ການວິວັດທະນາການຂອງເຫຼັກກ້າຄວາມໄວສູງ (HSS): ອົງປະກອບ, ຄຸນສົມບັດ, ແລະການນໍາໃຊ້ໃນລະບົບທໍ່

ເຫຼັກກ້າຄວາມໄວສູງ (HSS) ເປັນຕົວແທນຂອງຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ສໍາຄັນໃນວິສະວະກໍາໂລຫະ, ສະຫນອງການຮັກສາຄວາມແຂງພິເສດໃນອຸນຫະພູມສູງ. ໂລຫະປະສົມພິເສດນີ້ໄດ້ພົບເຫັນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກນອກເຫນືອຈາກເຄື່ອງມືຕັດແບບດັ້ງເດີມ, ລວມທັງລະບົບທໍ່ທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງທີ່ຄວາມທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ທີ່ສຸດແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງອຸນຫະພູມແມ່ນຕ້ອງການ.

ການພັດທະນາປະຫວັດສາດຂອງເຫຼັກກ້າຄວາມໄວສູງ

ຕົ້ນກໍາເນີດຂອງເຫຼັກກ້າຄວາມໄວສູງສາມາດຕິດຕາມໄດ້ໃນທ້າຍສະຕະວັດທີ 19 ໃນເວລາທີ່ຄວາມຕ້ອງການການຜະລິດເລີ່ມຕົ້ນເກີນຄວາມສາມາດຂອງເຄື່ອງມືເຫຼັກກາກບອນ. ໃນປີ 1898, ວິສະວະກອນອາເມລິກາ FW Taylor ແລະ M. White ໄດ້ພັດທະນາ HSS ທໍາອິດໂດຍການລວມເຖິງ 18% tungsten ເຂົ້າໄປໃນໂລຫະປະສົມເຫຼັກ, ການສ້າງສິ່ງທີ່ເອີ້ນວ່າ 'ເຫຼັກແຂງດ້ວຍຕົນເອງ.'.

ອຸ​ປະ​ກອນ​ການ​ປະ​ຕິ​ວັດ​ນີ້​, ສາ​ມາດ​ຮັກ​ສາ​ຄວາມ​ໄວ​ການ​ຕັດ​ຂອງ 30m / ນາ​ທີ (ເມື່ອ​ທຽບ​ໃສ່​ກັບ 5m / min ຂອງ​ເຫຼັກ​ກາກ​ບອນ​)​, debuted ໃນ​ງານ​ວາງ​ສະ​ແດງ​ໂລກ​ປາ​ຣີ 1900​, ເປັນ​ຈຸດ​ຫັນ​ໃນ​ຄວາມ​ສາ​ມາດ​ຜະ​ລິດ​ອຸດ​ສາ​ຫະ​ກໍາ​.

ນະວັດຕະກໍາສົງຄາມ

ໃນລະຫວ່າງສົງຄາມໂລກຄັ້ງທີ່ 1, ນັກໂລຫະເຢຍລະມັນໄດ້ພັດທະນາຕົວແປ HSS ທີ່ມີ cobalt (ເຊັ່ນ T15) ທີ່ມີຄວາມທົນທານຕໍ່ຄວາມຮ້ອນເຖິງ 600 ° C ສໍາລັບການຜະລິດສ່ວນປະກອບຂອງຖັງ. ຕໍ່ມາ, ໃນລະຫວ່າງສົງຄາມໂລກຄັ້ງທີ II, ສະຫະລັດໄດ້ບຸກເບີກ HSS (M-series) ທີ່ອີງໃສ່ molybdenum ເພື່ອແກ້ໄຂການຂາດແຄນ tungsten.

