邱智海 曾維平

摘 要：為了能夠了解無縫鋼管熱處理的主要研究目的、常用的工藝方式和制度，以及針對(duì)主要的熱處理工藝流程、平面布置和設(shè)備的選擇為基礎(chǔ)，能夠?qū)τ跓崽幚淼脑O(shè)備進(jìn)行分析其工作的原理、主要的優(yōu)缺點(diǎn)和使用的范圍。根據(jù)熱處理的產(chǎn)品能夠大致地確定工藝中平面布置和設(shè)備的選擇，根據(jù)實(shí)際的情況制定一套合適的方案，以此能夠達(dá)到熱處理工藝的設(shè)備配置最大化。該文主要探究無縫鋼管的熱處理工藝設(shè)備選型。

關(guān)鍵詞：無縫鋼管 熱處理工藝 設(shè)備選型

中圖分類號(hào)：TG162.84 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）03（a）-0042-02

無縫鋼管的質(zhì)量和制造方式、其中含有的化學(xué)成分和金相組織有密切的關(guān)聯(lián)，在不改變制造方式和化學(xué)成分的前提下，想要提高無縫鋼管使用的性能就需要改變無縫鋼管組織的機(jī)構(gòu)和性能，從而能夠滿足其中無縫鋼管的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或者技術(shù)要求。

1 常用的無縫鋼管熱處理工藝

1.1 淬火和高溫回火

將其中鋼管進(jìn)行全面加熱達(dá)到淬火的溫度，再使鋼管內(nèi)部組織逐漸轉(zhuǎn)化成為奧氏體，通過大于臨界淬火速度能夠快速冷卻，導(dǎo)致鋼管的內(nèi)部組織成為馬氏體，再經(jīng)過配合高溫回火的方式，最終將鋼管組織能夠變回火索式體組織。這樣的方式不僅能夠提高鋼管的輕度和硬度，還能夠?qū)⑵渲械膹?qiáng)度和塑性進(jìn)行結(jié)合，能夠滿足對(duì)鋼管的性能要求。

1.2 正火

將鋼管進(jìn)行加熱至正火的溫度，使鋼管內(nèi)部組織能夠完全地轉(zhuǎn)變成為奧氏體組織以后，通過空氣作為介質(zhì)進(jìn)行冷卻熱處理工藝。在正火之后能夠得到不同元素的金屬組織。正火不僅能夠?qū)⒕Я＿M(jìn)行細(xì)化，還能夠有效地提高鋼管的硬度并且能夠改善其切削的性能。

1.3 正火和回火

將鋼管進(jìn)行加熱至正火溫度之后，使管內(nèi)的組織能夠完全轉(zhuǎn)化為奧氏體，在空中進(jìn)行冷卻，再加上回火的工藝。鋼管的組織主要為火鐵元素+珠光體、鐵素體+貝氏體等，正火+回火的熱處理工藝能夠穩(wěn)定鋼管內(nèi)部的組織，進(jìn)而能夠增加鋼管的塑性和韌性。

1.4 退火

將鋼管進(jìn)行加熱至退火溫度并且保溫到一定的時(shí)間內(nèi)，隨著爐的溫度進(jìn)行冷卻，再將其進(jìn)行出爐冷卻的一種熱處理工藝。其中鋼管的退火工藝能夠分成：球化退火、完全退火等。鋼管的退火方式主要的作用是能夠降低鋼管的硬度，增加其中的塑性，能夠?yàn)橐院蠹庸せ虺衫渥冃翁峁椭€能夠細(xì)化晶粒，能夠全面地消除組織缺陷，均勻地將內(nèi)部組織和成分進(jìn)行劃分，從而能夠改變鋼管心梗，為以后工作提供準(zhǔn)備。

2 熱處理工藝設(shè)備選型

2.1 加熱爐

在進(jìn)行鋼管熱處理的過程中，對(duì)于鋼管加熱的質(zhì)量要求大致為：淬火爐加熱的溫差為±10 ℃，回火爐加熱的溫差為±5 ℃，并且根據(jù)工藝的需求進(jìn)行不同的溫度加熱和保溫。基本來說常用的加熱爐有步進(jìn)橫移式加熱爐和縱移式加熱爐。將中頻感應(yīng)裝置設(shè)置為鋼管中熱處理的加熱爐，由于其具有工程投資少、建設(shè)時(shí)間短、加熱的速度快等優(yōu)點(diǎn)。在國(guó)外的國(guó)家中，這樣的加熱方式已經(jīng)成為一種成熟的工藝，基本應(yīng)用在鋼管的熱處理加熱爐中。

