используется в качестве основного цилиндрического корпуса телескопической буровой штанги, устанавливаемой на роторной буровой установке для строительства буронабивных свай.
Несколько секций трубы концентрически вложены друг в друга. Продольные приводные шпонки и стопорные элементы передают крутящий момент и осевую силу от одной секции к другой. Во время работы буровая штанга передает вращающий момент и усилие подачи буровому инструменту, одновременно многократно выдвигаясь и втягиваясь.
Для этого применения труба должна обеспечивать:
- Достаточную прочность на кручение для передачи бурового момента
- Сопротивление изгибу при эксцентричных буровых нагрузках
- Контролируемую овальность для плавного телескопического движения
- Прямолинейность по всей длине трубы
- Достаточную ударную вязкость при ударах и вибрациях
- Стабильные свойства в зонах, прилегающих к сварным приводным шпонкам
- Припуск на механическую обработку для окончательной коррекции размеров
Химический состав 42CrMo и сравнимых марок
| Марка |
Система стандартов |
C % |
Si % |
Mn % |
P Макс. % |
S Макс. % |
Cr % |
Mo % |
| 42CrMo |
GB/T 3077 |
0.38-0.45 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
0.035 |
0.035 |
0.90-1.20 |
0.15-0.25 |
| AISI/SAE 4140 |
Система SAE |
0.38-0.43 |
0.15-0.35 |
0.75-1.00 |
0.035 |
0.040 |
0.80-1.10 |
0.15-0.25 |
| 42CrMo4 / 1.7225 |
EN 10083-3 |
0.38-0.45 |
≤0.40 |
0.60-0.90 |
0.025 |
0.035 |
0.90-1.20 |
0.15-0.30 |
| SCM440 |
JIS G4053 |
0.38-0.43 |
0.15-0.35 |
0.60-0.90 |
0.030 |
0.030 |
0.90-1.20 |
0.15-0.30 |
| 40KhM |
Система GOST |
0.37-0.44 |
0.17-0.37 |
0.50-0.80 |
0.035 |
0.035 |
0.90-1.20 |
0.15-0.25 |
Справочные механические свойства
| Марка |
Справочное состояние |
Прочность на растяжение Rm |
Предел текучести Rp0.2/Re |
Удлинение |
Справочник по ударной вязкости или твердости |
| 42CrMo |
Закаленная и отпущенная; стандартный справочный образец |
≥1080 МПа |
≥930 МПа |
≥12% |
Относительное сужение ≥45%; ударная вязкость ≥63 Дж; твердость после отжига/высокого отпуска ≤217 HBW |
| AISI/SAE 4140 |
Закаленная и отпущенная |
Приблизительно 850-1100 МПа |
Приблизительно 650-930 МПа |
Приблизительно 12-18% |
Окончательные значения зависят от температуры отпуска и размера сечения |
| 42CrMo4 |
Закаленная и отпущенная |
Приблизительно 900-1100 МПа |
Приблизительно 700-900 МПа |
Приблизительно 12-14% |
Значения EN указываются в зависимости от диаметра изделия и состояния термообработки |
| SCM440 |
Закаленная и отпущенная |
Обычно ≥980 МПа |
Обычно ≥835 МПа |
Обычно ≥12% |
Твердость обычно указывается в согласованном диапазоне закалки и отпуска |
| 40KhM |
Закаленная и отпущенная |
Приблизительно ≥980 МПа |
Приблизительно ≥785 МПа |
Приблизительно ≥10% |
Требования к ударной вязкости и сужению зависят от формы изделия и термообработки |
Рекомендуемые инспекции и испытания
| Пункт инспекции |
Рекомендуемый контроль |
| Химический анализ |
Анализ плавки с анализом продукта при необходимости |
| Испытание на растяжение |
Продольный или поперечный образец по спецификации |
| Испытание на удар |
Температура испытания, направление образца и минимальная энергия указываются в заказе |
| Твердость |
Поверхностная твердость или картирование твердости в нескольких положениях после термообработки |
| Ультразвуковое тестирование |
Обнаружение внутренних ламинаций и продольных дефектов |
| Магнитопорошковая дефектоскопия |
Подходит для проверки обработанных концов или критических участков поверхности |
| Контроль размеров |
OD, ID, толщина стенки, овальность, длина и перпендикулярность концов |
| Прямолинейность |
Локальное и полное измерение |
| Контроль поверхности |
Окалина, трещины, складки, ямы, закаты и механические повреждения |
| Металлография |
Опциональная проверка микроструктуры, размера зерна и обезуглероживания |
| Прослеживаемость |
Номер плавки, номер трубы, марка, размеры и партия термообработки |
Часто задаваемые вопросы
В: Вы торговая компания или производитель?
О: Производитель, также можем заниматься торговлей.
В: Сколько времени занимает доставка?
О: Как правило, это 10-15 дней, если товар есть на складе, или 30-40 дней, если товара нет на складе, в зависимости от количества.
В: Предоставляете ли вы образцы? Бесплатно или за дополнительную плату?
О: Да, мы могли бы предложить образец бесплатно, но необходимо оплатить стоимость фрахта.
В: Каковы ваши условия оплаты?
О: Оплата ≤ 2000 долларов США, 100% предоплата. Оплата ≥ 2000 долларов США, 30% T/T предоплата, остаток перед отгрузкой.
Если у вас есть другой вопрос, пожалуйста, не стесняйтесь связаться со мной.