CC BY
30
Просьба ссылаться на эту статью в русскоязычных источниках следующим образом:
Влияние наплавки на структуру и свойства перлитного и аустенитного класса сталей / С.К. Лаптев, А.А. Шацов, С.К. Гребеньков, Д.С. Лаптев // Вестник ПНИПУ. Машиностроение. Материаловедение. - 2022. - Т. 24, № 2. -С. 32-39. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.2.04
Please cite this article in English as:
Laptev S.K., Shatsov A.A., Grebenkov S.K., Laptev D.S. Structure and properties of pearlite and austenitic class of steels after friction welding and surfacing. Bulletin of PNRPU. Mechanical engineering, materials science. 2022, vol. 24, no. 2, pp. 32-39. DOI: 10.15593/2224-9877/2022.2.04
ВЕСТНИК ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение
Т. 24, № 2, 2022 Bulletin PNRPU. Mechanical engineering, materials science
http://vestnik.pstu.ru/mm/about/inf/
Научная статья
DOI: 10.15593/2224-9877/2022.2.04 УДК 621.791.92.051.6+669.112.22.017
С.К. Лаптев1, А.А. Шацов1, С.К. Гребеньков1, Д.С. Лаптев2
1 Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия 2Королевский университет Белфаста, Белфаст, Великобритания
ВЛИЯНИЕ НАПЛАВКИ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ПЕРЛИТНОГО И АУСТЕНИТНОГО КЛАССА СТАЛЕЙ
Современные технологические процессы строительства нефтяных и газовых скважин требуют применения оборудования, обладающего высокими характеристиками прочности и надежности. При строительстве скважин инструмент буровой колонны испытывает значительные нагрузки и влияние агрессивной среды, сопряженной с абразивным и коррозионным износом наружной и внутренней поверхностей.
Повышение ресурса и создание нового оборудования возможно только с привлечением материаловедения.
В комплект бурильной колонны включены бурильные трубы различных типов и оборудование компоновки низа бурильной колонны (КНБК). Бурильные трубы изготавливаются из стали перлитного класса. В КНБК входят компоненты из стали аустенитного класса обладающие требуемыми антикоррозионными и неферромагнитными свойствами.
При выполнении работ по ремонту и восстановлению технических параметров бурильных труб и компонентов КНБК методом наплавки применяются различные типы нанесения расплавленного металла на поверхность оборудования.
Настоящая работа направлена на определение роли наплавки на формирование структуры основных зон изделий и механические свойства перлитного и аустенитного класса сталей.
Исследовали структуру наплавок, зоны термического влияния наплавок, зону сварки трением, перекрытие зоны термического влияния наплавки и зоны термического влияния сварного шва. Показано слабое влияние на механические свойства перекрытых зон. Механические свойства до и после создания соединений отличались слабо. Определены размеры зерен и межпластинчатые расстояния. Образцы вырезали непосредственно из готовых изделий, определены механизмы упрочнения обоих классов сталей, показаны преимущества перлитных и аустенитных сталей перед применяемыми сейчас феррито-перлитными. Часто в сварном шве формируется смешанный тип структуры, но лучшим до последнего времени считался сорбит. Появление аустенитного класса сталей позволит значительно улучшить работоспособность технологического оборудования. Ожидается рост прочности, надежности и коррозионной стойкости. Следует, однако, отметить повышенную стоимость высоколегированной аустенитной стали из-за повышенного содержания двух- трех легирующих элементов, среди которых обычно есть хром.
Ключевые слова: скважины нефтяные и газовые, буровые колонны, агрессивная среда, прочность, пластичность, вязкость, сероводород, углекислый газ, коррозионная стойкость, конструкционная прочность, наплавка, структура, перлит, сорбит, феррит, аустенит, мартенсит.
S.K. Laptev1, A.A. Shatsov1, S.K. Grebenkov1, D.S. Laptev2
Verm National Research Polytechnic University, Perm, Russian Federation 2Queens University Belfast, Belfast, Great Britain
STRUCTURE AND PROPERTIES OF PEARLITE AND AUSTENITIC CLASS OF STEELS AFTER FRICTION WELDING AND SURFACING
Advanced technological processes for the construction of oil and gas wells require the use of equipment with high strength and reliability characteristics. During the construction of wells, the drilling tools experiences significant loads and the influence of an aggressive environment associated with abrasive and corrosive wear of the outer and inner surfaces.
