钾，搜术19B5年第2期
日本石油管生产技术
江永进杨宁德
(成都无缝钢管厂)
针对我厂管加工车间技术改造中所提
出的技术问题，我们于1983年4月9日至27
日在日本考察期间对日本住友金属和歌山
厂、海南厂、日本钢管京滨厂、川崎制铁
知多厂等企业的石油管生产技术进行了一
般性参观。现将参观中所了解的有关石油
管生产工艺技术的情况综述如下。
1.高强油井管调质处理作业线
日本各钢管厂在高强油井管调质处理
中所采用的工艺和炉型各有不同，甚至在
同一个厂的不同工段也有采用不同的炉型
和工艺处理高强套管。
1.1住友海南厂高强油井管调质处理
作业线
该厂的凋质工艺过程为:步进炉淬火
加热—喷水圈淬火—步进炉回火。喷
水圈布置在淬火步进炉后的出炉输送辊道
上，共有八节。每节喷咀数为12x12，每
节外形尺寸大致为:外径500毫米，长度
500毫米。
1.2住友和歌山第一制管厂高强度油
井管调质处理线
该厂的调质工艺过程为:分段式快速
加热炉(筒式炉)加热一喷水圈淬火一一
步进炉回火。分段式快速加热炉共三十
节，每节有四个烧咀。钢管在炉内靠V形
辊输送。喷水圈紧接布置在分段式快速加
热炉后的出炉辊道上，只有一节，其喷
咀数为sxls。喷水圈尺寸大致为:外径
1.2一1.3米，长度1.5米，进水管直径
为159毫米。
1.3川崎知多厂高强油井管调质处理
作业线
川崎知多厂采用热轧定径后直接进
行轴流淬火，然后用步进炉回火的工艺
生产高强油井管。轴流淬火装置，紧接在
热轧定径机组后面，利用热定径钢管的余
热直接进行水淬。其工艺过程是，钢管在
热定径后，经过装有测温装置的输出辊
道。测定出终轧温度后，钢管从输出辊道翻
入淬火水槽中，在抱筒的夹持下，用固定
的喷头同时向钢管内外表面轴流喷水淬
火。这样省去了淬火前的再加热工序，降
低了能耗，省掉了淬火炉设备投资。轴流
淬火钢管壁厚可达30毫米，淬火时间每支
约25秒。
轴流淬火平面布置、轴流喷水、淬火
槽示意图如图1、图2、图3所示。
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业一
图1轴流浮火平面布笠示意图
①定径机②RIGH外径检测计
输出辊道④光电测温计⑤台架
流浮火椅⑦钢管过渡台架
③
⑥轴栩，技、术41
代尸二二芍~二二‘一二二二二二二二几/③
图2轴流喷水示意图
①喻咀②抱筒③钢管
图3淬火槽示意图
①钢管②才包筒③钢管提升装置
川崎知多厂另有一条高强度油井管调
质处理作业线与日本钢管京滨厂的作业线
类似。其工艺过程为:步进炉加热~水槽
淬火，步进炉回火。如何防止钢管弯曲是
水槽淬火的技术关键。
川崎知多厂是在钢
管经步进炉加热后，将钢管从辊道上水平
翻起直接进入水槽，用压紧装置压住钢管
两端进行内外喷水淬火。日本钢管京滨厂
用水槽淬火，但水槽上没有压紧装置，防
止钢管弯曲所用方法是钢管出炉后在输
出辊道翻到水槽时，使钢管在垂直面和水
平面上均倾斜地进入水槽，进行内外喷水。
用这两种水槽淬火方式淬火的钢管均无明
显弯曲。
川崎知多厂水槽喷水示意图如图4。
1.，.1tl
良
图4
①钢管
水槽喷水淬火示意图
②压紧装置③喷水管④钢管
川崎知多厂第三种高强油井管调质处
理工艺流程是，分段式快速加热炉预
