加重钻杆耐磨带焊接作业指导书.docx
- 文档编号:10662058
- 上传时间:2023-05-27
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:58.48KB
加重钻杆耐磨带焊接作业指导书.docx
《加重钻杆耐磨带焊接作业指导书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《加重钻杆耐磨带焊接作业指导书.docx(14页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
加重钻杆耐磨带焊接作业指导书
黄河钻井总公司管具公司
加重钻杆耐磨带焊接作业指导书
编号:
SHGJQZY016-
日期:
QHSE管理体系作业指导书
编写人:
版本:
C/0
批准人:
页数:
1、基本要求
1.1目的
为了确保加重钻杆耐磨带焊接质量达到工艺标准及QHSE管理体系要求,特制定本作业指导书。
1.2范围
适用于加重钻杆耐磨带焊接的全过程。
2、术语和定义
耐磨带;针对钻杆在油井和气井钻探过程中由于摩擦断裂产生的问题,生产出的一种硬质合金,以凸起带状的形式熔合在钻杆接头表面,保护钻杆和套管的材料。
3、岗位基本要求
3.1对本岗位涉及到的危害和环境因素能识别,了解本岗位所涉及的危险作业和环境影响。
3.2熟知岗位相关操作技术标准及各项管理规章制度。
3.3身体健康,反应敏捷,能够单独负重50公斤以上
3.4具备相应的电、气焊基本知识和操作技能。
3.5对本岗位所管辖的主要及辅助设备做到“四懂三会”。
3.6懂得紧急情况下的应急处理与自救互救。
4、危险源和环境因素及主要风险
5、作业程序
5.1作业要求
5.1.1操作者的劳保穿戴必须符合安全规定,按电焊工的标准进行劳保穿戴。
5.1.2各操作工位配备足够的照明设施,厂房内备有应急照明灯。
5.1.3工房内应设置足够的风扇,夏季工作区域温度超过35℃时,应采取其他有效的降温措施。
5.1.4工房内噪声不得超过85Db。
工房内安装排风扇,及时排出各类粉尘和烟尘。
5.2作业流程
5.2.1焊接前的检查
5.2.1.1焊接设备的检查
5.2.1.1.1电焊机的检查:
确保焊接设备的送丝机构和焊枪头的正确安装、是否清洁,并且工作正常。
5.2.1.1.2确保耐磨焊丝正确地安装在送丝机构上,并能顺畅送丝。
另外,要保证送丝轮和焊枪头之间的焊丝有一顶的张紧度,但是过度张紧会导致焊丝变形。
5.2.1.1.3确保将焊枪设定在一个合适的角度和恰当的位置,从而得到合格形状的耐磨带。
5.2.1.1.4确保焊接设备的极性连接正确,调节电压、电流、送丝速度、转速及摆动速度等参数,以符合设定的焊接程序。
这些调整取决于焊接设备和操作者,从而得到合格的焊缝形状、高度、厚度等。
5.2.1.1.5冷却水箱运作正常,进、出口水流通畅。
5.2.1.1.6焊接机床的检查:
卡盘运作自如,并实测钻速与以往有无不同,如转速放慢,应检查齿轮的润滑油是否过期,尤其是在冬天,焊接机床必须试运作20分钟左右。
5.2.1.1.7辅助机构检查:
焊枪移动机构,上下、左右手动、自动移动正常,三维调节机构移动正常。
5.2.1.1.8传输机构:
上、下伸降正常,向前、向后传输正常。
5.2.1.2焊接材料检查
5.2.1.2.1焊丝表面清洁,无污物,无锈斑和其他油脂类物体。
5.2.1.2.2焊接保护气体:
确保CO2保护气体的纯度,一般要求CO2纯度大于99.8%,最低不应低于99.5%,露点低于-400C,即CO2气体中的水分含量为0.0066%,即0.13毫克水分/升CO2气体。
如果生产现场使用的CO2气体水分含量较高、纯度偏低时,应该做提纯处理,经常采用的方法是:
将新灌CO2气钢瓶倒立静置1~2小时,使水分沉积在底部,然后打开倒置气瓶的气阀,根据瓶中含水量的不同,一般放水2~3次,每次放水间隔约30分钟,放水结束后将气瓶放正;