Increasing the resource and creating new equipment is possible only with the involvement of materials science.
The drill string kit includes drill pipes of various types and KBDC equipment (kit bottom of the drilling columns). Drill pipes are made of pearlite grade steel. The KBDC includes components made of austenitic steel with the required anticorrosive and non-ferromagnetic properties.
When performing work on the repair and restoration of the technical parameters of drill pipes and components of the KBDC by the surfacing method, various types of molten metal deposition on the surface of the equipment are used.
This work is directed at determining the role of surfacing in the formation of the structure of the main zones of products and the mechanical properties of pearlite and austenitic class of steels.
The structure of the surfacing, the HAZ (heat affected zone) surfacing, the friction welding zone, the overlap of the HAZ surfacing and the HAZ weld were investigated. A weak influence on the mechanical properties of the overlapped zones is displayed. The mechanical properties before and after the creation of the compounds differed insignificantly. Grain sizes and interplate distances were measured. The samples were cut directly from completed products, the strengthening mechanisms of both classes of steels were determined, the advantages of pearlite and austenitic steels over ferrite-perlite steels currently used were shown. Frequently a mixed type of structure is formed in the weld, but sorbite was considered the best until recently. With the occurrence of the austenitic class of steels, it will significantly improve the performance of technological equipment. Strength, reliability and corrosion resistance are expected to increase. It should be noted, however, the increased cost of high-alloy austenitic steel due to the increased content of two or three alloying elements, among which there are usually chromium.
Keywords: Oil and gas wells, drilling columns, aggressive environment, strength, ductility, viscosity, hydrogen sulfide, carbon dioxide, corrosion resistance, structural strength, surfacing, structure, perlite, sorbitol, ferrite, austenite, martensite.
Введение
Состав и структура стали во многом контролируют наплавку и сварку. Обычно в транспортируемых средах нефтяных месторождений наблюдают повышенную концентрацию С02, И28. Это затрудняет получение требуемой конструкционной прочности и коррозионной стойкости [1; 2].
Трубные стали обычно легируют марганцем кремнием и ванадием. Стали с феррито-перлитной структурой имеют относительно невысокую конструкционную и коррозионную прочность. Лучшей из этой группы сталей является микролегированная сталь 08ХМФА [3].
Низкоуглеродистые трубные стали имеют феррито-перлитную структуру (ФПС), что позволяет использовать их для сварки в широком температурном интервале и высоких скоростях охлаждения. Содержание углерода в таких сталях ограничивают 0,25-0,3 %. После традиционных методов сварки феррито-перлитные стали отличает качественный сварной шов и относительно равномерное распределение феррита и перлита в сердцевине. Медленное охлаждение определяет ФПС зоны термического влияния (ЗТВ).
Для повышения конструкционной прочности применяют стали перлитного класса. Прирост прочности в соотношении с ростом объемной доли перлита подчиняется простой зависимости (1)
До = 2,4П, (1)
где До - прирост прочности МПа, П - объемная доля перлитной составляющей, %.
Прирост прочности определяет еще и дисперсность карбидов. Легированные стали содержат элементы, позволяющие образовывать псевдоперлит, при доэвтектической концентрации углерода [4].
Работоспособность труб с ФПС находится в зависимости от коррозионной стойкости [5; 6] и конструкционной прочности [7-13]. Как следует из изложенного выше, эксплуатационные свойства определяет химический состав, структура, металлургическое качество стали [14-21] и конструкция [22-25].
Предпочтительным способом соединения перлитных сталей ПС является сварка трением, которая позволяет сохранить перлитную структуру в ЗТВ.
Последним достижением при проведении буровых работ является использование сталей с двойниковым (ТЖЛР) или смешанным (зернограничный и дислокационный) механизмами упрочнения.
Цель работы - определение закономерностей формирования структуры в зонах сварного шва, наплавки и ЗТВ.
