GB/T 34109 Pipa Baja Tanpa Sambungan yang Diperluas Panas 42CrMo untuk Batang Bor Berdiameter Besar (168–540 mm)

Tabung baja paduan ekspansi panas seamless 42CrMo GB/T 34109 adalah tabung baja paduan berdiameter besar yang dikembangkan untuk pembuatan batang Kelly teleskopik dan batang bor yang digunakan dalam mesin bor putar. Produk ini menggabungkan kekerasan dan ketahanan lelah baja kromium-molybdenum 42CrMo dengan proses ekspansi panas, perlakuan panas, dan pelurusan yang terkontrol.

Dalam deskripsi produk ini, "ekspansi termal" mengacu pada proses manufaktur ekspansi panas, bukan pada sifat koefisien ekspansi termal khusus. Selama produksi, tabung induk seamless yang lebih kecil dipanaskan secara lokal dan diperluas di atas mandrel pembentuk untuk mendapatkan diameter luar yang besar yang dibutuhkan. GB/T 34109-2017 adalah standar produk Tiongkok saat ini yang secara khusus mencakup tabung baja seamless untuk batang bor mesin gali putar.

Cakupan pengembangan standar asli mengidentifikasi tabung seamless presisi dengan diameter luar tidak melebihi 540 mm. Standar akhir mengatur dimensi, bentuk, massa, persyaratan teknis, pengujian, inspeksi, penandaan, dan sertifikasi.

Setelah dikuens dan ditemper di bawah ukuran penampang dan kondisi pengujian yang sesuai, sifat referensi untuk baja struktural paduan 42CrMo meliputi:

• Kekuatan tarik minimum: sekitar 1.080 MPa
• Kekuatan luluh minimum: sekitar 930 MPa
• Perpanjangan minimum: sekitar 12%
• Pengurangan luas minimum: sekitar 45%
• Energi impak referensi: minimal 63 J untuk spesimen uji standar yang ditentukan
• Kekerasan anil atau temper suhu tinggi: umumnya tidak lebih dari sekitar 217 HBW

Nilai-nilai ini adalah sifat referensi untuk spesimen uji standar dan tidak boleh secara otomatis diperlakukan sebagai sifat yang dijamin untuk setiap tabung berdiameter besar yang selesai. Persyaratan akhir harus dikonfirmasi terhadap ukuran tabung, ketebalan dinding, kondisi perlakuan panas, dan spesifikasi pembelian.

Rentang nominal 0,90-1,20% kromium dan 0,15-0,25% molibdenum menunda transformasi selama pendinginan dan meningkatkan kekerasan seluruh penampang dibandingkan dengan baja karbon biasa. Hal ini sangat penting untuk tabung batang bor berdinding tebal, di mana pengerasan yang tidak mencukupi dapat menghasilkan perbedaan kekerasan yang besar antara permukaan luar dan pusat dinding.

Batang Kelly bor putar terpapar pada beban torsi, lentur, kompresi aksial, dan kontak lokal yang bergantian. 42CrMo yang diperlakukan panas dengan benar memberikan keseimbangan yang berguna antara kekuatan luluh, ketangguhan, dan ketahanan lelah untuk kondisi pembebanan gabungan ini.

Proses ekspansi panas memungkinkan produksi diameter luar besar yang mungkin tidak ekonomis melalui penggulungan panas langsung. Pengkalibrasian, perlakuan panas, dan pelurusan selanjutnya diperlukan untuk mengontrol ovalitas, variasi ketebalan dinding, dan tegangan sisa.

42CrMo adalah baja paduan karbon sedang daripada baja struktural karbon rendah yang mudah dilas. Pengelasan kunci penggerak, strip pengunci, atau komponen batang bor lainnya biasanya memerlukan:

• Penghilangan minyak, kerak, dan kelembaban
• Pemanasan awal yang terkontrol
• Bahan habis pakai las hidrogen rendah
• Suhu antar-jalur terbatas
• Pendinginan bertahap
• Temper pasca-las atau peredaan tegangan jika diperlukan oleh desain

Prosedur pengelasan yang terkualifikasi harus ditetapkan menggunakan kimia tabung aktual, kesetaraan karbon, ketebalan dinding, dan konfigurasi sambungan.

Pembeli profesional umumnya fokus pada eksentrisitas karena ekspansi panas dapat memperbesar variasi ketebalan dinding asli dari tabung induk.

