Nepretržitý vratný pohybprísavné tyčev prostredí abrazívnych ropných vrtov kladie náročné požiadavky na mechanické vlastnosti, ako je pevnosť, únavová životnosť, odolnosť proti opotrebovaniu a ochrana proti korózii. Optimálny výber materiálov je rozhodujúci pre maximalizáciu účinnosti čerpania a minimalizáciu prestojov. Vigor poskytuje komparatívnu analýzu tried stredne uhlíkových legovaných ocelí AISI 4130, 4140, 4142, 4330 a 4138 s cieľom poskytnúť informácie o vhodných možnostiach pre rôzne prevádzkové podmienky.
Prehľad AISI 4130
Oceľ AISI 4130 obsahujúca 0.28-0,33 % C, 0.4-0,6 % Mn, 0.{{8 }}.1 % Cr a 0.{11}}.25 % Mo sa široko používa na výrobu prísavných tyčí. Prvky zliatiny chrómu a molybdénu výrazne zvyšujú prekaliteľnosť, pevnosť, húževnatosť a odolnosť proti popúšťaniu v porovnaní s obyčajnými uhlíkovými oceľami.
Pri správnom tepelnom spracovaní môže AISI 4130 dosiahnuť pevnosť v ťahu nad 150 ksi, medzu klzu presahujúcu 120 ksi, predĺženie až 16% a rázovú húževnatosť Charpyho V-vrub 20 ft-lb pri izbovej teplote. Únavová pevnosť je tiež lepšia ako obyčajné uhlíkové ocele. Tieto robustné mechanické vlastnosti umožňujú prútom AISI 4130 odolávať silnému cyklickému namáhaniu.
AISI 4130 poskytuje cenovo výhodnú kombináciu pevnosti, únavovej životnosti a húževnatosti.
AISI 4140 legovaná oceľ pre prísavné tyče
AISI 4140 je široko používaný pre prúty vďaka svojej vynikajúcej pevnosti, húževnatosti, únavovej životnosti a odolnosti voči opotrebovaniu v porovnaní s nižšími zliatinami. So zložením 0.38-0,43 % C, 0.75-1 % Cr, 0.15-0,25 % Mo, a 0.{10}}.1 % Mn, AISI 4140 môže dosiahnuť pevnosť v ťahu nad 200 ksi a medzu klzu až do 170 ksi po kalení a popúšťaní.
Vyšší uhlík umožňuje vyššiu tvrdosť a odolnosť proti oderu ako AISI 4130, čím zmierňuje predčasné opotrebovanie. 4140 tiež demonštruje vynikajúcu húževnatosť a ťažnosť. Zvýšený obsah chrómu zvyšuje ochranu proti korózii. Navyše 4140 vykazuje vynikajúcu únavovú pevnosť vyššiu ako uhlíková oceľ AISI 1045, najmä pri väčších priemeroch.
Vynikajúca pevnosť a odolnosť proti únave odôvodňujú vyššie náklady na AISI 4140 pre náročné aplikácie.
Kľúčové výhody modifikovanej legovanej ocele AISI 4142
AISI 4142 je vylepšený variant 4140, ktorý obsahuje 0.38-0.43 % C, 1.8-2.1 % Cr, 0.{101} {9}},25 % Mo, 0.{12}},1 % Mn a 1.65-2 % Ni. Zvýšený obsah chrómu a niklu poskytuje podstatne lepšiu odolnosť proti korózii v porovnaní s 4140, pričom si zachováva vynikajúcu pevnosť a húževnatosť.
Zvýšený obsah niklu tiež zvyšuje rázovú húževnatosť pri nízkych teplotách. Pri správnom tepelnom spracovaní môže AISI 4142 ponúknuť medzu klzu nad 180 ksi, pevnosť v ťahu presahujúcu 230 ksi a hodnoty Charpyho nárazu 16 ft-lb pri -40oF. To umožňuje spoľahlivý výkon v drsných podzemných prostrediach náchylných na praskanie sírovodíkom.
Kľúčové vlastnosti modifikovanej ocele AISI 4330 odolnej voči opotrebovaniu
Modifikovaná oceľ AISI 4330 obsahuje 0.28-0,34 % C, 1.5-2,5 % Ni, {{10}}.{101} {8}},2 % Cr, 0.2-0,6 % Mo, 0.{14}} % Mn a 1-1,4 % Si (Rajnay, 2005). Vyšší obsah niklu poskytuje vynikajúcu húževnatosť, zatiaľ čo zvýšený obsah kremíka poskytuje vynikajúcu odolnosť proti oderu a oderu. AISI 4330 má veľmi vysokú odolnosť proti popúšťaniu a môže sa počas prevádzky zahriať na 1200oF bez straty tvrdosti.
Vďaka týmto vlastnostiam je AISI 4330 ideálny preprísavné tyčev piesčitom alebo vysokoteplotnom prostredí náchylnom na abrazívne opotrebovanie a eróziu. Dosiahnuteľné sú medze klzu 160-200 ksi a pevnosti v ťahu nad 230 ksi. AISI 4330 sa používa hlavne tam, kde je prvoradá extrémna odolnosť proti opotrebovaniu.
Resulfurizovaná oceľ AISI 4138
AISI 4138 obsahuje zvýšenú síru pri 0.15-0,35 % spolu s 0.36-0,44 % C, 1.5-1,8 % Cr, {{10}}.15-0.25 % Mo a 0.{14}}.9 % Mn (Leslie, 1981). Vyšší obsah síry zlepšuje obrobiteľnosť, ale znižuje rázovú húževnatosť. Stredný obsah uhlíka a chrómu prepožičiava dobrú pevnosť a odolnosť voči popúšťaniu.
Pri správnom spracovaní môže AISI 4138 ponúknuť 130-180 ksi medzu klzu a 160-210 ksi pevnosť v ťahu spolu s primeraným predĺžením a zmenšením plochy. Síra tiež zlepšuje odolnosť proti klznému opotrebeniu.
Pre optimálny výber zliatiny prísavnej tyče je nevyhnutné starostlivo vyvážiť požiadavky na mechanické vlastnosti s obmedzením nákladov.
Vieme dodaťprísavné tyčevyrobené z vyššie uvedených materiálov. Poskytujeme údaje o mechanických vlastnostiach bežne používaných materiálov. V prípade špeciálnych požiadaviek nás kontaktujte na overenie. kontaktujte nás prosím nainfo@vigorpetroleum.com.
