Исследование закономерностей формирования сварных соединений бурильных труб с целью повышения их надежности

Ротационная (конвекционная) сварка трением – это высокопроизводительный способ создания высококачественного сварного соединения, который широко используется в трубной промышленности при производстве бурильных труб широкой номенклатуры из среднеуглеродистых легированных сталей. Не смотря на длительное применение данного способа предприятиями России, включая расположенные на территории Оренбургской области, в настоящее время отсутствуют данные экспериментальных исследований, устанавливающих закономерности формирования структуры и свойств в процессе образования подобных сварных соединений, в том числе при различных параметрах сварки. В связи с этим, не исчерпаны все потенциальные возможности способа сварки трением в вопросе обеспечения более высокой надежности получаемых данных способом сварных соединений.Цель проекта – повышение надежности сварных элементов бурильных труб за счет поиска оптимальных технологических параметров сварки и последующей термической обработки, обеспечивающих свойства сварного шва не менее высокопрочного материала тела трубы.Сварка трением экспериментальных образцов производилась на сварочном оборудовании Thompson-60 в условиях ОАО «Завод бурового оборудования» (г. Оренбург). В ходе выполнения проекта применялись комплексные методы исследования: оптическая металлография, растровая электронная микроскопия, испытания механических свойств на разрыв, ударный изгиб и циклическую долговечность. Это позволило получить достоверную информацию о влиянии режимов сварки на параметры структуры в зоне термомеханического влияния сварного шва, проанализировать механизмы разрушения сварных соединений в условиях статического, динамического и циклического нагружения, выявить «опасные» разупрочненные зоны, образованные при сварке, оценить целесообразность проведения послесварочной термической обработки. Результаты исследования по проекту позволили выработать научно-технические решения по повышению надежности зоны сварного шва бурильных труб из сталей 32Г2-40ХН в зависимости от режимов сварки и вида послесварочной термической обработки. Базой внедрения разработанных решений явилось предприятие ОАО «Завод бурового оборудования» (г. Оренбург) – крупнейший производитель и поставщик геологоразведочного оборудования в ведущие горнодобывающие компании-гиганты. Успешное выполнение проекта позволило повысить конкурентоспособность продукции предприятия Оренбургской области.