专利名称：V150钢级钻杆焊缝的热处理方法
技术领域：
本发明涉及钻杆焊缝的热处理方法，尤其是一种V150钢级钻杆焊缝的热处理方法。
背景技术：
石油钻杆是油田钻井的主要工具，结构中包括钻杆管体和钻杆管体两端的钻杆接头。在油气的开采和提炼过程中，要求钻杆管体必须能够承受巨大的内外压、扭曲、弯曲和振动。随着石油行业的不断发展，越来越多的深井、超深井被开发，这对钻杆就提出了越来越高的要求。美国专利3997374、4160543采用了空气淬火的方法，美国专利3997374 采用在钻杆焊缝内外表面喷压缩空气的方法来达到焊缝淬火的目的，空气的冷却速度较慢，因此该方法只适用于类似4340H这种合金含量较高淬透性较好的油淬材质；中国专利 200610024175. 1公开了一种钻杆焊缝热处理淬火方法，在奥氏体化后的钻杆焊缝表面喷淬火液体，同时在钻杆焊缝内表面喷气，以此达到焊缝淬火的目的，但是没有公开具体的淬火温度和淬火时间和其它的参数，只是给出了一种淬火方式，并且给定的淬火冷却后的焊缝外表温度和后续的回火温度范围较大，并没有指出钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi的焊缝淬火和回火所需的具体温度；上述专利公开的焊缝热处理工艺均不能达到V150钢级的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，本发明提供的钻杆焊缝热处理工艺是钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi的焊缝的热处理工艺，得到的钻杆焊缝的屈服强度、抗拉强度、延伸率和-20 条件下的平均冲击功均能达到V150钢级要求。本发明所采取的技术方案为V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，包括淬火、回火， 钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的，钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi ；
淬火包括以下步骤
a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置；
b、用时30 40秒将焊缝加热到950°C 975°C，并保温28 32秒；
c、焊缝外表面采用淬火液淬火，内表面采用压缩空气淬火，淬火时间为110 130秒， 淬火液的流量为270 ^0m7min，压缩空气的出口压力控制在0. 5Mpa以上；
回火包括以下步骤
a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置；
b、用时35 45秒将焊缝加热到670 695°C，保温170 190秒后，自然冷却至室温。优选的淬火步骤b中将焊缝加热到960°C ；回火步骤b中将焊缝加热到680°C。
优选的淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤C。优选的淬火液为水、陶氏逆溶型淬火液UCON-E或陶氏逆溶型淬火液UC0N-A。本发明的有益之处为采用本发明的钻杆焊缝热处理方法，得到的V150钢级钻杆焊缝的屈服强度彡827MPa，抗拉强度彡900MPa，延伸率彡13%，-20 条件下的平均冲击功不低于^J，比V150钢级标准值超出30%以上；焊缝组织晶粒度达到8级或8级以上，热处理后的钻杆焊缝的一次合格率达99. 7%以上。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图1为实施例1热处理后的焊缝的组织晶粒度图； 图2为实施例2热处理后的焊缝的组织晶粒度图3为实施例3热处理后的焊缝的组织晶粒度图； 上述图片放大的倍数相同。
具体实施例方式实施例1
V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，包括淬火、回火，钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的，钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi ； 淬火包括以下步骤
a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置；
b、用时35秒将焊缝加热到960°C，并保温30秒；
c、焊缝外表面采用淬火液淬火，淬火液为陶氏逆溶型淬火液UC0N-E，内表面采用压缩空气淬火，淬火时间为120秒，淬火液的流量为^0m7min，压缩空气的出口压力控制在 0. 5Mpa ；
回火包括以下步骤
a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置；
b、用时40秒将焊缝加热到680°C，保温180秒后，自然冷却至室温。淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤C。钻杆焊缝的屈服强度为860MPa，抗拉强度为950MPa，延伸率为14%，-20°C条件下的冲击功为65J，焊缝组织晶粒度为10. 5级。实施例2
V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，包括淬火、回火，钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的，钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi ； 淬火包括以下步骤
a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置；
b、用时30秒将焊缝加热到950°C，并保温28秒；
c、焊缝外表面采用淬火液淬火，淬火液为陶氏逆溶型淬火液UC0N-E，内表面采用压缩空气淬火，淬火时间为110秒，淬火液的流量为270m7min，压缩空气的出口压力控制在 0. 6Mpa ；回火包括以下步骤