Методы исследований и эксперимента
Сварку трением производили на машине ТИотр8Оп-125Т. Суть процесса сварки трением состоит в нагреве свариваемых деталей до появления пластичности при вращении с высокой скоро-
стью (1100 об./мин) и приложением усилия 80 кН с последующим соединением свариваемых участков давлением 160 кН.
Стыковые швы обрабатывали индукционным нагревом при температуре 650 ° C, продолжительность - 60 с.
Для наплавки использовали сварочный аппарат Castolin DS-XM с вращателем и шаговым двигателем продольного перемещения, производства ООО «ПЛАТИНУМ-Сервис», допускающим автоматические режимы наплавки. Для наплавки использовали сварочную проволоку диаметром до 3 мм, газовую смесь типа Ar/5-25 CO2.
Содержание углерода и серы определяли ку-лонометрическим методом на экспресс анализаторах АН-7529М и АС-7932М.
Составы сталей определяли рентгеноспек-тральным и химическим анализом на электронном микроскопе MIRA 3 TESCAN OXFORD INSTRUMENTS X-MAX.
Химический состав материала исследуемых деталей представлен в табл. 1.
Механические свойства материала бурильной трубы определяли при испытаниях на растяжение продольных пятикратных образцов типа III № 7 на разрывной машине УЭМ-10Т при комнатной темпе-
ратуре, скорости нагружения 3 или 5 мм/мин в соответствии с ГОСТ 1497-84 с учетом требований ASTM A370, испытания ударной вязкости стандартных образцов типа 11 при температуре +20 °С на маятниковом копре КМ-30 в соответствии с ГОСТ 9454-78 с учетом требований ASTM E23; измерение твердости по методу Бринелля - по ГОСТ 9012-59, по Роквеллу -по ГОСТ 9013-59, и микротвердости на приборе ПМТ-3 - по ГОСТ 9450-71, металлографический анализ - на Neophot-32 и на цифровом инвертированном микроскопе Zeiss Axiovert 40MA, электронно-микроскопический анализ - на MIRA 3 TESCAN OXFORD INSTRUMENTS X-MAX.
Результаты и их обсуждение
Структура низколегированных сталей (см. табл. 1) может содержать феррит, бейнит перлит, сорбит, троостит и остаточный аустенит. Обычно стремятся получить наибольшую конструкционную прочность. Требуемые значения механических свойств могут быть достигнуты только у структуры перлитного типа, а наилучшее сочетание свойств приходится на сорбитную структуру (табл. 2, рис. 1, а, б). Характерный размер межпластинчатого расстояния - 300-500 нм. Размер пластинок цементита находился в интервале от 50 до 200 нм.
Таблица 1
Химический состав элементов бурильной трубы и наплавочной проволоки
Название детали Химический состав, масс. %
C Si Mn Cr Ni Mo Cu V Al S P
Тело трубы (П) 0,26 0,23 1,07 0,99 - - - 0,07 0,035 0,001 0,007
Тело замка (П) 0,36 0,27 0,93 1,07 0,04 0,30 0,06 - - 0,001 0,007
НП (1Т46785)* (П) 0,34 1,16 1,01 1,04 0,07 0,01 0,1 0.01 - 0,006 0,014
Тело трубы (А) 0,018 0,11 19,20 17,73 3,03 0,92 - - - 0,0003 0,019
НП (1.4842)* (А) 0,12 0,8 3,0 26,0 20,8 - - - - - -
Примечание: П - перлитная сталь, А - аустенитная сталь, НП - наплавляемая проволока, - условное обозначение плавки наплавляемой проволоки.
Таблица 2
Механические свойства элементов буровой трубы и наплавочной проволоки
Название детали Предел текучести (а0 2), МПа Временное сопротивление (aB), МПа Относительное Ударная вязкость (KCV+20), Дж/см2 Твердость, HRC
удлинение (S), % сужение (V), %
Тело трубы (П) 1020 1090 21 68,5 159 31,8 (8)
Сварной шов (П) 810 890 19 65 120 28,6 (5)
Тело замка (П) 1010 1100 21 68 128 31,7 (1)
НП (1Т46785)* 830 1080 10 35 - 30,0
Тело трубы (А) 1034 1130 25 72 236 36
ЗТВ наплавок (А) 970 1080 23 70 203 25
НП (1.4842) * 380 580 42 77 120 -
Примечание: П - перлитная сталь, А - аустенитная сталь, НП - наплавляемая проволока, - условное обозначение плавки.
