常州精密钢管博客

西马克管材类产品感应调质工艺

典型的感应调质生产线,能够达到的产能范围为4~15t/h,甚至更大,通常由以下部分组成:


①一个整理/上料台,对长材捆进行整理,将单根管/棒送入接下来的辊道。


②一套由有几个“特殊设计”的辊道组成的系统单根处理管材/棒材,并贯穿整个热处理过程。


③一套感应变频器(通常采用晶体管IGBT技术)作为电源,在正确的频率下,用于奥氏体化,回火和保温区域。


④若干套感应器组,每套均由几个单个的加热线圈组成,管材/棒材通过其中,进行奥氏体化和回火工艺过程中的加热。


⑤一个淬冷工位,主要包括“特殊设计”的喷淋头,对奥氏体化后的材料进行喷淋。


⑥一个冷却台后接收集搁架,用于在空气中冷却从回火区域出来的材料,并将其收集成捆。


西马克公司开发了独特的、技术成熟的、坚固耐用且极其可靠的解决方案,用于处理此类产品,端部加厚无缝管也同样适用。此类解决方案最近已经成功应用于出售给某全球著名石油管材制造商的一条全新调质生产线上,既可加工端部加厚油管,也可加工外加厚套管。

外加厚套管


















































充分考虑到管体和加厚端重量的不同(根据API 5CT规范尺寸要求,加厚端的公制重量比平管部分公制重量最大可高出60%),正确奥氏体化/回火处理端部加厚油管的唯一可行方式是在主奥氏体化加热炉和回火加热炉前增加一个预加热系统。


对这种特殊的奥氏体化/回火加热炉生产线,加厚端预热器采用特别设计的IGBT中频变频电源,并配以专门设计的多圈式加热线圈。通过精确的管材跟踪系统,加厚端的位置能被控制,并实现底-底对接。通过特殊的设计/制造/跟踪/控制,加厚端预热器将有选择性地在端部通过时,根据加厚端/管体重量比,仅将加厚端加热至各种所需预热温度。


在加厚端预热器感应器末端(此时加厚端已被预加热到一致温度,而管体仍然为室温状态),管材进入主奥氏体化/回火感应加热炉继续进行奥氏体化/回火工序。而主奥氏体化/回火感应加热炉,采用多个单圈式感应器,将管材的不同部分(即加厚端和主管体)均匀地加热到奥氏体化/回火温度。


技术的亮点在于能够获得顶级的调质质量(无论加厚端还是主管体,都能确保同样的力学性能指标,这是其他加工方式无法获得的),管材在加工完成后同样能获得极好的直线度(见下图)。

感应调质线加工后获得极佳直线度

外加厚套管


在一些特别的油或气井应用中,套管必须设计成能够适应极端恶劣环境,即具有更高的强度和防漏能力。这些套管类产品,通常典型的外径范围为127~273.05mm,需要进行端部加厚,并要适合调质处理。


公司不仅在端部加厚油管(外径范围60.325~114.3m)的应用中获得极大成功,而且也成功开发了适合对平头无缝套管进行调试处理的生产线,最大加工外径可达406.4mm,且同样也可用于外加厚套管产品。


在这类最前沿的应用中,除了相同于上述油管加工的结构部分外,还增加了专门的机械搬运系统和加厚端预热系统,以获得同样出色的最终力学性能指标 (在加厚端以及主管体)的均匀性和出众的直线度。

结语





汽车工业已显示出对长材采用感应调质工艺的偏好,目前包括如动力系统、悬挂系统、电机轴及安全设备(如门梁、气囊管)等。这当然应归功于上述的感应加热技术的种种优点。同样,建筑行业也显示了类似的偏好,主要包括机械、螺杆机部件、油水分离罐及起重机臂等。


迄今为止,公司已在美国、欧洲、中东及远东地区安装了多条高品质管材感应调质生产线,大幅提升了热处理管材的品质标准,同时也引发了旺盛的市场需求。


另外,公司设备以其极具竞争力的运营和投资成本、广泛的适用性(适用范围包括油管、端部加厚油管、套管、外加厚套管及射孔枪等)等特点,在一些特定领域中,产生了自我营销的效果,激发了更多盈利性投资。

作者:Guido Opezzo 博士

单位:德国西马克艾洛特姆公司  

来源:《金属加工热加工)》杂志





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