2.2 淬火裝置

所謂的淬火方式是在熱處理生產(chǎn)線中不可少的一項(xiàng)工藝設(shè)備，通過選擇合適的淬火工藝和設(shè)備都能夠使鋼管具備優(yōu)秀的淬透性，進(jìn)而能夠獲得優(yōu)秀的組織性能。對(duì)于淬火的裝置主要的要求就是：淬火后的鋼管沒有明顯彎曲程度，其中馬氏體的含量應(yīng)該≥95%，其主要的溫度為<70，硬度均勻性應(yīng)該≤3HRC，并且在其中不能夠出現(xiàn)任何的缺陷。一般來說淬火的裝置一共有兩種設(shè)備型式：內(nèi)噴外淋方式和槽淬方式。

2.3 冷床

冷床是主要針對(duì)鋼管的表面質(zhì)量、管體的直線度產(chǎn)生較大的輔助設(shè)備，一般來說熱處理生產(chǎn)線冷床方式一共有4種方式：步進(jìn)式冷床、雙聯(lián)式冷床、單聯(lián)式冷床和螺旋桿冷床。步進(jìn)式冷床主要是擁有冷卻足夠均勻、運(yùn)行較為平穩(wěn)、校正作用等優(yōu)點(diǎn)，一旦出現(xiàn)故障時(shí)，能夠進(jìn)行自檢的操作模式，以確保在冷床冷卻的過程中鋼管不會(huì)出現(xiàn)彎曲變形的現(xiàn)象；雙鏈?zhǔn)嚼浯卜绞侥軌蛲ㄟ^正向運(yùn)行方式，對(duì)于帶有爪鏈與相反的方向進(jìn)行運(yùn)行組成，鋼管在冷卻的過程中旋轉(zhuǎn)進(jìn)行前進(jìn)然而單向的雙鏈?zhǔn)嚼浯材軌蛴勺︽溑c平鏈組成，通過不同的速度進(jìn)行運(yùn)行；單鏈?zhǔn)嚼浯矠閱蜗驇ё︽溊浯?，其中運(yùn)行的方向與鋼管的前進(jìn)方向相同，能夠保障鋼管在冷卻的時(shí)候旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，爪鏈能夠與鋼管的前進(jìn)方向有所傾斜一定角度。單鏈?zhǔn)嚼鋮s的效果與步進(jìn)式的冷床、雙鏈?zhǔn)嚼浯蚕啾容^差，但是其中具有設(shè)備質(zhì)量較小，設(shè)施較為簡(jiǎn)單、投資較低等優(yōu)點(diǎn)，能夠?yàn)榈蜏氐睦浯策M(jìn)行使用；螺旋桿的冷床能夠通過螺旋桿轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而能夠帶動(dòng)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)前進(jìn)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)鋼管的冷卻，但是這樣的方式能夠造成鋼管的外表面有一定的劃傷，進(jìn)而能夠影響鋼管的質(zhì)量，可以在低溫區(qū)冷卻時(shí)進(jìn)行使用。

2.4 矯直機(jī)

鋼管在進(jìn)行加熱或者冷卻的時(shí)候，就會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)彎曲變形的現(xiàn)象，為了能夠保障鋼管的制度能夠滿足訂貨的標(biāo)準(zhǔn)和要求，進(jìn)而需要采用熱處理的方式將鋼管強(qiáng)行矯正。由于矯直溫度不盡相同，經(jīng)常分為熱矯直和冷矯直。對(duì)于鋼管的直度也有一定的要求，鋼管端口要保證在1 m之內(nèi)，要≤1/1 000 mm、鋼管體要≤1/1 500 mm、橢圓度不能夠超過外徑的公差80%。由于石油的油管和套管等鋼類管對(duì)于鋼管的矯直溫度有一定的特殊要求，因此在熱處理的時(shí)候生產(chǎn)線的矯直機(jī)在選型中有重要的作用。在熱處理的時(shí)候，生產(chǎn)的產(chǎn)品方案有石油用管等產(chǎn)品，矯直機(jī)應(yīng)該主要以熱矯直機(jī)為主，可以將冷矯直機(jī)能夠作為備選的考慮之中。在熱矯直機(jī)的布置過程中，應(yīng)該在回火加熱爐出口處進(jìn)行。在產(chǎn)品的方案中不具備石油用管時(shí)，可以只布置冷矯直機(jī)。

3 結(jié)語

鋼管能夠通過熱處理的方式對(duì)鋼管的組織進(jìn)行全面地改變，從而提高鋼管的使用性能并且能夠節(jié)約含金元素的使用量，為鋼管生產(chǎn)商提供產(chǎn)品效益。通過熱處理制度能夠完善優(yōu)化設(shè)計(jì)的方案，能夠獲得更加優(yōu)質(zhì)的經(jīng)濟(jì)效益。

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