Preview

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОЦЕССА КАРБОНИТРАЦИИ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ ИЗ ЗАГОТОВОК ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

https://doi.org/10.18323/2073-5073-2020-3-26-37

Полный текст:

Аннотация

На сегодняшний день одним из эффективных способов поверхностного упрочнения сталей и сплавов является метод химико-термической обработки - карбонитрация - одновременное насыщение стальной поверхности азотом и углеродом в расплаве солей при температуре 540-580 °С. Данный способ поверхностного упрочнения позволяет обеспечить высокие эксплуатационные характеристики упрочненного слоя, однако влияние карбонитрации на свойства основного металла, неизбежно подвергающегося нагреву в процессе насыщения, остается неизученным. Это особенно актуально для сталей, у которых температурный интервал 540-560 °С реализации технологического процесса совпадает с интервалом проявления отпускной хрупкости. В работе апробирована технология карбонитрации для упрочнения резьбовых соединений бурильных труб для комплексов со съемным керноприемником (ССК). Изучена кинетика формирования карбонитрированного слоя на сталях зарубежных марок Drillmax 950, 4130 и 1541. Рассмотрено влияние процесса карбонитрации на механические свойства исследуемых сталей. Произведен анализ строения изломов сталей Drillmax 950, 4130 и 1541 до и после карбонитрации. Установлено, что влияние карбонитрации в стали Drillmax 950 проявляется более заметно, в виде развития процессов отпускной хрупкости. Произведена оценка зависимости эксплуатационных характеристик готового резьбового соединения от продолжительности процесса карбонитрации. Показано, что высоким уровнем усталостной прочности как до, так и после карбонитрации обладают резьбовые соединения из стали 1541. Сталь марки 1541рекомендована для изготовления замковых соединений бурильных труб с поверхностным упрочнением резьбы методом карбонитрации.

Об авторах

А. В. Степанчукова
ОАО «Завод бурового оборудования»
Россия


Е. Ю. Приймак
ОАО «Завод бурового оборудования»; Оренбургский государственный университет
Россия


Список литературы

1. Мусанов А.А. Совершенствование бурения скважин алмазными коронками. Саарбрюккен: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2016. 60 с.

2. Музапаров М.Ж. Направленное бурение. Т. 4: Детерминированная технология. Снаряды со съемными керноприемниками. Алматы: КазНТУ, 2011. 204 с.

3. Приймак Е.Ю. Характеристика бурильных труб и обзор трубных заготовок, применяемых в современном геологоразведочном бурении // Черная металлургия. 2017. № 2. С. 70-76.

4. Приймак Е.Ю., Степанчукова А.В., Яковлева И.Л., Терещенко Н.А. Применение карбонитрации для упрочнения резьбовых соединений бурильных труб из среднеуглеродистых легированных сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 2015. № 2. С. 38-44.

5. Степанчукова А.В., Приймак Е.Ю., Яковлева И.Л., Терещенко Н.А., Чирков Е.Ю. Оценка воздействия карбонитрации на положение порога хладноломкости в среднеуглеродистых легированных сталях // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2017. № 4. С. 141-148.

6. Цих С.Г., Гришин В.И., Лисицкий В.Н., Глебова Ю.А. Современные российские технологии химико-термической обработки в машиностроении // Труды ГОСНИТИ. 2011.Т. 107. № 2. С. 114-117.

7. Pang H., Lv G.-H., Chen H., Wang X.-Q., Zhang G.-L., Yang S.-Z. Microstructure and corrosion performance of carbonitriding layers on cast iron by plasma electrolytic carbonitriding // Chinese Physics Letters. 2009. Vol. 26. № 8. P. 086805.

8. Surface hardening of steels; understanding the basics / ed. J.R. Davis. USA: ASM International, 2002. 364 p.

9. Cho Y.-W., Kang Y.-J., Baek J.-H., Woo J.-H., Cho Y.-R. Investigation of microstructure, nanohardness and corrosion resistance for oxi-nitrocarburized low carbon steel // Metals. 2019. Vol. 9. № 2. P. 190.

