[發(fā)明專利]一種無縫鋼管的中頻感應熱處理工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210076553.6
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102586568A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設計）人: 井溢農;郭智韜;賀景春;劉金;趙桂英;宋江波;豐小冬;姜海龍;張行剛;石曉霞
• 申請（專利權）人: 內蒙古包鋼鋼聯(lián)股份有限公司
• 主分類號: C21D9/08
• 分類號: C21D9/08;C21D1/42;C21D1/18
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

一、技術領域：

本發(fā)明涉及一種無縫鋼管熱處理生產方法，屬于熱處理技術領域。

二、背景技術：

目前無縫鋼管工業(yè)熱處理多采用加熱爐加熱后進行淬火回火處理。鋼管在加熱爐加熱時，由于爐體大，密封差，無法實現(xiàn)在可控氣氛或保護氣氛或真空下加熱，工件暴露在空氣中，加之加熱時間長，發(fā)生氧化、脫碳嚴重，鋼管還容易變形，這對于熱處理后鋼管的表面性能有很不利的影響，且能耗高，嚴重制約鋼管生產的產量和質量的提高。采用高能密度加熱和表面熱處理時，加熱速度極快，一般就沒有保溫時間。

中頻感應加熱淬火熱處理工藝是利用淬火變壓器的次級線圈是一個交流感應線圈。工件放在交流感應線圈中，在交變磁場作用下被加熱。

三、發(fā)明內容：

本發(fā)明的目的是推廣一種簡單易行成本低的無縫鋼管熱處理方法。

1.生產工藝流程

工藝作業(yè)分為原料區(qū)、熱處理區(qū)、矯直區(qū)、探傷區(qū)、水壓作業(yè)區(qū)及倒棱作業(yè)區(qū)。

工藝流程如下：

無縫管→修磨→感應加熱→水淬→感應加熱→回火→探傷→矯直→水壓→檢查入庫

2.原料作業(yè)區(qū)

原料作業(yè)區(qū)進行鋼管的卸車、儲存和標識以及修磨、清理，標記后通過旋轉輥道進入熱處理作業(yè)區(qū)；采用旋轉輥道，主要目的是為了使鋼管旋轉前進，防止淬火后管子彎曲；

3.熱處理區(qū)

熱處理區(qū)內有熱處理生產線，可以實現(xiàn)淬火+回火、正火+回火、正火、回火等工藝，可以滿足不同鋼種熱處理需要。

3.1淬火區(qū)

采用旋轉輥道進鋼，淬火采用內噴外淋處理，內噴用限動管壓力供水，外噴采用水箱噴淋淬火；

中頻感應加熱淬火可以實現(xiàn)將鋼加熱到AC3或AC?1點以上某一溫度，然后以適當速度冷卻獲得馬氏體和/或貝氏體組織的熱處理工藝。

淬火后可以提高硬度、強度，但是必須要進行回火處理，以得到優(yōu)化強韌性的性能。

淬火加熱溫度根據鋼的成分、組織和不同的性能要求來確定。在生產實踐中選擇工件的淬火加熱溫度時，要考慮工件的化學成分、技術要求、尺寸形狀、原始組織以及中頻加熱設備、冷卻介質等諸多因素的影響，對加熱溫度予以適當調整。而采用1100℃的最高中頻加熱溫度可以基本滿足各鋼種的淬火要求。

為了使工件內外各部分均完成組織轉變、碳化物溶解及奧氏體的成分均勻化，就必須在淬火加熱溫度保溫一定時間，即保溫時間。而在中頻感應加熱的條件下，在鋼管到達感應線圈中部時就可以達到淬火要求溫度，在適當提高淬火溫度的前提下剩下的行程基本可以使組織均勻。

3.2回火區(qū)

采用旋轉輥道進鋼；最高溫度設計為800℃，可以保證高溫及以下回火工藝的要求，滿足降低脆性，消除或減少內應力，得到所需要的韌性、塑性的工藝要求。

3.3水淬方式

采用內噴外淋式進行淬火，內噴用限動內噴管噴射淬火，外淋用箱體槽內高壓管環(huán)噴水，內噴外淋可以保證厚壁鋼管的淬透性。

淬火介質選用來源廣、價格低、成分穩(wěn)定不易變質的水。對水溫加以控制可以既保證淬成馬氏體，又不致引起太大的淬火應力。

考慮到管壁太厚的淬透性，可在水中加入適量的食鹽或堿，使高溫工件浸入該冷卻介質后，在蒸汽膜階段析出鹽或堿的晶體并立即爆裂，將蒸汽膜破壞，工件表面的氧化皮也被炸碎，這樣可以提高介質在高溫區(qū)的冷卻能力。其缺點是介質的腐蝕性大。一般情況下，鹽水的濃度為10％，苛性鈉水溶液的濃度為10％～15％。可用作碳鋼及低合金結構鋼工件的淬火介質，使用溫度不應超過60℃，淬火后應及時清洗并進行防銹處理。

采用冷卻水塔進行循環(huán)水冷卻，保證水溫小于35℃。

4.矯直區(qū)

回火后可以采用液壓快開式六輥輥式矯直機矯直；矯直溫度為常溫～650℃；

矯直后彎曲度：管體＜1.5/1000mm；管端＜1/1000mm；橢圓度滿足不同的交貨要求；矯直后鋼管表面不得有壓痕。

5.探傷區(qū)

采用超聲波探傷機和漏磁探傷機組合；對內外表面的縱向、橫向和分層缺陷進行檢查；API?5CT，5L，GB/T?5777-1996；探傷精度：壁厚測量精度：±30μm；外徑測量精度：±50μm。

6.水壓作業(yè)區(qū)

檢查無縫鋼管強度及孔洞等內部缺陷。按API?Spec?5CT標準進行水壓實驗；試驗壓力：35-100MPa；試驗介質：乳化液；保壓時間：5s～300s；加壓方式：高壓泵加增壓缸；保壓形式：斷水保壓或增壓缸保壓。