Рис. 1. Световая (а, в) и электронная (в, г) микроскопия основы и восстановительной наплавки на буровых трубах, изготовленных из перлитных (а, б) и аустенитных (в, г) сталей;
а - место «тройного» стыка «труба - замок - наплавка»; б - место «тройного» стыка «труба - замок - наплавка»; в - стык «труба - наплавка»; г - стык «труба - наплавка»
Трубы соединяли сваркой трением. Зона соединения включала сварной шов и зону термического влияния. Судя по структуре, вблизи сварного шва сохраняется перлито-сорбитная структура. Этот результат подтверждают измерения микротвердости, которые отличаются от твердости сердцевины не более чем на 40 HV. Зона термического влияния распространяется в обе стороны от шва на расстояние 6-7 мм. Механические свойства, соответствующие сорбитной и сорбито-перлитной структуре, составили Ов — 800 МПа, относительное удлинение — 19 % и ударная вязкость KCV > 120 Дж/см2. Свойства трубы, несколько выше: Ов — 1100 МПа, 5 — 20 %, и ударная вязкость KCV > 128 Дж/см2.
Восстановительная наплавка после охлаждения на спокойном воздухе также имела структуру перлитного типа (рис. 2, а, б). В месте тройного стыка «замок - труба - наплавка» микротвердость понижалась до 209 HV и механические свойства были наименьшими: О0,2 — 600 Мпа, Ов — 860 МПа, 5 — 11 %, KCV > 80 Дж/см2.
Альтернативой для изготовления компоновки низа бурильной колонны являются немагнитные
высокохромистые аустенитные стали (см. табл. 1). Такие стали могут иметь высокие механические свойства (см. табл. 2) благодаря нескольким механизмам упрочнения. Электронно-микроскопические исследования показали, что расстояние между двойниками составляет сотни и тысячи нанометров, поэтому упрочнение от них невелико. Низкий показатель деформационного упрочнения высоколегированных аустенитных сталей на стадии равномерной деформации, вероятно, обусловлен тем, что стали имеют мелкое зерно -12 мкм, и близкие значения пределов прочности и текучести. Совместное влияние границ зерен и двойников создает существенно большие препятствия для движения дислокаций, что и обусловливает высокую прочность.
Таким образом, все структурные составляющие бурильной трубы имели однотипную структуру - сорбитную и сорбито-перлитную, а минимальные значения оод = 810 МПа. Минимальная пластичность была не менее 19 %. Минимальная ударная вязкость - 120 Дж/см2. Полученные характеристики механических свойств существенно превосходят феррито-перлитные стали, наиболее широко применяемые в настоящее время.
1200
1000
800
Сталь перлитного класса
= х
0J *
К Л
с
600
400
200
0,00
1200
0,05 0,10 0,15
Деформация
а
Сталь аустенитного класса
01. Тело трубы (П)
02. Сварной шов (П)
03. Тело замка (П)
04. НП (1Т46785) (П)
0,20
— 05. Тело трубы (А) 06. ЗТВ наплавок (А) 0У -07. НП (1.4842) (А)
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 Деформация б
Рис. 2. Диаграммы деформирования стали перлитного и аустенитного класса для изготовления буровых труб: а - диаграмма деформирования стали перлитного класса; б - диаграмма деформирования стали аустенитного класса
Для обоих классов сталей на кривых «нагрузка -деформация» наблюдали плавный переход между упругой и пластической областями деформации. Ау-стенитная сталь немного превосходила по прочности, пластичности и значительно по ударной вязкости перлитную. Наплавляемая проволока обеспечивала высокую прочность, а относительное удлинение наплавки было меньшим более чем вдвое.