经放水处理后的气瓶在使用前先放气2~3分钟,因为上部气体一般含有较多的空气和水分,而这些空气和水分主要灌瓶时混入瓶内的;
在CO2供气管路中串接高压干燥器和低压干燥器,干燥剂可采用硅胶、无水氯化钙或脱水硫酸铜,以进一步减少CO2气体中的水分,用过的干燥剂经烘干后可重复使用。
当瓶中气压降低到1MPa时,不再使用。
e、 气体的流量为15-18L/min
(注:
若采用混合气体焊接时,CO2为20%、Ar气为80%,采用配比器进行配比)
5.2.1.2.3、预热气体:
当采用火焰预热时,氧气和乙炔的检查必须符合相应的要求。
5.2.2焊接前准备
5.2.2.1 操作者的劳保穿戴必须符合安全规定,按电焊工的标准进行劳保穿戴。
5.2.2.2 待焊工件的外观检查及处理
5.2.2.2.1检查钻杆接头表面,保证表面干净,没有任何杂质。
如:
灰尘、污物、油脂、油漆等。
5.2.2.2.2对于新钻杆接头,使用角磨机上的砂轮或金属刷子清除接头上的杂物。
5.2.2.2.3夹持部位的清理,必须将夹持部位打磨干净,直至露出金属光泽,检查方法是将加重钻杆夹紧后,用万用表检查卡盘与接头是否导通。
确保工件(钻杆接头或者钻杆)在焊接设备的卡盘上位置准确,并保证将要堆焊部位的同心度尽可能在0.3”(0.76mm)以内。
5.2.2.2.4焊接位置:
首次对加重钻杆进行耐磨带焊接,其焊接位置参见下图:
公接头
母接头
公接头焊接长度LP
母接头焊接长度LB
厚度H
76~101mm
76~101mm
2.8~4.0mm
中间加厚部位
耐磨带焊接长度L
耐磨带焊接厚度H
76-80mm
2.8~4.0mm
5.2.2.2.5如果是在现存的耐磨带上焊接,应该先了解现存耐磨带的类型,现有焊丝与原有耐磨带焊丝为同种焊丝,可在原有耐磨带进行焊接;如果是在其它类型的耐磨带上堆焊,应在原有耐磨带位置错开50mm进行焊接。
5.2.2.2.6在现存的耐磨带上焊接,必须先检查现存耐磨带的完整性,假如发现上面有裂纹、剥落和空洞等,必须对这些缺陷进行修整,如果有有穿透进入接头母体的裂纹,必须用砂轮机等工具进行打磨,将裂纹去掉,保证打磨后的表面光滑。
并按照以下方法对接头进行修复:
A 必须使用和母材相容的低碳钢焊丝(如:
牌号为507焊丝、焊条等)填充,填充到与钻杆接头外径齐平(超出部位进行打磨或车削),并且清理干净,确保表面无熔渣。
B 表面处理之后,应对焊接部位进行磁粉探伤或液体渗透探伤,以确保敷焊层无裂纹,如果有裂纹,必须将裂纹清理干净,进行再次焊接。
5.2.2.2.7在钻杆接头上堆焊耐磨带时,应用棉纱布、胶带或无孔丝堵等将钻杆的端部堵死,以有效阻止钻杆内部气流的流动。
当在有风或寒冷天气时,更有必要。
5.2.3预热
堆焊耐磨带之前,必须对钻杆接头、加重钻杆等的耐磨带堆焊部位进行预热。
预热不充分可能导致基体金属上产生裂纹。
预热温度过高将不利于耐磨带的成型,预热温度过低,将会影响耐磨带及接头母体的组织结构。
预热温度如下:
对于AISI4137材料接头的特定的外径,请参考如下的预热温度范围:
钻杆接头外径
预热温度
3-1/8”到4-3/8”
240°C到280°C
4-3/4”到5-1/4”
250°C到280°C
5-1/2"到7-7/8"
280°C到320°C
对于AISI4145-HT或AISI1340-HT材料接头的特定的外径,请参考如下的预热温度范围:
钻杆接头/钻铤外径
预热温度
小于4-3/4”
240°C到280°C
4-3/4”到5-1/4”
250°C到280°C
5-1/2”到7-7/8"
280°C到320°C
测温仪器为接触式热电偶及红外线测温仪。
为了实现预热是渗透预热,而不是表面预热,,建议采用中频加热,而不要用火焰加热。
在没在中频加热的设备的情况下,可考虑采用火焰加热,具体操作为:
将加热焊炬对准需焊接的起始位置,点火预热,钻具转动,加热焊炬摆动,摆动幅度为20-30mm,加热时采用外焰加热,禁止用内焰及焰心加热。
加热时间夏季作业为7分钟左右,冬季为10分钟左右。
5.2.4焊接