a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置；
b、用时35秒将焊缝加热到670°C，保温170秒后，自然冷却至室温。淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤C。钻杆焊缝的屈服强度为850MPa，抗拉强度为930MPa，延伸率为15%，-20°C条件下的冲击功为68J，焊缝组织晶粒度为10级。实施例3
V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，包括淬火、回火，钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的，钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi ； 淬火包括以下步骤
a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置；
b、用时40秒将焊缝加热到975°C，并保温32秒；
c、焊缝外表面采用淬火液淬火，淬火液为陶氏逆溶型淬火液UC0N-A，内表面采用压缩空气淬火，淬火时间为130秒，淬火液的流量为290m7min，压缩空气的出口压力控制在 0. 8Mpa ；
回火包括以下步骤
a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置；
b、用时45秒将焊缝加热到695°C，保温190秒后，自然冷却至室温。淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤C。钻杆焊缝的屈服强度为870MPa，抗拉强度为980MPa，延伸率为14%，-20°C条件下的冲击功为60J，组织晶粒度为11级。实施例4
V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，包括淬火、回火，钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的，钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi ； 淬火包括以下步骤
a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置；
b、用时30秒将焊缝加热到950°C，并保温28秒；
c、焊缝外表面采用淬火液淬火，淬火液为水，内表面采用压缩空气淬火，淬火时间为 110秒，淬火液的流量为270m7min，压缩空气的出口压力控制在0. 6Mpa ；
回火包括以下步骤
a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置；
b、用时35秒将焊缝加热到670°C，保温170秒后，自然冷却至室温。淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤C。钻杆焊缝的屈服强度为845MPa，抗拉强度为910MPa，延伸率为18%，-20°C条件下的冲击功为60J，组织晶粒度为10级。
权利要求
1.V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，包括淬火、回火，所述钻杆焊缝是由钻杆接头和钻杆管体经摩擦焊接形成的，其特征在于钻杆接头钢级为130Ksi，钻杆管体钢级为150Ksi ；淬火包括以下步骤a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置；b、用时30 40秒将焊缝加热到950°C 975°C，并保温28 32秒；c、焊缝外表面采用淬火液淬火，内表面采用压缩空气淬火，淬火时间为110 130秒， 淬火液的流量为270 ^0m7min，压缩空气的出口压力控制在0. 5Mpa以上；回火包括以下步骤a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置；b、用时35 45秒将焊缝加热到670 695°C，保温170 190秒后，自然冷却至室温。
2.如权利要求1所述的V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，其特征在于所述淬火步骤b 中将焊缝加热到960°C ；回火步骤b中将焊缝加热到680°C。
3.如权利要求2所述的V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，其特征在于淬火步骤b结束后6秒之内开始淬火步骤C。
4.如权利要求3所述的V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，其特征在于淬火液为水、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
本发明公开了V150钢级钻杆焊缝的热处理方法，包括淬火、回火，淬火a、将钻杆焊缝输送到淬火线圈位置；b、用时30～40秒将焊缝加热到950℃～975℃，并保温28～32秒；c、焊缝外表面采用淬火液淬火，内表面采用高压空气淬火，淬火时间为110～130秒；回火a、将淬火后的钻杆焊缝输送到回火线圈位置；b、用时35～45秒将焊缝加热到670～695℃，保温170～190秒，冷却至室温。本发明得到的钻杆焊缝的屈服强度≥827MPa，抗拉强度≥900MPa，延伸率≥13%，-200C条件下的冲击功不低于54J，比V150钢级标准值超出30%以上；焊缝组织晶粒度达到8级或8级以上，产品一次合格率高。
文档编号C21D9/50GK102399970SQ20111036699
公开日2012年4月4日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者刘智超, 李 真, 李鹏, 李齐富, 王青林, 赵永峰, 郑代成 申请人:中国石油集团渤海石油装备制造有限公司, 渤海能克钻杆有限公司