Аустенитная наплавка была самой низкопрочной и по ударной вязкости находилась на нижнем допустимом уровне. Практически в приближении выполнения правила смеси предел текучести композиционного материала (Бс) можно вычислить по формуле, предложенной в [26]:
S„
E*...((F + E2F2 +... + EnFn)
(2)
где Бу* - предел текучести и модуль упругости Е* композита с наиболее низким отношением б! •
Ес
Бу - предел текучести слоя; Ес - модуль Юнга композита; Еь + Е2 +...+ Еп - модули Юнга; —ь + —2 + .+ Еп - объемные доли компонентов.
Как следует из формулы (2), малая протяженность зоны термического влияния и/или тонкий шов обеспечивают высокую работоспособность аустенитной стали.
Другой путь - получение характеристик шва и ЗТВ на уровне свойств трубы реализовано в стали перлитного класса.
Итак, сталь перлитного класса по уровню свойств, исключая ударную вязкость и коррозионную стойкость, мало в чем уступает аустенитной twip-стали.
Однако проблемы коррозионной стойкости и ферромагнитное состояние, препятствующее работе всей буровой колонны, требуют поиска других материалов. Одним из таких материалов могут быть высокопрочные стали аустенитного класса (см. табл. 2). Эти стали способны обеспечить еще более высокие механические свойства. Минимальные значения с0.2 = 970 МПа. Минимальная пластичность была не менее 23 %. Минимальная ударная вязкость КСУ = 203 Дж/см2. Такие высокие значения ударной вязкости у коррозионно-стойкой, немагнитной стали увеличивают надежность функционирования низа бурильной колонны.
Заключение
1. Сварка трением позволяет использовать стали перлитного класса для бурильных труб добывающих отраслей промышленности.
2. Высокая конструкционная прочность обеспечивается в тех случаях, когда используются трубы с однородной сорбитной или сорбито-перлитной структурой.
3. Очевидные преимущества по коррозионной стойкости имеют немагнитные высокопрочные аустенитные стали.
4. Применение высокопрочных коррозионно-стойких аустенитных сталей целесообразно только для компоновки низа бурильной колонны, так как в этой части требуются трубы, сочетающие в себе парамагнитные свойства с коррозионной стойкостью.
Библиографический список
1. Структура и свойства низкоуглеродистой трубной стали 17Г1С-У, микролегированной бором / А.А. Бабенко, В.И. Жучков, Н.И. Сельменских, А.Г. Упо-ловникова // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2018. - Т. 61, № 10. - С. 774-779.
2. Углов В.А., Зайцев А.И., Родионова И.Г. Основные направления развития металлургической технологии для обеспечения современных требований по уровню и стабильности технологических и служебных свойств стали // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. - 2012. -№ 3 (1347). - С. 85-94.
3. Денисова Т.В., Иоффе А.В., Тетюева Т.В. Особенности формирования структуры в низколегированной стали 08ХМФБЧА при закалке и отпуске // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2012. -№ 10. - С. 34-38.
4. Гольдштейн М.И., Грачев С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. - М.: МИСИС. - 1999. - С. 408.
5. Tribological characterization of the drill pipe tool joints reconditioned by using welding technologies / М. Badicioiu, R. G. Ripeanu, А. Dinita, М. Minescu, Е. Laudacescu. // IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering. - 2018. - Vol. 295. - P. 012010.
6. Corrosion of drill pipes in high mineralized produced waters / I. Chudyk, L. Poberezhny, A. Hrysanchuk, L. Poberezhna // 6th Int. Conf. "Fracture Mechanics of Materials and Structural Integrity" Procedia Structural Integrity. -2019. - Vol. 16. - Р. 260-264.
7. A new method to determine the required impact toughness for petroleum drill pipe used in critical sour environment / L. Han, F. Hu, H. Wang, Y. Feng, H. Li // Procedia Engineering. - 2011. - Vol. 16. - P. 667-672.
8. Янтурин А.Ш., Султанов Б.З. Спиральная деформация колонны труб в наклонной скважине // Нефть и газ. - 1977. - № 5. - С. 15-20.
9. Failure Analysis on Fracture of a S135 Drill Pipe / H. Yan, Z. Xuehu, B. Zhenquan, Y. Chengxian // Procedia Materials Science. - 2014. - Vol. 3. - P. 447-453.