10. Ladyanov V.I., Goncharov O.Y., Malenko P.I., Leonov A.Y., Relmasira K.D. Influence of manufacturing conditions of carbonitriding on formation of surface layers and protective properties of hot-work structural steel // Inorganic Materials: Applied Research. 2016. № 4. P. 610-617.

11. Костин Н.А. Повышение эксплуатационных свойств штамповой стали 5Х2ГФ путем создания карбонитридных слоев химико-термической обработкой // Металловедение и термическая обработка металлов. 2016. № 8. С. 19-22.

12. Fares M.L., Touhami M.Z., Belaid M., Bruyas H. Surface characteristics analysis of nitrocarburized (Tenifer) and carbonitrided industrial steel AlSl02 types // Surface and Interface Analysis. 2009. Vol. 41. № 3. P. 179-186.

13. Герасимов С.А., Куксенова Л.И., Лаптева В.Г. Структура и износостойкость азотированных конструкционных сталей и сплавов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 518 с.

14. Яковлева И.Л., Терещенко Н.А., Степанчукова А.В., Приймак Е.Ю., Чирков Ю.А. Структура и износостойкость карбонитрированных среднеуглеродистых сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 2017. № 10. С. 25-31.

15. Цих С.Г., Корнеев А.А., Сонц А.В. Исследование кинетики изменения приповерхностных слоев металла при карбонитрации // Научное обозрение. 2013. № 1. С. 84-90.

16. Беласс Л., Кастро Ж., Мера Л., Миер Д.Л., Гарсия А., Варела А. Влияние карбонитрации в соляной ванне по схеме QPQ на микроструктуру и служебные свойства нержавеющей стали 321 // Металловедение и термическая обработка металлов. 2016. № 6. С. 58-65.

17. Тихонцева Н.Т., Софрыгина О.А., Жукова С.Ю., Пышминцева И.Ю., Битюков С.М. Исследование обратимой отпускной хрупкости современных конструкционных сталей // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2012. № 5. С. 60-64.

18. Устиновщиков Ю.И., Шабанова И.Н., Сапухин В.А., Тапезников В.А. Охрупчивание легированных сталей при отпуске // Физика металлов и металловедение. 1977. Т. 44. № 2. С. 336-344.

19. Бучковский Е.В. Повышение эффективности бурения глубоких разведочных скважин с применением КССК-76 // Разведка и охрана недр. 2012. № 3. С. 55-58.

20. Белинин Д.С., Казанцев А.В., Морев И.М., Овчинников И.П., Хомутинин И.С. Повышение эксплуатационных характеристик замков бурильных труб // Master's Journal. 2019. № 2. С. 7-11.

21. Мокроносов Е.Д. Повышение надежности бурильных труб // Деловой журнал Neftegaz.RU. 2016. № 3. С. 26-27.


Для цитирования:


Степанчукова А.В., Приймак Е.Ю. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОЦЕССА КАРБОНИТРАЦИИ ДЛЯ УПРОЧНЕНИЯ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ ИЗ ЗАГОТОВОК ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА. Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2020;(3):26-37. https://doi.org/10.18323/2073-5073-2020-3-26-37

For citation:


Stepanchukova A.V., Priymak E.Yu. THE ASSESSMENT OF THE EFFICIENCY OF CARBONITRIDING PROCESS APPLICATION FOR HARDENING OF THE THREADED JOINTS OF DRILL PIPES MADE OF FOREIGN BLANK PARTS. Science Vector of Togliatti State University. 2020;(3):26-37. (In Russ.) https://doi.org/10.18323/2073-5073-2020-3-26-37

Просмотров: 15


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-5073 (Print)
ISSN 2712-8458 (Online)