热—电感应淬火加热—水圈喷淬—感应加热回火。喷淬前钢管加热最初只采
用电感应加热。为提高调质处理能力，后
来在感应圈前增设了分段式快速加热炉预
热钢管。分段式快速加热炉共10节，有12
米长，其后5节为淬火加热用感应圈座的
位置。一般使用3节，每节有两个感应
圈。使用频率为180赫兹(原用180、100公
赫兹两种频率，现已取消后者)，功率为
350OkW。喷水圈3一5节，在内圈上直接
钻有小4一5毫米的小孔，钢管内表面不喷
水。回火感应炉共十节，每节两个感应
圈，用幅射温度计测温。调质处理钢管最
大外径为小426毫米，最大壁厚16毫米。
日方介绍这种调质处理方式可生产Pll。
级以下的油井管。被处理钢管壁厚偏差要
求严格，其壁厚偏差要求在10%以下。对
抗H:S套管，感应加热回火后尚需用步进
炉进行第二次回火。这种调质处理工艺具
有操作方便，效率高等优点，但成本比煤
气加热高。
1.4新日铁东京制铁所板桥厂高强油
井管调质处理作业线
该厂调质处理工艺路线是，分段式快
速加热炉加热—水圈喷淬—分段式快速加热炉回火。
关于调质机组后是否设置定径机，日
本各钢管厂情况不一。住友和歌山、新日
铁板桥厂认为钢管调质后，其外径可以保
证，因而不需增设定径机。而日本钢管和
川崎在调质机组后均设有三机架二辊式定
径机，以保证钢管外径精度。我们这次看
到的几个厂，在作业线上均未设置在线硬
度试验机。据新日铁介绍，该公司八幅厂19公5年第2幼
正在研制在线硬度测量装置。
2.套管生产作业线
我们在日期间，参观了日本钢管京滨
厂，住友和歌山和川崎知多厂的套管生产
作业线。由于日本钢铁工业不景气.我们
参观时，和歌山厂和知多厂均未生产。
2.1套管生产工艺平面布置
在套管生产工艺布置方面，除住友和
歌山厂400自动轧管机后的套管加工未形
成流水作业线外，在其它两个厂中，从套
管车丝到包装已形成完整的作业线，套
管
在整个加工过程中均沿台架横向移动，勿
需中间吊运，从而避免了钢管转运过程中
的丝扣碰伤。川崎知多厂和日本钢管京
滨厂的套管生产工艺平面布置见图5、图
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图5川崎知多厂套管生产
工艺平面布五示意图
①成品料架②成品接手
③内通规④中间仓库(存放倒棱
后坯料)⑤上升台架⑥15O0t
水压机⑦测长称重喷标记⑧
料架⑨喷漆架⑩干嫌台架
@过渡台架@矫直机⑩外
径测量0定径机⑩回火步进
炉⑩坯料库(由热轧或轴流浮
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—火来料)注:箭头表示工艺路线
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图6日本钢管京滨厂套管生产工艺平面布置示意图
①定径机②一号冷床③二号冷床④三号冷床⑤
矫直机⑥A·M探伤机⑦过渡台架
⑩台架⑩15O0kg水压机⑩拧接机
⑧冷却水池⑨喻漆
⑩接手装却机@
成品收集槽⑩人工预拧接手⑩车丝机0车丝上料台架
⑩套管中间坯料库⑩一号光管包装台架⑩二号尤管包装
台架@冷床@回火步进炉⑩淬火水洛@淬火步进炉
⑩浮火炉上料台架@A·M探伤机⑩壁厚测量台⑩过
渡台架IA、ZA、3A为三组切管机们.彼术43
