Petrol sondaj borusu çeliklerinin sürtünme kaynak kabiliyetlerinin araştırılması

Abstract

Sürtünme kaynak yöntemi son yıllarda kullanım alanı bulmaya başlayan ve günümüzde de uygulama alanı genişleyen katı hal kaynak yöntemidir. Bu kaynak yöntemi ilk başlarda içi dolu aynı veya farklı cins malzemelerin kaynaklı birleştirmeleri için kullanıldı. Son zamanlarda boru, profil kesitli ve çubuk malzemelerin birleştirmelerinde de kullanılmaya başlanmıştır.Günümüz endüstrisinde petrol ve doğal gaz kuyularında, jeotermal kaynakların çıkarılmasında, maden endüstrisinde, inşaat sektöründe, zemin etütlerinde, içme ve sulama su kuyularının açılmasında sondaj yöntemi sıklıkla kullanılmaktadır. Belirtilen alanlarda sondaj işlemlerinde genellikle API (American Petroleum Institute) tarafından sınıflandırılarak standardize edilen J55, K55, N80, C75, C95, H40, P1 10 N80, J135) gibi petrol boru çelikleri kullanılmaktadır. Bu boruların birbirlerine alın alına birleştirmelerinde önceleri GMAK (Gaz metal ark kaynak) yöntemi kullanılmaktaydı. Ancak GMAK yönteminde meydana gelen gaz boşlukları,köpürme ve termal çevrimden dolayı meydana gelen çarpılma (distorsiyon) gibi kaynak hataları sebebiyle endüstride tercih edilmemektedir. Bunun yerine alternatif olarak sürtünme kaynaklı birleştirmeler tercihen kullanılmaya başlanmıştır. Ancak, aynı ve farklı cins petrol boru çeliklerinin sürtünme kaynak kabiliyetleri hakkında önemli bir literatür bilgisine rastlanmamıştır.Bu amaçla; çalışmada aynı cins ve farklı cins sondaj borularının sürtünme kaynak kabiliyetleri araştırılmıştır. Servis şartları da göz önünde bulundurularak numunelerin mikroyapı incelemeleri ve mekaniksel özellikleri belirlenmiştir. İlave olarak; kaynak sonrası bağlantıya gerginlikleri giderme ısıl işlemi uygulanmıştır. Böylece kaynak sonrası ısıl işlemin mekanik özellikler ve mikroyapı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Sonuç olarak; sürtünme kaynağı sonrası numunelere uygulanan gerilim giderme ısıl işleminin tüm birleştirmelerin mekanik ve mikroyapısal özelliklerini önemli ölçüde etkilediği tespit edilmiştir.

Friction welding is recently developed a solid state welding method which is widely used in industry. Initially, this method was used for joining of solid circle shaped similar or dissimilar materials. Recently, it was also used for joining of tube, section and bars.The drilling is generally used in oil well, gasser, geothermal source, sump, soil survey in building industry, drinkable water well and groundwater well. The drilling pipes which are standardized by American petroleum institute (J55, K55, N80, C75, C95, H40, P1 10 N80, and J135) are generally used for the area mentioned above. The drilling pipes were welded by using GMAW (gas metal arc welding) method. Because of welding defects such as, gas porosity, bubble, distortions due to thermal effects of welding, the GMAW method does not prefer by industry. Thus, the frictionwelding method is used preferably. However, there isn?t enough literature about friction welding of similar or dissimilar petrol drilling pipes.For this purpose, friction weldability of drilling pipes has been investigated in detail. The microstructure evaluation and mechanical properties of weldment have been determined by considering to the service condition. In addition, the stress relief heat treatment was also carried out for all welded samples. Thus, the effects of post weld heat treatment on the microstructure and mechanical properties of weldment were investigated. Finally, it is found that microstructure and mechanical properties of all weldment are significantly affected by stress relief heat treatment.