ມາດຕະຖານສາກົນທໍາອິດໄດ້ມາໃນປີ 1942 ເມື່ອ ISO ສ້າງຕັ້ງການຈັດປະເພດສໍາລັບເຫຼັກທີ່ມີຄວາມໄວສູງ tungsten (W-system) ແລະ molybdenum (M-system). ຈາກປີ 1950 ເປັນຕົ້ນມາ, ການປັບປຸງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໄດ້ເຮັດໃຫ້ວັດສະດຸ HSS ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງທີ່ມີຢູ່ໃນມື້ນີ້.

ການຈັດປະເພດແລະອົງປະກອບຂອງເຫຼັກກ້າຄວາມໄວສູງ

ເຫຼັກ​ກ້າ​ຄວາມ​ໄວ​ສູງ​ຖືກ​ຈັດ​ປະ​ເພດ​ອອກ​ເປັນ​ສາມ​ປະ​ເພດ​ຕົ້ນ​ຕໍ​ໂດຍ​ອີງ​ໃສ່​ອົງ​ປະ​ກອບ​ຂອງ​ການ​ເຊື່ອມ​ຕໍ່​:

• HSS ທີ່ອີງໃສ່ tungsten (W-type/T-type):  ປະກອບດ້ວຍ tungsten 12-19% ແລະຄາບອນ 0.7-0.8% ທີ່ມີຄວາມແຂງສີແດງດີເລີດ (ຮັກສາ HRC 53-55 ທີ່ 600 ° C)

• HSS ທີ່ອີງໃສ່ Molybdenum (M-type):  ປະກອບດ້ວຍ 5-10% molybdenum, ມີ 1% Mo ໃຫ້ຄຸນສົມບັດທຽບເທົ່າກັບ 1.5-2% W.

• Tungsten-molybdenum composite HSS:  ມີອັດຕາສ່ວນ W:Mo ຂອງ 1:1.5-2.0, ສະຫນອງຄວາມທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ທີ່ສົມດູນແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ຜົນກະທົບ.

ອົງປະກອບໂລຫະປະສົມທີ່ສໍາຄັນແລະຫນ້າທີ່ຂອງເຂົາເຈົ້າ

HSS ມາຈາກຄຸນສົມບັດພິເສດຂອງມັນຈາກການດຸ່ນດ່ຽງທີ່ຊັດເຈນຂອງອົງປະກອບໂລຫະປະສົມ:

• ຄາບອນ (C):  ຕັ້ງແຕ່ 0.7% ຫາ 1.65%, ການກໍານົດຄວາມສົມດູນລະຫວ່າງຄວາມແຂງແລະຄວາມແຂງ.

• Tungsten (W):  ໂດຍປົກກະຕິ 5-18%, ປະກອບສ່ວນກັບຄວາມແຂງແລະທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່

• Molybdenum (Mo):  ມັກ 5-10% ໃນ M-type HSS, ປັບປຸງການແຜ່ກະຈາຍຂອງ carbide ແລະເພີ່ມຄວາມເຄັ່ງຄັດປະມານ 30%

• Chromium (Cr):  ສອດຄ່ອງ 3.8-5.0%, ເສີມຂະຫຍາຍການຕໍ່ຕ້ານ corrosion ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງອຸນຫະພູມສູງ.

• Vanadium (V) ແລະ Cobalt (Co):  ເພີ່ມສໍາລັບຄຸນສົມບັດພິເສດລວມທັງໂຄງສ້າງເມັດພືດທີ່ຫລອມໂລຫະແລະເພີ່ມຄວາມແຂງຮ້ອນ.

ຄຸນສົມບັດ ແລະມາດຕະຖານການປະຕິບັດ

ເຫຼັກກ້າຄວາມໄວສູງບັນລຸຄ່າຄວາມແຂງຂອງ 60 HRC ແລະສູງກວ່າໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງມິຕິຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມສູງ. ການປະສົມປະສານນີ້ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການຄວາມທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຄວາມຮ້ອນ, ປະຕິບັດຕາມມາດຕະຖານ ASTM ສໍາລັບເຫຼັກເຄື່ອງມືຄວາມໄວສູງ.

