外加厚热处理改造生产线设计与应用
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油管螺纹连接部位是最薄弱的环节 ， 不加厚油管螺 纹连接部位只能承受相当于管体强度 ６ －８ 的拉 ０ －０ － 伸载荷 ， 管 的 失 效 事 故 ８ 左 右 发 生 在 螺 纹 连 接 油 ０ 处［ 。经过管端加厚后 ， １ ］ 其螺纹部分的连接强度与管体 本身的强度相一致 ， 消除了螺纹部分连接强度低于管体
＊ 收稿 日期 ０ ９１—８ ２ ０－ ２２
外 加厚 热处 理 改造 主要 针对加 热 、 厚和 热处理 三 加 道工序。增加预热功能 ， 设计油管管端 自动化中频加热 机构 ； 增加油管外加厚 自 动送料及冷却 润滑机构 ； 增加 淬火 机和 回火 炉 ， 现低 钢级 升高钢 级热 处理 工艺 。 实 在锻造生产 中， 金属坯料锻前加热的 目的是 ： 提高 金属塑性 ， 降低变形抗力 ， 从而使金属易于流动成型 ， 并 使 锻件 获得 良好 的锻后 组 织和力 学性 能 。 对 于 油 管 来 说 ， 于 薄 壁 管 ， 用 的 壁 厚 只 有 属 常 ２ ８ ～６ ４ｒｍ。因此 ， 热时应 使 管端 的脱 碳 量最 ．７ ．５ ａ 加 少， 氧化 铁皮 最少 ， 且不 产 生过烧 或过 热等 缺陷 ， 管端 使 获得必 要 的塑性 ， 在加 厚 时 能 得 到 精确 的加 厚尺 寸 、 良 好的机械性能和金相组织 ， 同时使能量消耗最低。加厚 前 的加 热 ， 一般 采 用感 应 加 热装 置 ， 应 加 热 除 上述 优 感 点外 ， 加厚钢管管端感应加热的价值还在于它具有精确 的加热区域 ， 能够使管端加热部分和未加热部分有明显 的分 界 ， 使夹 紧处 的管 壁 具 有 足够 的强 度 ， 以便加 厚 机 夹持 。 管端 加热 工序 的 工艺 参 数 有 两个 ， 是加 热 长 度 ， 一 二是 加热 温度 。
强度 的不 足 。
前油 管使 用最 多 、 技术最 为成 熟 的是 管端外加 厚 ［。 ３ ］ 管端 进行 加厚 的工 艺 为 ： 料一 管端修 整一 管端加 备 热一管端加厚一管端修整一热处理一 管端探伤一包装 入库 。其 中管端加厚和热处理是影响产 品质量的关键
工序 。
吐哈油 田公司机械厂于 ２０ 年研究了外加厚油管 ０４ 生产 制造 工艺 ， 建成西 部独 有 的外加 厚油管 生产线 。 随着油 田开 发 力 度 的 加 大 ， 加 厚 油 管 需 求 量 增 外 多， 现有生产 线 自动化 程度低 ， 人劳 动强 度大 ， 全 隐 工 安 患多， 生产 能力低 ， 品种类 单一 ， 产 已远 远跟 不上市 场 的 需求 ， 严重影响了对市场 的及时以及全面的油管供应。 另一方面， 目前本条生产 线只能生产 Ｎ ０ Ｉ ８ 类钢级非 调质料外 加厚 油管 ， Ｎ８ 而 ０钢 级 非 调质 料 管坯 价 格 较 高， 如果 只进 行外加 厚工 艺 ， 品利 润空 间 比较 小 。 产 为 了进一 步扩 大生 产线利 润 空间 ， 要对 生产 线进 需 行 改造 。一方 面形成 自动 化程 度 高的油 管外加 厚技 术 ， 提高安全可靠性 ， 扩大产能为 １ ０ｔ ×１ 。另一方 面通过 热处理工 艺提 升油 管钢级 ， 以把低 钢级 油管 管坯通 过 可 热处 理 提升 钢 级 ， 比如 ： 以用 Ｊ５钢 级 的 油管 坯 生 产 可 ５ 出 Ｎ８ ０或 Ｐ １ 级 的油 管 ［ 。这 样 在 保 证 最 终 产 品 ｌ０钢 ２ ］ 不 变 的情 况下 ， 降低 了原材 料 成 本 ， 加 了油管 产 品 链 增 的利 润空 间 。改 造后 热 处 理 能力 由原 来单 一 的正 火增 加到： 淬火 ＋ 回火 、 火 、 火 ＋ 回火 。生产 的油 管钢 级 正 正 增加 到 ：５ 、 ０ Ｃ ０ Ｃ ５ Ｔ ５ Ｐ １ 。 Ｊ ５ Ｎ８ 、 ９ 、 ９ 、 ９ 、 １ ０ １ 外加厚 热处 理改造 设计 内容 管端加厚分为内加厚 、 外加厚和内外加厚 ３ 种。目
１６ ２ 内凹或拔模 力太 大 ， 造成镦 锻 失败或设 备破坏 。
西 部探矿工 程
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经过 多 次 试 验 ，－／ 厚 油 管 的 加 热 长 度 为 ２７ ８加 ２０ ８ｍｍ，—／” ３１２外加 厚油管 的加热 长度为 ２ ５ ７ｍｍ。 （） 热温度 的控 制 ： ２加 ①加 热 基本 温 度是 基 于材 料
（） １加热长度 ： ①果加热长度过长， 会使油管在镦锻 时 ， 持油 管部 位把 油 管夹 变形 ， 成 镦 锻后 通 径 规 无 夹 造
法通过 ； 如果 加热过 短 ， ② 会使 在镦 锻时充 满不 足 ， 部 局
第一作者简介 ： 胡军（ ９ ２ ， （ １ ８一 女 汉族） 湖北 天门人 ， ） ， 工程师 ， 现从事机械设计技术工作 。
摘 要： 通过对 现有 油 管外加厚 生产 线进行 改造 ， 功 实现 生产 自动 化 ， 高 了生产 效 率 。根 据 相 关 成 提
理论 针对低 钢级 升 高钢级 进行 了计 算和分 析 ， 结合现 场 试验 最终 确 定 了各 项 工 艺参数 。生 产线 工 艺
先进 ， 确保 产品质 量 ， 改造 后热 处理 能力增 强 。 关键 词 ： 油管 ； 厚 ； 加 热处理 ； 自动 化 中图分 类号 ： ３ 文献 标识 码 ： 文章编 号 ：０ ４ ５ １ （ ０ ０ １ 一 Ｏ ２— ０ ＴＥ Ｂ １０－ ７６ ２ １）０ １５ ５
２１ ００年第 １ ０期
西 部探 矿工程
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外 加 厚 热处 理 改造 生产 线 设 计 与应 用
胡 军 ， 程海涛 杨 立军 史小春。 ， ，
（． １ 吐哈油田公司机械厂， 新疆 鄯善 ８ ８０ ； ３ ２２ ２ 吐哈油田公 司工程技术研究院， ． 新疆 哈密 ８ ９０ ； ． ３ ００ ３ 吐哈油 田公司机关 ， 新疆 鄯善 ８ ８０ ） ３２ ２