川崎知多厂套管生产工艺特点是，回
火步进炉后设有三机架二辊式定径机，定
径机后设有测温和测外径的专门设备。钢
管在测定外径后直接带温矫直;车丝检查
合格后，采用机械喷涂丝扣油，即将丝扣
油用蒸气加热，由压力泵直接喷在丝扣表
面上。若需人工涂抹时，则由检查员检查
后直接刷上丝扣油，钢管称重、测长、喷
标记全部用计算机自动控制，静电喷印标
记。京滨厂接手预拧接则是用人工进行。
产品喷印、包装是在钢管机械涂漆后由汽
车运往专门的包装场所进行包装入库。
2.2车丝机
这次考察过程中见到的车丝机有美国
PMC、法国克立丹和日本DAT三种类型。
前两种在日本应用较多。据日方介绍，美
国PMC车丝机比法国克立丹车丝机好，
精度高且使用寿命长。
2.3水压试验机
我们所考察的三个套管生产厂现在均
采用日本山本水压机制作所生产的1500公
斤/厘米“水压机。据日方介绍，山本水压
机安全可靠，使用方便，效率高，一般每
小时可试验钢管40支，更换规格只需两
小时即可完成，密封圈使用寿命长，可达
一年以上。套
管水压试验时不卸除保护环
直接打水压。据了解，这种水压机在试验
过程中无法观察轻微的泄漏。
2，4喷漆
我们这次看到各厂都采用喷咀压力喷
徐方式给套管表面喷涂防腐漆。涂漆后自
然干燥。
川崎知多厂、日本钢管京滨厂和新日
铁板桥厂均是钢管沿输送辊道前进时，通
过一带喷漆咀的圆筒对钢管整个圆周表面
喷漆。经喷漆后的钢管经过8米长的台架
后，不待油漆全干即行包装。图7是川崎
知多厂套管喷漆装置示意图。
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图7川崎知多厂套管喷漆装置示意图
①排废气管道②套管③输送管
道④输送辊道⑤喷漆咀
住友和歌山制铁所的喷漆方法是，锻
管在一排涂有漆的长刷之间旋转，刷漆后
横向前进到过渡台架。
另外，新日铁铸管厂在铸铁管表面喷
漆时，先在90“C的热水槽中把铸管加热
到50一60OC，然后用蒸气吹干。喷漆时
管子旋转，喷头沿管纵向从头至尾往复喷
涂一次，喷后即可用手摸(此种漆系该厂
专利)。
3.石油钻杆作业线
我们参观了日本钢管京滨厂和住友海
南厂的两条石油钻杆作业线，其主要情况
如下。
3.1管端加厚
钻杆加厚的管端加热，京滨厂采用的
是四个感应加热圈即四孔加热，其中第一
孔为预热，其余为加热孔。管端加热温度
约12800C。住友海南厂对小114.3毫米以
下的钻杆采用缝式煤气炉进行管端加热。
京滨厂的管端加厚设备是神户制钢生
产的机械式加厚机。该机为立式，夹持
模上下安装，模具更换方便。加厚工艺为
一次加热，两次成型。
3.2钻杆加厚端的修磨及探伤1985年第2期
日本钢管京滨厂在钻杆加厚以后，在
热状态下即用两台砂轮机分另l]磨平加厚端
和清除加厚“耳子”，然后再用手提式砂
轮机进一步清除“耳子”。最后用砂轮扒
光外表面，进行加厚端磁粉探伤和超声波
探伤。图8是京滨厂钻杆加厚工艺平面布
置示意图。
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图8京滨厂钻杆加厚工艺平面布置
示意图
①感应圈②加厚机③加厚端端面
修磨机④加厚“耳子”修磨机⑤人工
修磨台⑥外扒皮修磨机⑦磁粉探伤
⑧料槽⑨超声波探伤⑩加热加厚台架