5.2.4.1预热结束后,停止加热,对焊接区域外两侧喷防溅剂;将焊枪移至待焊位置,焊枪下移,焊丝伸出喷嘴15mm左右,焊丝端部距工件表面2-4mm,具体推荐焊接工艺参数如下:
“X”距离范围13mm-38mm
耐磨带焊接参数一览表
保护气体100%CO2(15升-18升/分)
或:
80%Ar2+20%CO2(15升-18升/分)
焊接方法FCAW(药芯电弧焊)
电极尺寸1.6mm
预热温度参考耐磨带预热温度表
电流类型/极性DCEP(焊丝接正极)
焊接电流240-320A
焊接电压22-28V
焊枪摆动速度60-90次/分
焊枪摆动宽度19mm-25mm
焊带搭接3.2mm–6.5mm
堆焊厚度2.8-4.0mm
送丝速度210cm/min-380cm/min
工件旋转速度1′30″/转–2′30″/转
层间最大温度450℃
焊后冷却方式焊接完成后应立即使用热绝缘好的毛毯或密封套保温缓慢冷却
A 表中所给焊接电压、焊接电流及焊接速度等仅是初始设定的值,不同耐磨带焊接机和不同的焊丝都会有一些轻微差异。
所以这些数值要在试焊接过程中进行优化。
B 送丝速度会由于所焊接钻杆尺寸的不同及耐磨带产量的不同而有很大差异,需要根据实际需要自行确定最佳的速度。
C 建议焊接速度不宜过快,通常5-1/2″钻杆旋转速度控制在2′至2′30″。
D 焊接电流与送丝速度成正比,在稳定起弧的情况下,焊接电流宜小一些。
E 焊后保温冷却是强制性的,快速的冷却是绝对不允许的。
在任何情况下,耐磨带均应在焊接后缓慢冷却,比如用隔热性能好的保温套将耐磨带套好。
F 接地电极与钻杆应避免有螺纹连接,这样会造成对螺纹的电弧烧伤或其它损伤。
任何接地电极应直接与钻杆外表面连接。
G 耐磨带之间的搭接应该连续,防止焊缝之间出现空穴或深槽的现象出现。
5.2.4.2焊接电流、焊接电压、焊接速度、焊枪摆动范围等参数,应根据熔池及焊缝的成型情况及时在人机对话面板上进行调整,直至焊接出合格的耐磨带。
同时应注意,由于环境的变化对焊接质量存在一定的影响,因此每天都应该及时观察熔池及焊缝成型情况。
5.2.4.3焊接过程的记录,应及时记录下焊接的主要参数,详见焊接记录格式。
5.2.4.4焊接结束后,及时清理喷嘴内的飞溅物,并喷防溅剂,清理导电嘴,检查其磨损情况,及时更换,并涂抹防堵膏。
5.2.4.5 将焊枪提升、复位,等待下一次耐磨带焊接。
5.2.5焊后处理
5.2.5.1焊后保温
焊后保温是强制性要求。
耐磨带焊接完成之后,应立即使用热绝缘好的毛毯或密封套保温缓慢冷却。
包裹焊好耐磨带接头必须在空气静止的环境下进行,禁止通风扇在接头逐渐冷却过程中直接吹接头。
保温层长度不小于300mm,保温层厚度不小于10mm,耐磨带两端用铁丝扎紧。
冬季作业时,必须在室内包裹好,方能将加重钻杆传输出去,保温时间,夏季作业不少于8小时,冬季不少于12小时。
5.2.5.2打磨
根据需要,可以用砂轮机打磨耐磨带的重叠区域、飞溅的渣子和较小的焊瘤,使耐磨带表面平滑。
任何打磨工作都应该在钻杆接头冷却到700C以下进行。
5.3检验
5.3.1最终尺寸检查
耐磨带尺寸检查应用附录1中规定的允许误差来进行。
所有耐磨带表面应符合如下要求:
(1)整个耐磨带的表面应磨光或机械修磨成一个平滑的面,各条耐磨带之间小“凹陷”的尺寸不超过3.2毫米宽,1.6毫米深。
见下图所示:
耐磨带厚度
(2)如果在耐磨带上有非线性的直径大于3.2mm或深度大于1.6毫米的缺陷,需要在预热温度下补焊,或用手工气体保护焊补焊。
(3)轴向裂纹及其产生的分支的宽度不应超过0.3mm。
见上图所示。
(4)周向裂纹超过50mm是不允许的,应视为废品。
见上图所示。
(5)不管属于什么走向的裂纹,它的宽度都不应大于0.3mm。
(6)出现位于一个焊道中央的环形裂纹,是不希望的且视为不合格。
对于外径小于7英寸的钻具接头,裂纹沿钻具接头轴线延伸的角度不应超过45º。
对于外径大于7英寸的钻具接头,裂纹沿钻杆接头圆周延伸的长度不应超过3英寸。
但如果一条环形裂纹延穿过相邻的焊道,不管到达什么位置,如果角度未超过45或长度未超过3英寸,都应视为合格。
