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鋼管知識(shí):鋼管的整體淬火


隨著我國(guó)石油產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)高等級(jí)鋼管的需求越來(lái)越大,而高等級(jí)鋼管必須進(jìn)行淬火處理,因此對(duì)鋼管整體淬火的研究就顯得十分重要。中國(guó)重型機(jī)械研究院開發(fā)了 “浸淬 + 內(nèi)噴 + 旋轉(zhuǎn)” 和 “外淋 + 內(nèi)噴 + 旋轉(zhuǎn)”兩種工藝,并研發(fā)了相關(guān)的淬火生產(chǎn)線,取得了良好的效果。兩種淬火工藝具備各自的特點(diǎn),外淋內(nèi)噴式淬火生產(chǎn)線適用于油井管、油套管、鉆桿的淬火,比較有利于薄壁鋼管的整體淬火; 浸淬式淬火生產(chǎn)線適用于壁厚比較大的高性能厚壁管的整體淬火,其產(chǎn)品主要用于國(guó)防、核電、石油天然氣和汽車等行業(yè)。

  一.浸淬式淬火生產(chǎn)線

  國(guó)內(nèi)目前常用的厚壁管的淬火設(shè)備存在一些缺陷,如 (1) 厚壁管容易淬彎,直線度、圓度差,給后續(xù)整形造成困難; (2) 鋼管內(nèi)外不能同時(shí)淬火,致使馬氏體含量低,硬度不均勻; (3) 運(yùn)行成本高,安全性差。針對(duì)上述缺陷,該院自主研發(fā)、成套制造了世界首套采用“浸淬 + 旋轉(zhuǎn) + 內(nèi)噴”淬火工藝對(duì)壁厚超過(guò)20 mm 的鋼管進(jìn)行整體淬火的浸淬式淬火生產(chǎn)線。

  其工藝路線是:經(jīng)淬火爐加熱的鋼管到達(dá)擋料裝置→安裝在升降旋轉(zhuǎn)裝置上的壓緊裝置迅速壓緊鋼管→支撐輪帶動(dòng)鋼管快速旋轉(zhuǎn)→左右升降缸帶動(dòng)框架梁將鋼管快速浸入淬火水中→內(nèi)噴噴嘴向鋼管內(nèi)部進(jìn)行噴射→淬火結(jié)束、內(nèi)噴停止→左右升降缸將框架梁升起→鋼管滾動(dòng)到擋料裝置處由擋料裝置逐根將鋼管翻到空水支架上→空水裝置升起將鋼管一端抬起進(jìn)行空水→壓縮空氣進(jìn)一步吹干鋼管內(nèi)的淬火水→步進(jìn)運(yùn)輸機(jī)將鋼管逐步運(yùn)送到出料輥道上→完成鋼管的淬火。這種浸淬式淬火機(jī)組首次采用了“浸淬 + 旋轉(zhuǎn) + 內(nèi)噴”新工藝,對(duì)大直徑、厚壁管進(jìn)行整體淬火,解決了大直徑厚壁鋼管淬彎、淬不透的技術(shù)難題; 取得了以下顯著效果:(1) 由于鋼管水平整體入水、高速旋轉(zhuǎn)、多點(diǎn)輔助支撐,使鋼管的直線度大大提高,小于 2 mm/m,滿足了產(chǎn)品的使用要求。(2) 采用了具有移動(dòng)旋轉(zhuǎn)功能的內(nèi)噴噴嘴,減小了鋼管頭部的橢圓度,有利于鋼管定徑。(3) 隨動(dòng)式內(nèi)淬使淬火工藝更加靈活,鋼管機(jī)械性能更加均勻,淬火后馬氏體轉(zhuǎn)化率超過(guò) 90%,甚至達(dá)到 95%,鋼管全長(zhǎng)及壁厚方向的硬度誤差≤3 HRC。

  二.“外淋 + 內(nèi)噴+ 旋轉(zhuǎn)”淬火工藝。

  此工藝針對(duì)壁厚比較薄的鋼管。鋼管經(jīng)淬火爐加熱至 1000 ℃左右,由進(jìn)料輥道送至待料位,上料裝置舉起鋼管將其翻轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)裝置慢速旋轉(zhuǎn)的支撐輪上,安裝在噴淋機(jī)架上的壓緊裝置迅速壓緊鋼管,旋轉(zhuǎn)裝置快速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)鋼管快速旋轉(zhuǎn),位于鋼管正上方的外淋管向鋼管外表面均勻噴水,同時(shí),安裝在鋼管端頭的內(nèi)噴裝置向鋼管內(nèi)壁噴水。這樣鋼管內(nèi)外表面均得到了均勻淬火。
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