Непрерывное возвратно-поступательное движениенасосные штангиВ условиях абразивных нефтяных скважин предъявляются высокие требования к механическим свойствам, таким как прочность, усталостная долговечность, износостойкость и защита от коррозии. Оптимальный выбор материалов имеет решающее значение для максимизации эффективности перекачки и минимизации времени простоя. Компания Vigor проводит сравнительный анализ марок среднеуглеродистых легированных сталей AISI 4130, 4140, 4142, 4330 и 4138, чтобы предоставить информацию о подходящем выборе для различных условий эксплуатации.
Обзор AISI 4130
Сталь AISI 4130, содержащая 0.28-0.33% C, 0.4-0.6% Mn, 0.{{8 }}.1% Cr и 0.15-0.25% Mo широко применяются для изготовления насосных штанг. Легирующие элементы хрома и молибдена значительно улучшают прокаливаемость, прочность, ударную вязкость и стойкость к отпуску по сравнению с простыми углеродистыми сталями.
При правильной термообработке AISI 4130 может достигать прочности на разрыв более 150 фунтов на квадратный дюйм, предела текучести более 120 фунтов на квадратный дюйм, удлинения до 16% и ударной вязкости по Шарпи с V-образным надрезом 20 фут-фунтов при комнатной температуре. Усталостная прочность также превосходит обычные углеродистые стали. Эти прочные механические свойства позволяют стержням из AISI 4130 выдерживать серьезные циклические нагрузки.
AISI 4130 обеспечивает экономически эффективное сочетание прочности, усталостной долговечности и ударной вязкости.
Легированная сталь AISI 4140 для насосных штанг
AISI 4140 широко применяется для изготовления стержней благодаря своей исключительной прочности, ударной вязкости, усталостной долговечности и износостойкости по сравнению с более низкими сплавами. Состав: 0.38-0.43% C, 0.75-1% Cr, 0.15-0.25% Mo, и 0,8-1,1% Mn, AISI 4140 может достигать предела прочности на разрыв более 200 фунтов на квадратный дюйм и предела текучести до 170 фунтов на квадратный дюйм после закалки и отпуска.
Более высокое содержание углерода обеспечивает большую твердость и стойкость к истиранию, чем у AISI 4130, что снижает преждевременный износ. 4140 также демонстрирует превосходную прочность и пластичность. Повышенное содержание хрома усиливает защиту от коррозии. Кроме того, 4140 демонстрирует превосходную усталостную прочность, превосходящую углеродистую сталь AISI 1045, особенно при больших диаметрах.
Превосходная прочность и сопротивление усталости оправдывают более высокую стоимость AISI 4140 для требовательных применений.
Ключевые преимущества модифицированной легированной стали AISI 4142
AISI 4142 — это усовершенствованный вариант 4140, содержащий 0.38-0.43% C, 1.8-2.1% Cr, 0.{ {9}}.25% Mo, 0.8-1.1% Mn и 1.65-2% Ni. Повышенное содержание хрома и никеля обеспечивает значительно лучшую коррозионную стойкость по сравнению с 4140, сохраняя при этом превосходную прочность и ударную вязкость.
Повышенное содержание никеля также повышает ударную вязкость при низких температурах. При правильной термообработке AISI 4142 может обеспечить предел текучести более 180 фунтов на квадратный дюйм, предел прочности на разрыв более 230 фунтов на квадратный дюйм и ударную вязкость по Шарпи 16 фут-фунтов при -40oF. Это обеспечивает надежную работу в суровых подземных условиях, склонных к растрескиванию сероводорода.
Ключевые характеристики износостойкой модифицированной стали AISI 4330
Модифицированная сталь AISI 4330 содержит 0.28-0.34% C, 1.5-2.5% Ni, {{10}}.{ {8}}.2% Cr, 0.2-0.6% Mo, 0.7-1% Mn и 1-1.4% Si (Раджней, 2005). Повышенное содержание никеля придает превосходную прочность, а повышенное содержание кремния обеспечивает превосходную стойкость к истиранию и истиранию. AISI 4330 имеет очень высокую стойкость к отпуску и может нагреваться до 1200°F во время эксплуатации без потери твердости.
Эти свойства делают AISI 4330 идеальным длянасосные штангив песчаных или высокотемпературных средах, склонных к абразивному износу и эрозии. Достижимы пределы текучести 160-200 тысяч фунтов на квадратный дюйм и предел прочности на разрыв более 230 тысяч фунтов на квадратный дюйм. AISI 4330 в основном используется, когда первостепенное значение имеет чрезвычайная износостойкость.
Марка ресульфурированной стали AISI 4138
AISI 4138 содержит повышенное содержание серы на уровне 0.15-0.35%, а также 0.36-0.44% C, 1.5-1.8% Cr, {{10}}.15-0.25% Mo и 0.7-0.9% Mn (Лесли, 1981). Более высокое содержание серы улучшает обрабатываемость, но снижает ударную вязкость. Среднее содержание углерода и хрома обеспечивает хорошую прочность и стойкость к отпуску.
При правильной обработке AISI 4138 может обеспечить предел текучести 130-180 тыс.фунтов на квадратный дюйм и предел прочности на разрыв 160-210 тыс.фунтов на квадратный дюйм в сочетании с достаточным удлинением и уменьшением площади. Сера также улучшает износостойкость при скольжении.
Для оптимального выбора сплава насосной штанги необходимо тщательно сбалансировать требования к механическим свойствам и ценовые ограничения.
Мы можем поставитьнасосные штангиизготовлен из вышеперечисленных материалов. Мы предоставляем данные о механических свойствах широко используемых материалов. По особым запросам, пожалуйста, свяжитесь с нами для проверки. пожалуйста, свяжитесь с нами вinfo@vigorpetroleum.com.