Kontrol produksi kami dapat mencakup penyaringan eksentrisitas tabung induk, suhu pemanasan induksi yang terkontrol, kecepatan dorong yang stabil, pemilihan rasio ekspansi yang sesuai, dan pengukuran ketebalan dinding ultrasonik multi-titik. Catatan dimensi dapat disediakan untuk ujung tabung dan posisi perantara jika disepakati pada tahap penawaran.

Rasio ekspansi yang sesuai secara teknis dipilih daripada mengandalkan pembesaran maksimum yang mungkin. Ekspansi satu lintasan yang berlebihan dapat meningkatkan penipisan dinding, ovalitas, dan variasi mikrostruktur.

Tabung 42CrMo berdiameter besar dapat mengembangkan perbedaan laju pendinginan antara permukaan luar, permukaan dalam, dan pusat dinding.

Oleh karena itu, rute perlakuan panas harus dipilih sesuai dengan diameter luar dan ketebalan dinding aktual. Kontrol proses dapat mencakup perekaman suhu tungku yang terkalibrasi, waktu penahanan yang ditentukan, suhu media pendinginan yang terkontrol, dan pemetaan kekerasan pada posisi tabung yang representatif.

Ketika kinerja seluruh dinding sangat penting, pembeli dapat menentukan pengujian tambahan seperti:

• Inspeksi kekerasan pada beberapa posisi keliling
• Profil kekerasan seluruh dinding
• Pemeriksaan metalografi
• Pengujian tarik spesimen yang diperlakukan panas secara terpisah atau produk
• Pengujian impak Charpy pada suhu layanan yang dibutuhkan

Bahkan ketika tabung memenuhi toleransi komersial biasa, ovalitas yang berlebihan atau busur sepanjang penuh dapat menyebabkan interferensi antara bagian batang Kelly yang bersarang.

Oleh karena itu, untuk tabung batang bor, pengkalibrasian dan pelurusan akhir harus dilakukan setelah perlakuan panas utama. Diameter luar, ovalitas, dan kelurusan dapat diperiksa menggunakan pengukuran keliling, penggaris, sistem laser, atau alat ukur khusus.

Untuk tabung yang ditujukan untuk perakitan teleskopik yang rapat, pembeli harus menyediakan:

• Diameter luar dan diameter dalam yang selesai
• Jarak bebas operasi yang dibutuhkan
• Alokasi pemesinan
• Ovalitas maksimum yang diizinkan
• Batas kelurusan sepanjang penuh
• Lokasi dan ukuran kunci penggerak yang dilas

Ini menghindari kesalahan pengadaan umum yaitu hanya menentukan diameter luar nominal dan ketebalan dinding.

GB/T 34109 adalah standar produk tabung jadi, sementara standar seperti GB/T 3077, EN 10083-3, dan JIS G4053 terutama mendefinisikan grade baja paduan dan kondisi pengiriman. Oleh karena itu, substitusi harus didasarkan pada kimia, kekerasan, sifat mekanik, kondisi perlakuan panas, dan persyaratan tabung jadi daripada hanya kesamaan nama grade. GB/T 3077-2015 tetap menjadi standar Tiongkok saat ini untuk baja struktural paduan.

Tabung digunakan sebagai badan silindris utama dari batang Kelly teleskopik yang dipasang pada rig bor putar untuk konstruksi pondasi tiang bor.

Beberapa bagian tabung bersarang secara konsentris. Kunci penggerak longitudinal dan komponen pengunci mentransmisikan torsi dan gaya aksial dari satu bagian ke bagian lain. Selama operasi, batang Kelly mentransfer torsi putar dan gaya dorong ke alat bor sambil berulang kali memanjang dan menarik diri.

Untuk aplikasi ini, tabung harus menyediakan:

• Kekuatan torsi yang cukup untuk mentransmisikan torsi pengeboran
• Ketahanan terhadap lentur di bawah beban pengeboran eksentrik
• Ovalitas terkontrol untuk gerakan teleskopik yang mulus
• Kelurusan sepanjang panjang tabung penuh
• Ketangguhan yang memadai di bawah benturan dan getaran
• Sifat yang stabil di area yang berdekatan dengan kunci penggerak yang dilas
• Alokasi pemesinan untuk koreksi dimensi akhir