СПОСОБ КОНТРОЛЯ НАСОСНЫХ ШТАНГ ПРИ ИХ ПРАВКЕ Российский патент 1997 года по МПК B21D3/12 G01N19/08 

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано, например, при изготовлении насосных штанг.

Известен способ контроля насосных штанг при их правке, при котором штангу подвергают упругой и пластической деформации растяжением с одновременной регистрацией усилия правки и величины деформации штанги и составлением диаграммы.

Задачей изобретения является повышение качества штанг за счет отбраковки при правке штанг с неблагоприятной структурой.

Технический результат достигается тем, что в способе контроля насосных штанг, при котором штангу подвергают упругой и пластической деформации растяжением с одновременной регистрацией усилия правки и величины деформации штанги и составлением диаграммы, регистрацию усилия правки и величины деформации штанги производят непрерывно, при этом штанги, имеющие пилообразный вид диаграммы в области начала пластической деформации, бракуют, а штанги, имеющие горизонтальный участок или перегиб на диаграмме, признают годными.

На чертеже представлен пример благоприятной и неблагоприятной диаграмм.

Сущность изобретения разрывается в ходе рассмотрения технологического процесса правки насосных штанг.

Насосные штанги, поступающие на правку, укладываются в захваты установки для правки штанг, после чего производится их правка растяжением. В процессе правки непрерывно контролируются усилие и величина деформации и производится запись кривой в координатах "усилие деформация". Основная часть штанг, поступающих на правку, имеет нормальную однородную феррито-сорбитную структуру, характерную для нормализованных сталей. Однако у ряда штанг с неоднородным распределением легирующих элементов, имеющим легирующих элементов, имеющим ликвационную природу, после замедленного охлаждения при нормализации может формироваться крайне неблагоприятная полосчатая феррито-сорбитная структура.

Проведенные усталостные испытания показали, что у штанг с такой структурой величина предела выносливости может снижаться до 40 Полосчатая феррито-сорбитная структура представляет собой чередующиеся полосы малопрочных, пластинчатых ферритных зерен и полосы сорбита, имеющие большую величину предела текучести. При правке штанг с такой структурой первоначально пластическая деформация начинается в ферритных полосах, причем из-за обособленности сорбитных полос в ферритных участках может наблюдаться микрососредоточенная пластическая деформация, которая сопровождается уменьшением деформирующего усилия и продолжается до тех пор, пока в процесс деформации не включаются смыкающиеся сорбитные участки, после чего дальнейшая деформация происходит уже при увеличении деформирующего усилия. Первоначально такой цикл неоднородной деформации будет иметь место в тех сечениях штанги, где выше доля ферритных зерен, а по мере увеличения деформирующего усилия процесс неоднородной деформации будет происходить и в других сечениях штанги. В результате кривая "усилие деформация" будет иметь характерный пилообразный вид, который косвенно свидетельствует о неоднородной полосчатой структуре деформируемой штанги, У штанг с однородной феррито сорбитной структурой пластическая деформация ферритных зерен начинается практически одновременно в силу однородности структуры, а величина микрососредоточенной пластической деформации невелика из-за малой величины участков свободного феррита. Поэтому кривая "усилие деформация" сохраняет плавный ход в области начала микропластической деформации.

На чертеже представлены кривые "усилие деформация" штанг, имеющих однородную 1 и неоднородную 2 полосчатую феррито-сорбитную структуру. Пользуясь этими кривыми как эталонами, можно в процессе правки отбраковывать штанги, имеющие неблагоприятную полосчатуюструктуру и, тем самым, снижать процент брака продукции и, следовательно, увеличивать вероятность безотказной работы штанг.

Пример. Заготовки насосных штанг ШН19 20Н2М поштучно укладывают горизонтально в захваты установки для правки насосных штанг растяжением. Производят нагружение штанг со скоростью 1,5 м/мин при ходе подвижной части до 780 мм, после чего срабатывает концевой выключатель и процесс нагружения прекращается, подвижная траверса возвращается в исходное положение. Остаточное удлинение штанги длиной 8000 мм достигает 120 мм. В процессе нагружения осуществляют непрерывную регистрацию деформирующего усилия по величине тарированного сигнала с тензорезисторов 2ПКБ-10-100ГБ, а величину упругой и пластической деформации определяют графически по записи на ленте самопишущего потенциометра КСП-4. Полученная запись в координатах "усилие деформация" является критерием оценки качества штанг, подвергнутых правке: при наличии пилообразного участка в области начала пластической деформации штанги бракуются, при наличии горизонтального участка или перегибав на записанной кривой штанга считается годной.

Исследование штанг, разрушившихся в процессе эксплуатации, показывает, что примерно 20% из этих штанг имеют полосчатую феррито-сорбитную структуру. Таким образом, вводя дополнительный контролируемый параметр при правке штанг
вид кривой "усилие деформация" в области перехода от упругого к пластическому деформированию штанг, можно отбраковывать при правке штанги с неблагоприятной полосчатой структурой и уменьшить обрывность штанг при эксплуатации на 20% В результате вероятность безотказной работы штанг возрастает с 0,995 до 0,996.

Сущность изобретения: правку насосных штанг растяжением ведут при непрерывной регистрации деформирующего усилия и величины деформации. По результатам этой регистрации производится отбраковка штанг с неблагоприятной структурой, имеющей на диаграмме "усилие-деформация" пилообразный участок. 1 ил.

Способ контроля насосных штанг при их правке, в котором штангу подвергают упругой и пластической деформации растяжением с одновременной регистрацией усилия правки и величины деформации штанги и составлением диаграммы, отличающийся тем, что регистрацию усилия правки и величины деформации штанги производят непрерывно, при этом штанги, имеющие пилообразный вид диаграммы в области начала пластической деформации, бракуют, а штанги, имеющие горизонтальный участок или перегиб на диаграмме, признают годными.