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        關(guān)于石油機(jī)械熱處理問(wèn)題的幾點(diǎn)探討

        2016-12-31 00:00:00劉鑫
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年20期

        摘 要:眾所周知,經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展離不開石油的重要支持,而石油處理與利用的高效性既關(guān)乎石油質(zhì)量和品質(zhì),又與其市場(chǎng)價(jià)格和環(huán)境效益有關(guān),所以為在滿足石油機(jī)械基本需求的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗就必須切實(shí)優(yōu)化其熱處理技術(shù)。對(duì)此,作者關(guān)于石油機(jī)械熱處理問(wèn)題和對(duì)策作了探討,希望對(duì)改善現(xiàn)狀有所幫助。

        關(guān)鍵詞:石油機(jī)械;熱處理;問(wèn)題

        對(duì)于石油機(jī)械而言,熱處理是一項(xiàng)必不可少且無(wú)法替代的重要工序,其工作環(huán)境惡劣,需要具有足夠的耐高溫、防腐化等性能。雖然經(jīng)過(guò)發(fā)展石油機(jī)械熱處理技術(shù)日趨成熟,但依舊存在一定的問(wèn)題和缺陷亟待改善。這就要求我們從其問(wèn)題出發(fā)探索解決之道,以此保障石油機(jī)械能夠安全、高效而長(zhǎng)期的進(jìn)行作業(yè)。

        1 石油機(jī)械熱處理技術(shù)簡(jiǎn)析

        簡(jiǎn)單的說(shuō),石油機(jī)械熱處理技術(shù)是指在特定條件下將金屬材料置于介質(zhì)中進(jìn)行加熱、保溫和冷卻處理,用于改變其表面和內(nèi)部的金相組織結(jié)構(gòu),以此達(dá)到優(yōu)化力學(xué)性能和使用性能的目的[1]。其之所以在石油機(jī)械中如此重要,主要是因?yàn)槭蜋C(jī)械在使用過(guò)程中往往面臨著嚴(yán)酷的自然環(huán)境,承受著巨大的工作負(fù)荷,只有經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)臒崽幚?、防腐處理和?qiáng)化處理,才能適應(yīng)高溫和深海低溫環(huán)境,滿足高效運(yùn)作的要求,進(jìn)而保障石油能夠順利開采、運(yùn)輸和利用??梢哉f(shuō)熱處理技術(shù)在石油機(jī)械性能提升中起著決定性作用。

        2 石油機(jī)械熱處理存在的問(wèn)題

        目前用于石油機(jī)械熱處理的主要是以電加熱為主的設(shè)備,常見的有箱式爐、連續(xù)爐、真空熱處理爐等多種加熱爐,以及用于石油機(jī)械表面強(qiáng)化和防腐的氣體涂焊裝置等,但在實(shí)際應(yīng)用中還存在一定的問(wèn)題,制約著石油機(jī)械熱處理性能和質(zhì)量的提高。

        2.1 處理設(shè)備相對(duì)滯后

        優(yōu)良的設(shè)備有利于石油機(jī)械熱處理保質(zhì)高效的進(jìn)行,可是就現(xiàn)階段而言,電在熱處理能源中依舊占有很大比重,而煤氣、天然氣等使用的較少,只局限于鉆頭、鏈條、標(biāo)準(zhǔn)件等一定的零部件,而且熱處理環(huán)境多為氧化氣氛,使得加熱零件表面脫碳、氧化等質(zhì)量缺陷層出不窮,既耗費(fèi)資源又浪費(fèi)人力,顯然不利于石油機(jī)械可靠性和耐久性的保障。

        2.2 專業(yè)性生產(chǎn)受限制

        石油供需矛盾的加劇促使石油機(jī)械產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,如何在保證質(zhì)量的前提下進(jìn)行專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)便顯得十分重要。然而石油機(jī)械一般種類繁多,需求不同,性能有所差異,那么所需要的熱處理?xiàng)l件和參數(shù)也隨之不同,這無(wú)疑限制了熱處理效率的提升,也不利于熱處理效果的保證;同時(shí)表面熱處理、物流熱處理、化學(xué)熱處理等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的缺失造成大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)難以實(shí)現(xiàn)。

        2.3 輕冷重?zé)醿A向嚴(yán)重

        雖然石油機(jī)械熱處理不容忽視,但過(guò)度強(qiáng)調(diào)熱處理而忽視后續(xù)的冷卻環(huán)節(jié)也不難以達(dá)到預(yù)期要求,不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量,也存在一定的安全隱患,這主要與資金投入和技術(shù)支持不足有關(guān),而且當(dāng)下所采用的靜置冷卻處理方法,根本不能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制冷卻或者自動(dòng)冷卻控制效果,可見忽視冷卻處理在石油機(jī)械熱處理中是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。

        2.4 環(huán)境問(wèn)題有所忽視

        在積極倡導(dǎo)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的大環(huán)境下,很多石油機(jī)械熱處理廠家并未貫徹落實(shí),甚至為了經(jīng)濟(jì)利益直接忽視環(huán)境問(wèn)題,即使有相關(guān)法律法規(guī)就其熱處理中的環(huán)保要求作了規(guī)定,可現(xiàn)實(shí)中的廠家依舊鋌而走險(xiǎn)置“三廢”于不顧,致使廢氣、廢渣等隨意排放造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

        3 石油機(jī)械熱處理問(wèn)題的解決措施

        3.1 熱處理技術(shù)與設(shè)備要與時(shí)俱進(jìn)

        傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)與設(shè)備是制約石油機(jī)械性能和產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié),另一角度來(lái)說(shuō)也是改善現(xiàn)狀的一大途徑,所以可根據(jù)實(shí)際情況分步進(jìn)行,優(yōu)先對(duì)關(guān)鍵零件的熱處理進(jìn)行設(shè)備升級(jí),具體可積極推廣真空爐、連續(xù)滲碳淬火爐、多用密封熱處理爐等設(shè)備用于鉆桿接頭等零件生產(chǎn),盡量提高熱處理技術(shù)的無(wú)氧化或少氧化,如氣體淬火技術(shù)相對(duì)安全,零件很少變形和損壞,且環(huán)境污染?。灰胰驳蛪簼B碳熱處理工藝有著相對(duì)均勻的深層組織和強(qiáng)大的滲碳能力,可為細(xì)小孔縫滲碳創(chuàng)造有利條件等,均值得推廣和應(yīng)用[2]。

        3.2 加快專業(yè)化和智能化生產(chǎn)步伐

        隨著對(duì)石油機(jī)械熱處理質(zhì)量和要求的不斷提高,企業(yè)應(yīng)將熱處理技術(shù)視為關(guān)鍵技術(shù),在此基礎(chǔ)上加大資金投入和人才培養(yǎng),著力研究生產(chǎn)的專業(yè)化和智能化,以期節(jié)約人力,提高效率,推動(dòng)熱處理技術(shù)健康而穩(wěn)定的發(fā)展。具體可參考國(guó)外成功案例,根據(jù)自身情況引入仿真技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù),即將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)融入石油機(jī)械熱處理工藝環(huán)節(jié)中,基于合理的數(shù)據(jù)庫(kù)借助可視化編程獲取溫度變化、應(yīng)力情況、加熱速度、爐內(nèi)碳勢(shì)、組織轉(zhuǎn)變等相關(guān)信息和數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上對(duì)儀表裝置進(jìn)行在線控制等,條件成熟時(shí)可對(duì)不同零件的熱處理制定合理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),逐步實(shí)現(xiàn)專業(yè)化和智能化生產(chǎn)[3]。

        3.3 重視并強(qiáng)化熱處理的冷卻環(huán)節(jié)

        首先企業(yè)應(yīng)正確認(rèn)識(shí)冷卻環(huán)節(jié)在石油機(jī)械熱處理過(guò)程中的重要性,畢竟冷卻處理效果與機(jī)械零件的實(shí)際性能有很大的關(guān)系,要想獲得高水平、高質(zhì)量的熱處理產(chǎn)品,就必須保證每一環(huán)節(jié)步驟可靠;然后從實(shí)際情況出發(fā)加大資金支持,強(qiáng)化人才開發(fā),以為優(yōu)化冷卻工藝開展冷卻工作提供基本保障;最后應(yīng)積極創(chuàng)新冷卻工藝,如淬火冷卻等,具體要根據(jù)材質(zhì)和工藝嚴(yán)格控制冷卻速度,使其能良好地配合熱處理其他環(huán)節(jié),滿足產(chǎn)品使用需求,從而為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的熱處理產(chǎn)品打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

        3.4 將節(jié)能與環(huán)保納入熱處理過(guò)程

        由于石油機(jī)械熱處理過(guò)程產(chǎn)生的油煙、廢氣、廢渣、廢水等物質(zhì),如果直接排放不僅對(duì)環(huán)境有很大的污染性,還有著一定的腐蝕性和毒性,威脅著周圍生物和人類的健康,而且也會(huì)造成資源浪費(fèi)。所以一方面要大力引進(jìn)節(jié)能技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備,如改造電阻爐,盡量選用硅酸鋁纖維等高強(qiáng)耐火又輕質(zhì)的材料,對(duì)大功率的電阻爐可通過(guò)加熱電阻帶用于節(jié)能等等[4];另一方面則要對(duì)現(xiàn)有的熱處理生產(chǎn)線加以適當(dāng)改造,除了運(yùn)用無(wú)氧化或少氧化工藝以減少環(huán)境污染外,更應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定做好污染物處理工作,保證在達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行排放。此外有關(guān)部門也應(yīng)進(jìn)一步加大監(jiān)督和檢測(cè)力度督促其按章辦事。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        總之,熱處理技術(shù)的先進(jìn)性與可靠性直接關(guān)乎石油機(jī)械的使用性能和運(yùn)行效率,在工業(yè)生產(chǎn)中的作用不可替代。因此針對(duì)石油機(jī)械熱處理在現(xiàn)實(shí)中存在的問(wèn)題,我們十分有必要積極尋求解決措施,不斷優(yōu)化和改進(jìn)熱處理技術(shù)工藝,唯有如此,石油機(jī)械才能高效而安全運(yùn)行,石油產(chǎn)量和質(zhì)量也會(huì)得到進(jìn)一步保障。

        參考文獻(xiàn)

        [1]張冠軍.石油機(jī)械熱處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].石油機(jī)械,

        2004,3:44-47.

        [2]曲景權(quán).石油機(jī)械制造中熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀與技術(shù)改造[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2014,v.34;No.30701:32.

        [3]王建友.石油機(jī)械熱處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng),2014,3:4-5.

        [4]臺(tái)和志.石油機(jī)械熱處理面臨的挑戰(zhàn)與對(duì)策研究[J].石化技術(shù),2015,v.2202:9+21.

        作者簡(jiǎn)介:劉鑫(1982-),男,漢族,湖北省荊州市人,長(zhǎng)江大學(xué)碩士,中國(guó)石油大學(xué)鉆井工程技術(shù)研究院江漢機(jī)械研究所,工程師,研究方向:石油鉆井機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與維修。

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