出现的斜向裂纹应视为合格,因为它们可能与轴向或周向裂纹相交。
有时它们是某条轴向裂纹的延续。
(7)检验量器为专用焊缝几何尺寸量规。
5.3.2表面目视检查
5.3.2.1在钻杆接头外径和台肩相交处的耐磨带应是光滑的和圆整的。
耐磨带耐磨带不应有焊珠、飞溅物,也不应有高的鼓包或者是严重的起棱。
应该用角磨机把焊珠、飞溅物清除干净,将高的鼓包或者是严重的起棱打磨平整。
造成耐磨带中间高的鼓包或者是严重的起棱的主要原因是没有正确的调整焊枪的角度和偏离位置“X”。
5.3.2.2耐磨带应焊接成环形并与钻杆接头的外径同心,焊接在钻杆接头根部18°台肩面上的锥形耐磨带也应与钻杆接头同心。
耐磨带应形成连续的一定宽度的圆环。
5.3.2.3耐磨带的外形应该是平整的,并且在整个耐磨带区域内连续的略微呈现凸突形状。
如果耐磨带呈现“凹顶”形状或是高度不足,所焊好的耐磨带应该视为废品,如下:
不允许允许允许
产生焊接凹陷的原因及采取的相应措施是:
1)没有正确调整焊枪的角度和偏离位置“X”。
应重新调整焊枪的角度和偏离位置。
2)预热温度过高以及连续焊接产生的热量累积使焊接区域温度过高。
5.3.2.4耐磨带焊接完成之后,焊带出现剥落现象应视为废品。
5.3.3探伤
对于加重钻杆的耐磨带必须进行磁粉探伤,探伤范围为整体耐磨带及两边热影响区30mm范围。
如果发现有周向裂纹,必须再次进行超声探伤,以确保无裂纹延伸至母材。
5.3.4检验记录的填写
质检人员及时对检验结果进行填写,并记录存档,详见耐磨带检验记录格式。
5.3.5不合格品处理
5.3.5.1表面出现焊瘤及超高部位必须打磨掉。
5.3.5.2 耐磨带出现的周向裂纹超过50mm时,对裂纹进行打磨,如果裂纹深处超过2mm,该耐磨带必须全部车削,再次探伤,直至无裂纹,再按焊接工艺进行焊接。
5.3.5.3耐磨带出现的周向裂纹小于50mm,裂纹深处小于2mm,可不做处理,如果裂纹深处超过2mm,将该裂纹所在位置左右15mm宽度的耐磨带整周全部车削,再按工艺要求进行补焊。
(注:
上述周向裂纹的长度,均为连续裂纹,断续裂纹以单条长度最大的计算。
)
5.3.5.4超出标准的斜向裂纹及封闭裂纹必须车削掉,重新焊接。
5.3.5.5对耐磨带进行补焊时,必须严格执行焊接工艺,首先打磨或车削,再预热、焊接、保温。
5.4标识
对以上检验中不合格的钻杆在接头和管体做标记,并填写不合格品通知单,做出修复、报废或隔离存放等处理。
5.5完工
操作完毕后,切断电源,及时对设备及所使用的工、量具进行保养及清理,对作业现场进行清扫,其中废旧棉纱、废手套等固体废弃物,统一进行回收处理,填写《固定设备运转记录本》,并根据公司固体废物管理规定负责该设备周围工作环境的清理,保持环境的清洁。
5.6异常或紧急情况处置
5.6.1设备异常情况处置
在焊接过程中,若有异常情况时,操作手应立即按下“总停”按钮终止工作过程,并立即上报班长、技术员及车间领导。
5.6.2突然断电紧急情况处置
发生突然断电情况时,操作手应立即关闭总电源,控制柜内电源开关。
5.6.3人身伤害紧急情况处置
发生触电、高温烫伤、碰伤、砸伤、挤伤等人身伤害情况时按照人身伤害应急处置方案进行处置。
5.6.4火灾紧急情况处置
发生火灾等紧急情况时按照火灾爆炸应急处置方案进行处置。
6相关文件
BoTn3000耐磨带焊接工艺及检验标准(第五版)
美国安科技术公司钻杆接头耐磨带焊接工艺及检验标准
SY 5146-86《整体加重钻杆》
SYT6765-2009《摩擦焊接加重钻杆》
SY/T6948-2013《石油钻具耐磨带》
7记录
《固定设备运转记录本》
《固定设备技术档案》
《钻杆螺纹检验记录》
《大钻具螺纹检验记录》
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 加重 钻杆 耐磨 焊接 作业 指导书
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)