3.3工具接头对焊及内外毛刺的清除
钻杆经管端加热、加厚、修磨和探伤
后，进行工具接头的对焊和清除焊缝处内
外毛刺。
住友海南厂采用日本丰田精机生产的
摩擦焊机进行对焊。该机采用程序控制，
装备有自动记录摩擦压
力、主轴转数和烧
损量的记录装置。这台设备仅由一人操
作，另一人专门给工具接头逐根打上钢
印。工具接头圆柱面打上钢级、规格、标
准、厂标等字样后，被送上对焊机进行焊
接，经现场实地观察，每焊接一个工具接
头的时间为1。5一2分钟(包括辅助时间，
去外毛刺时间)，实际摩擦时间为25一30
秒，烧损量为20毫米。去外毛刺在摩擦焊
机上进行。摩擦对焊后，钻杆后夹紧装置
松开，主机卡盘夹持钻杆工具接头连同钻
杆旋转，同时固定在床头上去毛刺的车刀
下降并自动对准外毛刺，将热状态下的毛
刺车削掉。外毛刺清除后乡车刀架自动上
提，主机卡盘松开，钻杆输出，送入感
应炉。在感应炉中将焊缝区加热到650“C
左右，然后淋水冷却。据介绍，此次处理
的目的在于消除对焊过程中的应力。然后
清除钻杆内毛刺。海南厂清除内毛刺采用
二台专用机床。第一台用机械冲撞方式冲
掉内毛刺，第二台专用机床内铿焊缝处，
保证焊缝处达到应有的精度。
日本钢管京滨厂摩擦焊机是美国休斯
生产的。其生产效率与日本丰田精机摩擦
焊机差不多。焊后清除外毛刺以及感应加
热消除应力退火工艺与海南厂工艺一致，
仅仅去内毛刺的方法不同。京滨厂用三台
普通车床(与我厂5127车床相似)车削内
毛刺。该设备能自动卡紧、对中，从而可
提高加工效率，保证焊缝内表面加工精
度。
3.4焊缝热处理
钻杆管体与工具接头的焊缝在清除内
外毛刺后，需进行焊缝热处理，以提高其
性能。
住友海南厂、日本钢管京滨厂的热处
理工艺均为:感应加热—压缩空气强迫冷却—感应加热回火。住友海南厂感应加热所用功率为8oo0l’VA，频率
为1000玉王z，压缩空气压力为4kg/cm乞。
焊缝热处理后再用砂轮清除该处在清除外
毛刺时留下的台阶，并用压缩空气吹去内
表面上的铁屑等杂物，然后送去检查包
装。
4.油井管检测技术
日本各钢铁企业十分重视无损检测技
术的开发运用，以确保产品质量。他们对翻.技术45
探伤超过壁厚5%的缺陷，一般不再修
磨，直接切废。我们在各厂均未见到钢管
表面缺陷修磨设备。无损检测主要采用以
下几种形式。
住友和歌山厂、海南厂采用SAM磁
力探伤装置探测圆管坯和钢管缺陷。这种
探伤装置系住友金属研制，已生产近30
套，主要用于住友各厂。其原理是在交流
电作用下，钢管(管坯)在圆周方向产生
磁化，管坯(钢管)轴向缺陷产生漏磁直
接被磁探头检测出来，变为电信号，经过放
大，检波、滤波等处理，输入分选和喷漆
装置，可在管子的缺陷部位喷上标记。这
种探伤机可检查深度大
于0.3毫米、宽度
大于0.3毫米、长度13毫米以上的纵向缺
陷，探测速度每小时450一700米。
日本钢管京滨厂在热轧矫直机组及调
质机组后用两组AMALOG一Son。Scope
磁力探伤机，自动检测钢管表面纵横向缺
陷。该设备配备有电子计算机，自动记录
缺陷。壁厚则用人工检测，即钢管在经过
磁力探伤后进到过渡台架，由一名检验工
操作托辊，升起钢管并在凸轮上作缓慢旋
转，该检验工用类似卡钳(尾部带百分表)
的量具在端部测量壁厚，判定是否合格。