10. Fangpo L. Investigation on impact absorbed energy index of drill pipe // Engineering Failure Analysis. -2020. - Vol. 118. - P. 104823.
11. Material Effects on Risk Assessment of Residual Life of Oil Drilling Rig Pipe / A. Sedmak, A. Grbovic, S. Kirin, Z. Sarkocevic, R. Zaidi // Procedia Structural Integrity. - 2020. - Vol. 28. - P. 1315-1320.
12. Emrea H.E., Kaijarb R. Effect of Post Weld Heat Treatment Process on Microstructure and Mechanical Properties of Friction Welded Dissimilar Drill Pipe // Materials Research. - 2015. - Vol. 18 (3). - Р. 503-508.
13. Priymak E., Atamashkin A., Stepanchukova A. Effect of Post-Weld Heat Treatment on The Mechanical Properties and Mechanism of Fracture of Joint Welds Made by Thompson Friction Welding // Materials Today: Proceedings. - 2019. - Vol. 11. - Р. 295-299.
14. Урцев В.Н. Фазовые и структурные превращения в сталях // Сб. науч. тр.; под ред. В.Н. Урцева - Магнитогорск, 2008. - Вып. 5. - С. 62-75.
15. Кристиан Д., Ройтбурд А. Л. Теория превращений в металлах и сплавах / // Термодинамика и общая кинетическая теория: пер с англ. - М.: Мир, 1978. -Ч. 1. - С. 807.
16. Сароян А. Е. Трубы нефтяного сортамента: справочник. - М.: Недра, 1987. - С. 504.
17. Сароян А.Е. Бурильные колонны в глубоком бурении. - М.: Недра, 1979. - С. 231.
18. Концепция карбидного конструирования сталей повышенной хладостойкости / В.И. Горынин, С.Ю. Кондратьев, М.И. Оленин, В.В. Рогожкин // Металловедение и термическая обработка металлов. - 2014. -№ 10. - С. 32-37.
19. Рекин С. А. Совершенствование технологии эксплуатации бурильной колонны (на примере АО «Пурнеф-тегазгеология»): дис. ... канд. техн. наук. - Самара, 1997. -С. 137.
20. Эрлих Г.М. Эксплуатация бурильных труб. -М.: Недра, 1969. - С. 312.
21. Dong L., Zhu X., Yang D. Study on mechanical behaviors of double shoulder drill pipe joint thread // Petroleum. - 2019. - Vol. 5. - Р. 102-112.
22. Рекин С.А., Янтурин А.Ш. Устойчивость, упругая деформация, износ и эксплуатация бурильных и обсадных колонн // Механика системы «колонна скважина - пласт». - СПб.: Недра, 2005. - С. 439.
23. Файн Г.М., Неймарк А.С. Проектирование и эксплуатация бурильных колонн для глубоких скважин. -М.: Недра, 1985. - С. 237.
24. Лачинян Л. А. Работа бурильной колонны. -М.: Недра, 1992. - С. 212.
25. Одинцов Л.Г. Упрочнение и отделка деталей поверхностным пластическим деформированием. - М.: Машиностроение, 1987. - С. 328.
26. Композиционные материалы с металлической матрицей / ред. К. Крейдер ; пер. с англ. под ред. К.И. Портного. - М.: Машиностроение, 1978. - С. 502.
References
1. Babenko A.A., Zhuchkov V.I., Sel'menskikh N.I., Upolovnikova A.G. Struktura i svoistva nizkouglerodistoi
trubnoi stali 17G1S-U, mikrolegirovannoi borom [Structure and properties of boron microalloyed low-carbon pipe steel 17Mn1Si-H]. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Chernaia metallurgiia, 2018, vol. 61, no. 10, pp. 774-779.
2. Uglov V.A., Zaitsev A.I., Rodionova I.G. Os-novnye napravleniia razvitiia metallurgicheskoi tekhnologii dlia obespecheniia sovremennykh trebovanii po urovniu i stabil'nosti tekhnologicheskikh i sluzhebnykh svoistv stali [The main directions of metallurgical technology development to ensure modern requirements for the level and stability of technological and service properties of steel]. Chernaia metallurgiia. Biulleten' nauchno-tekhnicheskoi i ekonomicheskoi informatsii, 2012, no. 3 (1347), pp. 85-94.
