專利名稱：V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鉆桿焊縫的熱處理方法，尤其是一種V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法。
背景技術：
石油鉆桿是油田鉆井的主要工具，結構中包括鉆桿管體和鉆桿管體兩端的鉆桿接頭。在油氣的開采和提煉過程中，要求鉆桿管體必須能夠承受巨大的內外壓、扭曲、彎曲和振動。隨著石油行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的深井、超深井被開發(fā)，這對鉆桿就提出了越來越高的要求。美國專利3997374、4160543采用了空氣淬火的方法，美國專利3997374 采用在鉆桿焊縫內外表面噴壓縮空氣的方法來達到焊縫淬火的目的，空氣的冷卻速度較慢，因此該方法只適用于類似4340H這種合金含量較高淬透性較好的油淬材質；中國專利 200610024175. 1公開了一種鉆桿焊縫熱處理淬火方法，在奧氏體化后的鉆桿焊縫表面噴淬火液體，同時在鉆桿焊縫內表面噴氣，以此達到焊縫淬火的目的，但是沒有公開具體的淬火溫度和淬火時間和其它的參數(shù)，只是給出了一種淬火方式，并且給定的淬火冷卻后的焊縫外表溫度和后續(xù)的回火溫度范圍較大，并沒有指出鉆桿接頭鋼級為130Ksi，鉆桿管體鋼級為150Ksi的焊縫淬火和回火所需的具體溫度；上述專利公開的焊縫熱處理工藝均不能達到V150鋼級的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法，本發(fā)明提供的鉆桿焊縫熱處理工藝是鉆桿接頭鋼級為130Ksi，鉆桿管體鋼級為150Ksi的焊縫的熱處理工藝，得到的鉆桿焊縫的屈服強度、抗拉強度、延伸率和-20 條件下的平均沖擊功均能達到V150鋼級要求。本發(fā)明所采取的技術方案為V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法，包括淬火、回火， 鉆桿焊縫是由鉆桿接頭和鉆桿管體經摩擦焊接形成的，鉆桿接頭鋼級為130Ksi，鉆桿管體鋼級為150Ksi ；
淬火包括以下步驟
a、將鉆桿焊縫輸送到淬火線圈位置；
b、用時30 40秒將焊縫加熱到950°C 975°C，并保溫28 32秒；
c、焊縫外表面采用淬火液淬火，內表面采用壓縮空氣淬火，淬火時間為110 130秒， 淬火液的流量為270 ^0m7min，壓縮空氣的出口壓力控制在0. 5Mpa以上；
回火包括以下步驟
a、將淬火后的鉆桿焊縫輸送到回火線圈位置；
b、用時35 45秒將焊縫加熱到670 695°C，保溫170 190秒后，自然冷卻至室溫。優(yōu)選的淬火步驟b中將焊縫加熱到960°C ；回火步驟b中將焊縫加熱到680°C。
優(yōu)選的淬火步驟b結束后6秒之內開始淬火步驟C。優(yōu)選的淬火液為水、陶氏逆溶型淬火液UCON-E或陶氏逆溶型淬火液UC0N-A。本發(fā)明的有益之處為采用本發(fā)明的鉆桿焊縫熱處理方法，得到的V150鋼級鉆桿焊縫的屈服強度彡827MPa，抗拉強度彡900MPa，延伸率彡13%，-20 條件下的平均沖擊功不低于^J，比V150鋼級標準值超出30%以上；焊縫組織晶粒度達到8級或8級以上，熱處理后的鉆桿焊縫的一次合格率達99. 7%以上。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明。圖1為實施例1熱處理后的焊縫的組織晶粒度圖； 圖2為實施例2熱處理后的焊縫的組織晶粒度圖3為實施例3熱處理后的焊縫的組織晶粒度圖； 上述圖片放大的倍數(shù)相同。
具體實施例方式實施例1
V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法，包括淬火、回火，鉆桿焊縫是由鉆桿接頭和鉆桿管體經摩擦焊接形成的，鉆桿接頭鋼級為130Ksi，鉆桿管體鋼級為150Ksi ； 淬火包括以下步驟
a、將鉆桿焊縫輸送到淬火線圈位置；
b、用時35秒將焊縫加熱到960°C，并保溫30秒；
c、焊縫外表面采用淬火液淬火，淬火液為陶氏逆溶型淬火液UC0N-E，內表面采用壓縮空氣淬火，淬火時間為120秒，淬火液的流量為^0m7min，壓縮空氣的出口壓力控制在 0. 5Mpa ；
回火包括以下步驟
a、將淬火后的鉆桿焊縫輸送到回火線圈位置；
b、用時40秒將焊縫加熱到680°C，保溫180秒后，自然冷卻至室溫。淬火步驟b結束后6秒之內開始淬火步驟C。鉆桿焊縫的屈服強度為860MPa，抗拉強度為950MPa，延伸率為14%，-20°C條件下的沖擊功為65J，焊縫組織晶粒度為10. 5級。實施例2
V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法，包括淬火、回火，鉆桿焊縫是由鉆桿接頭和鉆桿管體經摩擦焊接形成的，鉆桿接頭鋼級為130Ksi，鉆桿管體鋼級為150Ksi ； 淬火包括以下步驟
a、將鉆桿焊縫輸送到淬火線圈位置；
b、用時30秒將焊縫加熱到950°C，并保溫28秒；
