[實用新型]一種提高HFW焊管熱軋后強韌性的在線控冷裝置

有效

• 申請號: 201320133246.7
• 申請日: 2013-03-22
• 公開（公告）號: CN203209438U
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 畢宗岳;韋奉;張錦剛;張峰;唐俊;王濤;李敬波;李周波;王軍
• 申請（專利權）人: 寶雞石油鋼管有限責任公司
• 主分類號: B21B37/74
• 分類號: B21B37/74;B21B45/02
• 代理公司: 寶雞市新發明專利事務所 61106
• 代理人: 李鳳岐

技術領域

本實用新型屬于高頻直縫焊管制造技術領域，具體涉及一種提高HFW焊管熱軋后強韌性的在線控冷裝置。

背景技術

在油井管制造工藝中，無論是無縫管還是HFW（High?Frequency?Welding）焊接管，為了提高生產效率，使管徑和壁厚改變易于控制，一般要采用熱張力減徑工藝技術，對毛坯管進行加熱狀態下的熱機械軋制和拉拔，由于熱軋后組織重新發生奧氏體化，其后的相變若不加以控制，便會造成管體內部組織粗大，導致強度和韌性大幅下降，難以滿足油氣鉆采現場使用要求。為了解決這個問題，除采用合金化之外，還需要將軋制成的成品管進行離線熱處理，如淬火及回火處理，這樣必將增加龐大的熱處理設備，同時需要消耗大量的資源及能源。

為了解決這個矛盾，節約資源及能耗，降低成本，可考慮充分利用鋼管熱軋后的余熱進行在線熱處理（在線控制冷卻甚至在線淬火），將變形強化和相變強化結合進行，實現管材熱軋后的組織轉變和性能有效調控，降低能耗及生產費用。雖然控軋控冷技術已成功應用到板帶材及線棒材領域，但迄今為止，仍未見HFW焊管熱軋后在線控冷的可靠裝置的相關報道。存在的難題在于冷卻均勻性的控制，由于鋼管截面形狀的特殊性導致冷卻過程中難以確保沿鋼管軸向、周向及壁厚方向的冷卻均勻性；因此，鋼管在線控冷技術被普遍認為是工程界難題。

實用新型內容

本實用新型解決的技術問題：提供一種提高HFW焊管熱軋后強韌性的在線控冷裝置，將HFW焊接母管經熱軋減徑后、仍在管材相變溫度A_c3以上的管坯經過在線控冷裝置，進行控制冷卻，不但實現了沿鋼管周向、軸向及壁厚方向的冷卻均勻性，而且通過合理的冷卻工藝控制，有效控制管材組織轉變，實現晶粒細化及抑制帶狀偏析，得到所需的組織，如貝氏體、甚至馬氏體等，提高了全管體的強度和韌性，獲得良好的綜合性能，同時節約成本、降低資源及能源消耗。

本實用新型的技術解決方案：一種提高HFW焊管熱軋后強韌性的在線控冷裝置，包括變頻水泵、噴水器、噴嘴和傳動裝置；所述噴水器呈環形結構，噴水器的進水管與變頻水泵的出水口連接，噴水器內壁沿周向均布噴嘴；所述傳動裝置設置在噴水器之間，驅動HFW焊管以一定速度旋轉前進。

所述噴嘴為直線型空心錐形噴嘴,?噴嘴的噴射區域呈圓環形,通過可調球形接頭沿噴水器內壁周向均布兩排,且噴嘴噴射方向的垂直夾角為10~20°，使噴嘴的噴射方向與鋼管前進方向呈一定夾角。

所述噴水器以不小于1.2米的間距均勻布置，使鋼管以多級“冷卻-快速回溫-再冷卻-再快速回溫”的階梯式冷卻方式快冷到所需溫度，減小鋼管內外壁的冷速梯度，確保鋼管壁厚方向的冷卻均勻性。

所述傳動裝置通過控制傳動電機和可調傾角的V型斜輥控制鋼管旋轉前進的速度和轉速。

本實用新型具有的優點和效果：

1、本實用新型通過對在相變點溫度以上的經濟型HFW焊管，實施在線控冷處理，提高HFW焊管的綜合力學性能。在確保獲得優異的綜合性能的前提下降低了成本、節約了資源。

2、本實用新型通過控制鋼管通過方式、調整噴淋水壓力和流量、合理選擇噴水器開啟策略、調整噴嘴噴射角度等多種方式，實現全管體均勻冷卻且滿足不同鋼種、規格及冷卻工藝要求，實現連續化批量生產。

3、本實用新型環形結構的噴水器以一定間距均勻排布，使鋼管以多級“冷卻-快速回溫-再冷卻-再快速回溫”的階梯式冷卻方式冷到所需溫度，減小鋼管內外壁的冷速梯度，確保鋼管壁厚方向的冷卻均勻性。

4、本實用新型噴嘴的噴射區域呈圓環形，使冷卻過程中鋼管直接受冷卻水噴淋區域能夠快速回溫，實現整個鋼管外壁不同部位冷速梯度小，同時噴射方向與鋼管前進方向呈一定夾角，避免管端進水致使仍在A_c3以上溫度的鋼管頭部相對于管體中、尾部冷速過快，引起鋼管頭部過冷與中尾部奧氏體固態相變程度不一致的問題，確保鋼管軸向的冷卻均勻性。

5、本實用新型通過控制傳動電機和可調傾角的V型斜輥控制鋼管旋轉前進的速度和轉速，確保鋼管周向的冷卻均勻性。

附圖說明

圖1為本實用新型的在線控冷裝置結構示意圖；

圖2為本實用新型噴水器結構示意圖；

圖3為圖2的A-A剖視圖；

圖4為本實用新型噴嘴結構示意圖；?

具體實施方式