)11崎知多厂用两台RIGH外径检测
仪，分别在热轧定径机和调质机组后自动
检测外径，控制定径后外径尺寸。该装置
是日本东京工学和川崎制铁共同研制的，
用光电管检测钢管外径，检测精度为0.1
毫米。设备高约4米，宽约3.2米，长约2米，
安装在生产作业线上。
住友和歌山用小400自动轧管机生产
石油管管体。该厂采用超声波设备测量管
体两端壁厚，用RP一16回转式超声波探
伤机检测管体内外表面缺陷。RP一16探
伤机性能:
检测钢管
尺寸范围外径216.3~431。8毫米
壁厚4。6~60毫米
长度4.5一14米
探伤速度6~60米/分
探头数量12个
介质水
日本钢管京滨厂和住友海南厂对钻杆
加厚部分均采用磁粉探伤及超声波探伤联
合检测。日本钢管新建的连轧机采用三菱
生产的超声波探伤仪检测热轧管体内外表
面缺陷，探伤速度可达160米/分。新日铁
八蟠厂的DNT系统中，将磁力、超声
波、外径和壁厚测量设备联机应用，以确
保钢管质量。DNT系统的联机应用，代
表了当前无损检测技术发展的趋势。
以上情况，反映了日本七十年代油井
管生产技术水平。我们访日期间，日本钢
管，新日铁、川崎制铁，住友金属等大企
业都在建设生产无缝钢管的新机组，当时
有的正在建设，有的正在调试，都未正式
投产，各企业都不同意安排我们去参观，
因此我们未能看到日本八十年代的最新技
术。尽管如此，我们感到所了解的情况仍
有一定参考价值，故将主要情况整理出
来，供有关方面参考。筋
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论手卡讹2考
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忍鲜麒嗬自曾3瞬日谷郊咖游并。汁+价方妊米!阵邹斗吸圆呱榔郊漆冲窗冰竺萝l津食阵琳川瞬品含胃"汁细黔日墉目片其爵萝"豁澳岭含萝斜颤冷钧沼兴踌自萝。婚两耸瞪啼拌食加断每务!岑喻困溉舒哥油丹妹降宾曝拿决.例绎臀僻.启沙即琳。秘冲阁耳礴郊鸳麟省抖旨贫尽渝阵猫岭含自思画熬淞压咧衅讲。
口补创苗嚼丫济芳洪省咋称伪
游85争饥2势
蜂夺..节许浮瀚呀赫P忿!
急骨冲冷料团敬咧亩汁台姆昼谈"毓哥谈"团升瓮旗斜对
勺"一一一辱世咨集咖次忍剑亩衅舟飞、厕豁、母州咧升篇团咖窗衅忍气酗稀瓣︸于半礴盆岛冷沼舟冷路"麟礴台舟琳琳翔冷舟潞娜准谬趋洪挤汁|瀚咖姆乌海。
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目
圈讲军卜写尸钧R川10勺吕PC曰曾曲窗邱补钾
毖85卡敬2绘
弃斗二粉淞P4。148材冲鳃回冷资侧渊翎卜日。rrio气OPE首险明思炸附咖知︸﹃︸︸﹃攀骥熬黔葬︸戴一耀︸︺热︸︸一婀犷料榔礴标酬耐鞠岁科卿踢籽︸一m补亩粉朴甸方四半林思羚麟省咋称枷踌斟笋毖8切争歌2盗弃斗.’浦娜首P写l孚曝衅卜岔斗毕嗬笋乡母阵斜弟落诀溉留羚岁主忍刹缘菊决!岁泞枷忍聋冲崎卑琳团舟汾黯酬郎衅娜娜含汁片知尊思烨部创务。淞阵十钳米.沙当日舟姗冷恃沐汁得冷卜谧幸拱瞬思哥洲卜并淤。浓十冲阵盆思准粉，团骨阶汁玲裔巴茹璐门思洛拼衅户臂辫登爆卜寿甘答期汁闪爵羚嗬闪尸萝!琳州游83柑1半汤品斗日洋丫。骨冲森笛苗净资姚曰冷曰麟外嗬自萝翔思汁浓阵"莽如"其岸到冷澎湘泪决丫‘丽闭。