3. Denisova T.V., Ioffe A.V., Tetiueva T.V. Oso-bennosti formirovaniia struktury v nizkolegirovannoi stali 08KhMFBChA pri zakalke i otpuske [Peculiarities of structure formation in low-alloy steel 08KhMFBCHA during quenching and tempering]. Metallovedenie i termicheskaia obrabotka metallov, 2012, no. 10, pp. 34-38.
4. Gol'dshtein M.I., Grachev S.V., Veksler Iu.G. Spetsial'nye stali steels]. Moscow: MISIS, 1999, p. 408.
5. Special Badicioiu M., Ripeanu R. G., Dinita A., Minescu M., Laudacescu E. Tribological characterization of the drill pipe tool joints reconditioned by using welding technologies. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering, 2018, vol. 295, p. 012010.
6. Chudyk I., Poberezhny L., Hrysanchuk A., Poberezhna L. Corrosion of drill pipes in high mineralized produced waters. 6th Int. Conf. "Fracture Mechanics of Materials and Structural Integrity " Procedia Structural Integrity, 2019, vol. 16, pp. 260-264.
7. Han L., Hu F., Wang H., Feng Y., Li H. A new method to determine the required impact toughness for petroleum drill pipe used in critical sour environment. Procedia Engineering, 2011, vol. 16, pp. 667-672.
8. Ianturin A.Sh., Sultanov B.Z. Spiral'naia de-formatsiia kolonny trub v naklonnoi skvazhine [Spiral deformation of a pipe string in a deviated well]. Neft' i gaz, 1977, no. 5, pp. 15-20.
9. Yan H., Xuehu Z., Zhenquan B., Chengxian Y. Failure Analysis on Fracture of a S135 Drill Pipe. Procedia Materials Science, 2014, vol. 3, pp. 447-453.
10. Fangpo L. Investigation on impact absorbed energy index of drill pipe. Engineering Failure Analysis, 2020, vol. 118, p. 104823.
11. Sedmak A., Grbovic A., Kirin S., Sarkocevic Z., Zaidi R. Material Effects on Risk Assessment of Residual Life of Oil Drilling Rig Pipe. Procedia Structural Integrity, 2020, vol. 28, pp. 1315-1320.
12. Emrea H.E., Kaçarb R. Effect of Post Weld Heat Treatment Process on Microstructure and Mechanical Properties of Friction Welded Dissimilar Drill Pipe. Materials Research, 2015, vol. 18 (3), pp. 503-508.
13. Priymak E., Atamashkin A., Stepanchukova A. Effect of Post-Weld Heat Treatment on The Mechanical Properties and Mechanism of Fracture of Joint Welds Made by Thompson Friction Welding. Materials Today: Proceedings, 2019, vol. 11, pp. 295-299.
14. Urtsev V.N. Fazovye i strukturnye prevrashcheniia v staliakh [Phase and structural transformations in steels].
Sbornik nauchnyh trudov. Ed. V.N. Urtseva. Magnitogorsk, 2008, iss. 5, pp. 62-75.
15. Kristian D., Roitburd A.L. Teoriia prevrashchenii v metallakh i splavakh [Theory of Transformations in Metals and Alloys]. Termodinamika i obshchaia kineticheskaia teoriia. Moscow: Mir, 1978, pach. 1, p. 807.
16. Saroian A.E. Truby neftianogo sortamenta: spravochnik [Petroleum pipes: handbook]. Moscow: Nedra, 1987, p. 504.
17. Saroian A.E. Buril'nye kolonny v glubokom burenii [Drill strings in deep drilling]. Moscow: Nedra, 1979, p. 231.
18. Gorynin V.I., Kondrat'ev S.Iu., Olenin M.I., Rogozhkin V.V. Kontseptsiia karbidnogo konstruirovaniia sta-lei povyshennoi khladostoikosti [The concept of carbide design of cold-resistant steels]. Metallovedenie i termicheskaia obrabotka metallov, 2014, no. 10, pp. 32-37.
