[發明專利]鋼管、石油油井管和鉆桿中頻感應加熱熱處理方法

有效

• 申請號: 200710024745.1
• 申請日: 2007-06-28
• 公開（公告）號: CN101078042A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 朱興發
• 申請（專利權）人: 朱興發
• 主分類號: C21D9/08
• 分類號: C21D9/08;C21D1/18;C21D1/42
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司
• 代理人: 沈根水

技術領域

本發明涉及的是鋼管中頻感應加熱熱處理方法，屬于鋼管熱處理技術領域。

背景技術

現有的鋼管、石油油井管和鉆桿熱處理方法中的熱源主要是用氣(如液化氣、天然氣、煤制氣)，用氣作為熱處理系統中的加熱熱源，其主要缺陷在于，對環境有污染，存有安全隱患，氧化皮多，成本高。現有技術除了用氣作為加熱熱源外，所用的加熱輥道、噴淬裝置、除鱗裝置、瀝水臺等設備均存有缺陷，如所用的加熱輥道無法保證工件鋼管或石油油井管或鉆桿在加熱處理過程中自轉，工件鋼管或石油油井管或鉆桿在加熱處理過程中加熱不均勻，加熱后的工件鋼管或石油油井管或鉆桿經過此輥道后須經校直機校直，增加了生產成本。如所用的噴淬裝置在隨線連續噴淋中無法使鋼管、石油油井管和鉆桿迅速均勻完全淬透，并且對10米左右長的鋼管、石油油井管和鉆桿平直度，無法控制從管子一端測量到另一端的總長度的0.2％。在每一端1524mm范圍內，不得超出3.175mm。如所用的除鱗裝置在對工件鋼管或石油油井管或鉆桿進行熱處理過程中經回火后的鋼管在輥道通過該除鱗裝置后，成品工件鋼管或石油油井管或鉆桿表面光亮無法達到本色。如所用的瀝水臺，該瀝水臺是平面的，它無法使工件鋼管或石油油井管或鉆桿自動移位，也無法使工件鋼管或石油油井管或鉆桿在瀝水臺上自動移位時，將經噴淋淬火后管內有少量的積水不能排出除干凈，這樣水會帶至回火加熱區，不但影響加熱效果，而且水和水蒸汽會進入回火感應加熱線圈內，影響感應加熱線圈的使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于針對上述存在的缺陷，提出一種用中頻感應加熱作為熱處理加熱電源的鋼管、石油油井管和鉆桿中頻感應加熱熱處理方法及設備。

本發明的技術解決方案：鋼管、石油油井管和鉆桿中頻感應加熱熱處理方法，該方法的工藝步驟分為，

(1)工件上儲料臺：工件鋼管或石油油井管或鉆桿上儲料臺，整齊排列：儲料臺臺面傾斜2-5度，工件由天車吊到儲料臺上，自動按序整齊排列；儲料臺擋料裝置為偏心輪結構，對于φ60～φ139.7調整偏心輪在不同角度位置，使翻料裝置每次只能翻一根料。

(2)工件自動對齊定位：

工件鋼管或石油油井管或鉆桿由儲料臺料架送至第一工位——對齊定位輥道，定位輥道由四個輥輪組成并裝有受料開關，其中兩端輥輪由電機帶動減速機驅動，以使工件對齊。

(3)工件進入加熱輥道：工件進入加熱輥道，進行均勻加熱，在加熱輥道上傾斜安裝V型輥輪和變頻調速電機和減速機，V型輥輪轉速采用變頻調速，通過感應器操作步進上料機把對齊架上的工件平穩地抬起，滾送到呈傾斜8-20°安裝的變頻送料機上，變頻送料機以設定的速度向前送料，變頻送料機為單輥傳動，速度、高度可調，工件鋼管或石油油井管或鉆桿安放在V型輥輪上在感應加熱線圈內自轉，對工件鋼管或石油油井管或鉆桿均勻加熱；其中感應線圈之間和進出口處的送料輥為耐熱不銹鋼，其余為耐磨鋼，并裝有旋轉密封內水冷卻裝置，冷卻送料輥并使送料輥外表面干燥，便于工件鋼管或石油油井管或鉆桿連續加熱，淬火加熱區的輥道安裝成有0.3-1度傾斜，防止淬火時殘留管內的水倒流到淬火加熱區；

(4)淬火感應加熱：工件鋼管或石油油井管或鉆桿經加熱輥道進入淬火中頻感應加熱區，本加熱區由兩套功率不同的中頻電源配多組加熱感應線圈組成淬火感應加熱區，加熱溫度850℃-1000℃保證工件溫度的均勻。

采用二種內徑的感應加線圈來滿足φ60.3～φ88.9和φ114.3～φ139.7規格的鋼管加熱。淬火一區加熱線圈若干個，淬火二區加熱線圈若干個，回火一區加熱線圈若干個，回火二區加熱線圈若干個，線圈用精密冷拉矩形紫銅管，采用水冷卻滿足最大負載情況下的冷卻。用進口特殊耐高溫材料涂在線圈內部提供可靠的斷熱和絕緣。線圈的銅管經多次絕緣漆處理達到完全絕緣要求。

(5)閉環溫度控制系統：在加熱感應線圈的出口處雙色比色紅外測溫儀進行監測工件的溫度，并把信號反饋到中頻電源自動調節中頻電源的輸出功率，組成閉環控制系統，控制產品工藝溫度在允許的誤差范圍內。

(6)隨線連續噴淋使工件迅速均勻完全淬透：加熱后的工件鋼管或石油油井管或鉆桿進入噴淋淬火區，采用環狀冷卻裝置連續將水流噴射到被加熱的鋼管表面，達到完全淬透管壁所要求的快速均勻散熱的效果，強噴淋5-30秒之內達到淬火目的，選用二套大流量高壓水泵(壓力為揚程125米每小時的水循環量1000m³/h)，總功率在500kW以上，保證使工件鋼管或石油油井管或鉆桿表面產生的蒸汽膜破壞。