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    钢管热处理调质设备技术要求和工艺

    1钢管热处理调质设备技术要求

    1.1、生产能力:热处理 6 万吨( 12 /h)油管、套管或钻杆;

    1.2、产品规格:

    其中:

    平式或加厚油管

    Ф60.3×4.83mm 5000

    Ф73.0×5.51mm 10000

    Ф88.9×6.45mm 10000

    套管

    Ф114.3×6.358.56mm 5000

    Ф139.7×6.2010.54mm 20000

    钻杆

    Ф73.0×9.19mm 2000

    Ф88.9×9.35mm 3000

    Ф127.0×9.19mm 5000

    1.3、被处理钢管几何尺寸:

    管体外径: Ф60.3×Ф139.7mm

    油管和钻杆加厚端外径: Ф65.89×Ф149.23mm(加厚端Z大壁厚

    20.30mm

    管体壁厚: 4.83×10.54mm

    长度: 812.5mm

    单根钢管Z大重量: 350kg

    1.4、热处理后钢管钢级: N80L80C90P95P110Q125 等;

    1.5、原料钢管钢种: 37Mn534Mn638M 642MnMo730Mn2

    27MnCr5230CrMo33CrMo35CrMo26CrMo429CrMo4432CrMo4

    1.6、淬火炉加热温度: 850℃~ 1000

    1.7、回火炉加热温度: 600℃~ 750

    1.8、淬火方式: 外淋,要求在管子横截面上喷水均匀且有一定角度、

    压力,同时具有管内吹水功能,保证管子进回火炉时管内无水;

    1.9、其它要求:钢管回火后应当进行高压水除鳞。

    2钢管热处理调质设备工艺概述

    钢管感应热处理的工艺流程与一般传统的燃气加热步进式炉一样,但是工作原理和加工工程却截然不同。在燃气式步进炉中,钢管是整体加热;而在感应炉 中,钢管是分段逐次前进连续加热;淬火过程与回火过程也是如此进行。所以钢管在加热、淬火、回火时,基本是做纵向移动、螺旋前进的动作,其余才是做横向移 动。其具体加工工艺过程如下:

    根据 API 5 CT 标准对油井管的调质要求,油井管管坯由天车吊到上料台架上,人工外观检查后使其整齐排列分布。待生产线各工作岗位进入正常工作状态时,感应器通电待 料,变频送料机开始旋转,手动操作步进上料机工作,把第一根油井管从上料台架出口端平稳地抬起滚送到对齐装置的辊道上,变频送料机以设定的速度向前送料, 变频送料机为单辊传动,速度、高度可调,辊型为专门设计倾斜 15°布置的辊式送料机,具有水平送料纠偏对中和工件自旋转功能,其中感应加热线圈之间送料辊 和进出口的送料辊材质为耐热钢,并装有旋转密封内水冷却装置,冷却送料辊并使送料辊外表面干燥,便于油管连续加热,其余

    送料辊材质为耐磨钢。油管经辊道进 入中频淬火加热区,加热区由一套 3000kW 中频电源和一套 1200kW 中频电源配多组加热感应线圈组成淬火感应加热区,保证工件温度的均匀,加热温度 850℃~ 1000℃。在加热线圈的出口处安装进口的双色比色红外测温仪,进行油管加热温度的监测,并把信号反馈到中频电源的控制系统,自动调节中频电源 的输出功率,组成闭环控制系统,从而调整钢管加热温度使之控制在允许的误差范围内。加热好的钢管进入喷淋淬火区,由于工件材质为含碳量 0.3%左右的碳锰钢或中低合金化的铬钼钢及铬锰钼钢,适合采用纯水作为淬火介质。我们采用环状 冷却装置连续将高压水流喷射到加热的钢管表面,强喷淋 515 秒左右,以实现淬火马氏体的组织转变。为此,我们选用了二套大流量高压水泵(压力为扬程 125 米每分钟的水循环量1000m3/h),总功率在 500kW 以上,从而达到完全淬透管壁所要求的快速均匀冷却的效果,保证使钢管表面产生的蒸汽膜破 坏,使钢管迅速达到马氏体转变温度,全部转变为淬火马氏体,不会产生淬火屈氏体,从而保证回火索氏体。由于喷淋中会有氧化皮和钢管表面的灰尘脱落后进入淬 火介质中,所以淬火介质必须经过沉淀池粗滤、磁性吸滤、网过滤等多级处理,使浊环水清洁干净,不能堵塞喷嘴,可以循环使用。喷淋区设置隔离挡板,防止水飞溅,利于水的回收利用和减少浊环水的损耗,还设置防护罩,以防水蒸汽喷出,保证车间的干燥。喷淋淬火后的钢管由辊道传送至管内除水段经气动翻料机把管子抬放在倾斜台上,经 5 分钟以上的沥水后再经气动翻料机抬放至回火线辊道上,在辊道的传动 下进入中频回火感应加热区,回火加热温度范围一般为 600℃~ 750℃。中频感应加热电源为一套 1900kW 和一套 900kW由多组感应线圈组成的回火感 应加热区。在Z后一个感应线圈的出口处安装进口的双色比色红外测温仪进行监测油管的温度,负责把信号反馈到中频电源,自动调节中频电源的输出功率,以组成 闭环控制系统。经回火后的钢管在辊道上通过高压水除鳞装置,钢管在高压喷射水的冲刷下达到除鳞效果,经过除鳞得钢管,通过回火区的感应器后,由气压传动步 进翻料机把钢管平稳地抬起,放到冷床上缓慢旋转滚动,逐步冷却。然后钢管在冷床出口处被收集入筐,人工捆扎包装吊运至下一工段。

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