19. Rekin S.A. Sovershenstvovanie tekhnologii ekspluatatsii buril'noi kolonny (na primere AO «Purneftegaz-geologiia») [Improvement of drill string operation technology (by the example of Purneftegazgeologiya JSC)]. PhD thesises. Samara, 1997, p. 137.
20. Erlikh G.M. Ekspluatatsiia buril'nykh trub [Drill pipe operation]. Moscow: Nedra, 1969, p. 312.
21. Dong L., Zhu X., Yang D. Study on mechanical behaviors of double shoulder drill pipe joint thread . Petroleum, 2019, vol. 5, pp. 102-112.
22. Rekin S.A., Ianturin A.Sh. Ustoichivost', uprugaia deformatsiia, iznos i ekspluatatsiia buril'nykh i obsadnykh kolonn [Stability, elastic deformation, wear and performance of drill strings and casing]. Mekhanika sistemy «kolonna skvazhina -plast». Saint-Petersburg: Nedra, 2005, p. 439.
23. Fain G.M., Neimark A.S. Proektirovanie i ekspluatatsiia buril'nykh kolonn dlia glubokikh skvazhin [Design and operation of drill strings for deep wells]. Moscow: Nedra, 1985, p. 237.
24. Lachinian L.A. Rabota buril'noi kolonny [Drill string operation]. Moscow: Nedra, 1992, p. 212.
25. Odintsov L.G. Uprochnenie i otdelka detalei poverkhnostnym plasticheskim deformirovaniem [Strengthening and finishing of parts by surface plastic deformation]. Moscow: Mashinostroenie, 1987, p. 328.
26. Kompozitsionnye materialy s metallicheskoi matritsei [Composite materials with metal matrix]. Ed. K. Kreider, K.I. Portnogo. Moscow: Mashinostroenie, 1978, p. 502.
Поступила: 19.11.2022
Одобрена: 12.05.2022
Принята к публикации: 27.05.2022
Об авторах
Лаптев Сергей Константинович (Пермь, Россия) -аспирант кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: sklaptev@platinum-perm.ru).
Шацов Александр Аронович (Пермь, Россия) -доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» Пермского национального исследовательско-
го политехнического университета (Россия, 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: shatsov@pstu.ru).
Гребеньков Сергей Константинович (Пермь, Россия) - кандидат технических наук, ведущий инженер, кафедры «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (Россия, м614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: drive@rtural.ru).
Лаптев Дмитрий Сергеевич (Белфаст, Великобритания) - студент факультета аэрокосмического инжиниринга Королевского университета Белфаста (Великобритания, г. Белфаст, ул. Рован Гарденс, 6, e-mail: dmitriilaptevs@gmail.com).
(29, Komsomolsky ave., Perm, 614066, Russian Federation, e-mail: shatsov@pstu.ru).
Sergey K Grebenkov (Perm, Russian Federation) -Ph.D. in Technical Sciences, Leading engineer, Department of Metal Science, Thermal and Laser Processing of Metals, Perm National Research Polytechnic University (29, Komsomolsky ave., Perm, 614066, Russian Federation, e-mail: drive@rtural.ru).
Dmitry S. Laptev (Belfast, Great Britain) - Student, IYO BEng Aerospace Engineering, Queens University Belfast (6, Rowan Gardens, Belfast, Great Britain, e-mail: dmitriilaptevs@gmail.com).
About the authors
Sergey K Laptev (Perm, Russian Federation) - Ph.D. Student, Department of Metal Science, Thermal and Laser Processing of Metals, Perm National Research Polytechnic University (29, Komsomolsky ave., Perm, 614066, Russian Federation, e-mail: sklaptev@bk.ru).
Alexander Ä. Shatsov (Perm, Russian Federation) -Doctor of Technical Sciences, Professor, Department of Metal Science, Thermal and Laser Processing of Metals, Perm National Research Polytechnic University
Финансирование. Работа выполнена при финансовой поддержке ООО «ПЛАТИНУМ-Сервис».
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Вклад всех авторов равноценен.