ເມື່ອນໍາໃຊ້ກັບອົງປະກອບທໍ່ພິເສດ, HSS ສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນກວ່າເຫຼັກກາກບອນແບບດັ້ງເດີມຫຼືເຫຼັກສະແຕນເລດໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ, ທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມສູງເຊັ່ນ: ທີ່ພົບເຫັນຢູ່ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ OCTG (Oil Country Tubular Goods) ແລະການປຸງແຕ່ງປິໂຕເຄມີ.

ຄວາມສໍາຄັນທາງການຄ້າຂອງ M-Type ທຽບກັບ T-Type HSS

M-type HSS ຄອບຄອງປະມານ 85% ຂອງຕະຫຼາດເນື່ອງຈາກປະສິດທິພາບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງມັນ - ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ 30% ລາຄາແພງກວ່າປະເພດ T ທຽບເທົ່າ. ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງລາຄານີ້ແມ່ນມາຈາກຄວາມສາມາດຂອງ molybdenum ໃນການສົ່ງມອບປະສິດທິພາບປຽບທຽບກັບ tungsten ໃນປະມານເຄິ່ງຫນຶ່ງຂອງນ້ໍາຫນັກອົງປະກອບຂອງໂລຫະປະສົມ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃນລະບົບທໍ່ຂັ້ນສູງ

ໃນຂະນະທີ່ປະເພນີທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບເຄື່ອງມືຕັດ, ເຕັກໂນໂລຢີ HSS ໄດ້ຖືກດັດແປງສໍາລັບອົງປະກອບທໍ່ພິເສດທີ່ເງື່ອນໄຂທີ່ຮຸນແຮງຕ້ອງການຄຸນສົມບັດໂລຫະທີ່ດີກວ່າ:

• ອົງປະກອບເຈາະ downhole:  HSS-lined API 5DP drill pipe connections in HPHT (High Pressure High Temperature) wells

• ພາກສ່ວນທໍ່ສາຍທີ່ທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່:  ສໍາລັບການຂົນສົ່ງ slurry abrasive ປະຕິບັດຕາມຂໍ້ກໍານົດ API 5L ດັດແກ້.

• ການເຊື່ອມ OCTG ພິເສດ:  ສໍາລັບການປັບປຸງຄວາມທົນທານຂອງການເຊື່ອມຕໍ່ໃນສະພາບແວດລ້ອມການບໍລິການສົ້ມ (ປະຕິບັດຕາມ NACE MR0175)

• ອົງປະກອບທໍ່ຂອງຂະບວນການອຸນຫະພູມສູງ:  ຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການແກ້ໄຂ ASTM A106 ເກຣດ C ທີ່ມີຄວາມທົນທານຕໍ່ອຸນຫະພູມທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ.

ການພັດທະນາໃນອະນາຄົດ

ການຄົ້ນຄວ້າໂລຫະຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງສືບຕໍ່ປັບປຸງອົງປະກອບ HSS ສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທໍ່ພິເສດ. ການພັດທະນາໃນປະຈຸບັນສຸມໃສ່ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຊັ້ນຮຽນທີທີ່ມີ cobalt ສໍາລັບສະພາບແວດລ້ອມການບໍລິການທີ່ຮຸນແຮງແລະການຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານອົງປະກອບໂລຫະປະສົມໂດຍຜ່ານເຕັກນິກການຜະລິດທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາ.

ໃນຂະນະທີ່ອຸດສາຫະກໍານ້ໍາມັນແລະອາຍແກັສຄົ້ນຫາອ່າງເກັບນ້ໍາທີ່ທ້າທາຍເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບອົງປະກອບ HSS ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງໃນ OCTG ທີ່ສໍາຄັນແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທໍ່ສາຍຍັງສືບຕໍ່ຂະຫຍາຍຕົວ, ຊຸກຍູ້ການປະດິດສ້າງໃນປະເພດວັດສະດຸທີ່ຫລາກຫລາຍນີ້.