c、焊縫外表面采用淬火液淬火，淬火液為陶氏逆溶型淬火液UC0N-E，內表面采用壓縮空氣淬火，淬火時間為110秒，淬火液的流量為270m7min，壓縮空氣的出口壓力控制在 0. 6Mpa ；回火包括以下步驟
a、將淬火后的鉆桿焊縫輸送到回火線圈位置；
b、用時35秒將焊縫加熱到670°C，保溫170秒后，自然冷卻至室溫。淬火步驟b結束后6秒之內開始淬火步驟C。鉆桿焊縫的屈服強度為850MPa，抗拉強度為930MPa，延伸率為15%，-20°C條件下的沖擊功為68J，焊縫組織晶粒度為10級。實施例3
V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法，包括淬火、回火，鉆桿焊縫是由鉆桿接頭和鉆桿管體經摩擦焊接形成的，鉆桿接頭鋼級為130Ksi，鉆桿管體鋼級為150Ksi ； 淬火包括以下步驟
a、將鉆桿焊縫輸送到淬火線圈位置；
b、用時40秒將焊縫加熱到975°C，并保溫32秒；
c、焊縫外表面采用淬火液淬火，淬火液為陶氏逆溶型淬火液UC0N-A，內表面采用壓縮空氣淬火，淬火時間為130秒，淬火液的流量為290m7min，壓縮空氣的出口壓力控制在 0. 8Mpa ；
回火包括以下步驟
a、將淬火后的鉆桿焊縫輸送到回火線圈位置；
b、用時45秒將焊縫加熱到695°C，保溫190秒后，自然冷卻至室溫。淬火步驟b結束后6秒之內開始淬火步驟C。鉆桿焊縫的屈服強度為870MPa，抗拉強度為980MPa，延伸率為14%，-20°C條件下的沖擊功為60J，組織晶粒度為11級。實施例4
V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法，包括淬火、回火，鉆桿焊縫是由鉆桿接頭和鉆桿管體經摩擦焊接形成的，鉆桿接頭鋼級為130Ksi，鉆桿管體鋼級為150Ksi ； 淬火包括以下步驟
a、將鉆桿焊縫輸送到淬火線圈位置；
b、用時30秒將焊縫加熱到950°C，并保溫28秒；
c、焊縫外表面采用淬火液淬火，淬火液為水，內表面采用壓縮空氣淬火，淬火時間為 110秒，淬火液的流量為270m7min，壓縮空氣的出口壓力控制在0. 6Mpa ；
回火包括以下步驟
a、將淬火后的鉆桿焊縫輸送到回火線圈位置；
b、用時35秒將焊縫加熱到670°C，保溫170秒后，自然冷卻至室溫。淬火步驟b結束后6秒之內開始淬火步驟C。鉆桿焊縫的屈服強度為845MPa，抗拉強度為910MPa，延伸率為18%，-20°C條件下的沖擊功為60J，組織晶粒度為10級。
權利要求
1.V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法，包括淬火、回火，所述鉆桿焊縫是由鉆桿接頭和鉆桿管體經摩擦焊接形成的，其特征在于鉆桿接頭鋼級為130Ksi，鉆桿管體鋼級為150Ksi ；淬火包括以下步驟a、將鉆桿焊縫輸送到淬火線圈位置；b、用時30 40秒將焊縫加熱到950°C 975°C，并保溫28 32秒；c、焊縫外表面采用淬火液淬火，內表面采用壓縮空氣淬火，淬火時間為110 130秒， 淬火液的流量為270 ^0m7min，壓縮空氣的出口壓力控制在0. 5Mpa以上；回火包括以下步驟a、將淬火后的鉆桿焊縫輸送到回火線圈位置；b、用時35 45秒將焊縫加熱到670 695°C，保溫170 190秒后，自然冷卻至室溫。
2.如權利要求1所述的V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法，其特征在于所述淬火步驟b 中將焊縫加熱到960°C ；回火步驟b中將焊縫加熱到680°C。
3.如權利要求2所述的V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法，其特征在于淬火步驟b結束后6秒之內開始淬火步驟C。
4.如權利要求3所述的V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法，其特征在于淬火液為水、陶氏逆溶型淬火液UCON-E或陶氏逆溶型淬火液UC0N-A。
全文摘要
本發(fā)明公開了V150鋼級鉆桿焊縫的熱處理方法，包括淬火、回火，淬火a、將鉆桿焊縫輸送到淬火線圈位置；b、用時30～40秒將焊縫加熱到950℃～975℃，并保溫28～32秒；c、焊縫外表面采用淬火液淬火，內表面采用高壓空氣淬火，淬火時間為110～130秒；回火a、將淬火后的鉆桿焊縫輸送到回火線圈位置；b、用時35～45秒將焊縫加熱到670～695℃，保溫170～190秒，冷卻至室溫。本發(fā)明得到的鉆桿焊縫的屈服強度≥827MPa，抗拉強度≥900MPa，延伸率≥13%，-200C條件下的沖擊功不低于54J，比V150鋼級標準值超出30%以上；焊縫組織晶粒度達到8級或8級以上，產品一次合格率高。
文檔編號C21D9/50GK102399970SQ20111036699
公開日2012年4月4日 申請日期2011年11月18日 優(yōu)先權日2011年11月18日
發(fā)明者劉智超, 李 真, 李鵬, 李齊富, 王青林, 趙永峰, 鄭代成 申請人:中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司, 渤海能克鉆桿有限公司