Исследование процесса упрочнения длинномерных цилиндрических изделий совместным растяжением и кручением

• Автор: Крюков, Алексей Андреевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 188 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
I. Обзор состояния вопроса
1.1. Условия работы насосных штанг
1.2. Механизм усталостного и коррозионно-усталостного разрушения металлов
1.3. Влияние коррозионного и механического факторов на разрушение насосных штанг
1.4. Методы повышения эксплуатационных показателей насосных штанг
1.4.1. Изменение конструкции насосных штанг
1.4.2. Целесообразность применения высокопрочных сталей для изготовления насосных штанг
1.4.3. Применение новых технологических процессов для упрочнения насосных штанг
1.5. Оценка эффективности различных методов поверхностного и объёмного упрочнения изделий
1.6. Упрочнение длинномерных цилиндрических изделий методом совместного растяжения и кручения
1.6.1. История метода упрочнения изделий совместным растяжением
и кручением
1.6.2. Механизм упрочнения прямолинейного стержня методом совместного растяжения и кручения
1.6.3. Обоснование актуальности исследования
1.6.4. Проводимые исследования поведения материалов в условиях совместного растяжения и кручения
1.7. Выводы по первой главе
II. Исследование поведения тонкостенных трубчатых образцов при совместном упругопластическом деформировании растяжением
и кручением: модель и эксперимент
2.1. Математическая модель совместного упругопластического деформирования растяжением и кручением тонкостенного трубчатого образца
2.2.Экспериментальная проверка основных положений и определение
материальных параметров математической модели
2.2.1. Методика проведения экспериментов на двухосевой сервогидравлической испытательной системе МэНоп 8
2.2.2. Экспериментальное исследование поведения конструкционной стали при растяжении и чистом сдвиге
2.2.3. Экспериментальное исследование поведения конструкционной стали при совместном растяжении и кручении
2.2.4. Определение материальных параметров и подтверждение положений математической модели
2.3. Проверка адекватности математической модели
2.4. Выводы по второй главе
III. Упрочнение стержней круглого сечения методом совместного упругопластического деформирования растяжением и кручением: модель и эксперимент
3.1. Математическая модель упрочнения стержня круглого сечения методом совместного растяжения и кручения
3.2. Экспериментальная проверка адекватности математической модели
3.3. Определение рациональных режимов упрочнения изделия
3.4. Выводы по третьей главе
IV. Исследование влияния упрочнения совместным растяжением и кручением на характеристики коррозионно-усталостной прочности изделия
4.1. Влияние остаточных напряжений на характеристики сопротивления коррозионной усталости
4.2. Коррозионно-усталостные испытания базовой неупрочнённой партии образцов
4.3. Упрочнение партий образцов методом совместного растяжения
и кручения
4.4. Коррозионно-усталостные испытания упрочнённых партий образцов
4.5. Сравнительная оценка эффективности упрочнения методом совместного растяжения и кручения при различных режимах
4.6. Выводы по четвёртой главе
Заключение
Библиографический список
Приложение (акт внедрения результатов исследования)

кованных после ТВЧ образцов оказалась ниже выносливости образцов, оцинкованных после пластического скручивания. В скважинах объединения Азнефть были испытаны 2700 пластически скрученных штанг. Испытание показало, что в скважинах с относительно слабой коррозионной активностью выносливость упрочненных штанг по сравнению с неупрочненными увеличилась примерно на 30%, что соответствует результатам лабораторных опытов. В сероводородной среде работоспособность пластически скрученных штанг была низкой.
В работе [77] также отмечается, что в случае, когда напряжения от наклёпа меридиональные, а рабочие - продольные, предварительное деформирование стали повышает предел выносливости. Так предварительное пластическое скручивание стали 20 способствовало такому же повышению выносливости, как и после обкатки роликами или дробеструйной обработки (приблизительно на 30 %). С другой стороны можно предвидеть, что пластическое скручивание, так же как и другие методы объёмного упрочнения, снижает пластичность сердцевины металла, что вряд ли приведет к существенному повышению работоспособности штанг при больших отборах жидкости, осуществляемых с помощью глубинных насосов большого диаметра.
Изучались возможности применения для штанг и других методов объёмного упрочнения (например, высокотемпературной термомеханической обработки или направленного наклёпа при растяжении) [6, 21, 37]. Но, как правило, эффективность данных методов если и выявлялась, то была незначительной.
Таким образом, результаты испытаний различных методов поверхностного и объёмного упрочнения штанг показывают, что наиболее эффективным методом является поверхностная закалка ТВЧ. В то же время закалка ТВЧ имеет и свои недостатки. Весьма полезным оказалось бы противокоррозионное покрытие штанг, закаленных ТВЧ, но такое, при нанесении которого не происходило бы разупрочнения поверхностных слоёв металла.