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端加厚钢管的超高频感应加热调质处理工艺

端加厚钢管的超高频感应加热调质处理工艺。

端加厚钢管的加厚部分长度为100~150mm,分为内加厚、外加厚和内外加厚。这种钢管主要用于增加连接部件的强度。由于钢管两端与中间壁厚不同,很难使管端与管体温度均匀,通常加厚部位温度低于管体温度。热处理后的力学性能差异很大。为了克服这一缺点,可以采用加厚端预热法或双频加热法来解决这一问题。这两种工艺方法分别介绍在下面。

超高频感应加热

加厚端预热法。

高强度钻杆的生产线平面布置采用超高频感应加热加厚端预热法。生产线电源配置及工艺过端加厚钢管超高频感应加热预热方法调质处理生产线平面布置l给料台架;2转运台;3-传送台;4给料台架;5-探伤仪;6预热传感器;7-均温炉;8-淬火传感器;9喷淋冷却;10回火传感器程如下。

①电源配置。

该生产线总功率270ukW,可处理直径140mm、壁厚9~12mm的钻杆和套管。加厚端预热采用2台lookW和1000Hz电源;淬火加热采用3台500kW、2500Hz和1000Hz电源;回火加热采用2台500kW和1000Hz电源。

②调质处理过程。

钢管通过平移机构输,加厚端首先进入预热传感器,加热至800~850℃。然后,钢管转向斜辊驱动的辊道,经淬火加热超高频感应加热至淬火温度,在绝缘炉内均匀温度,然后进入喷雾淬火冷却。淬火后,钢管通过转移平台到达回火处理线。回火加热时,加厚端不再预热,加厚部分和管体温度通过保温炉的平均温度相同。回火加热后,钢管在空气中冷却,完成调质处理的全过程。

③钢管加厚端淬火冷却方法。

内外同步喷淋冷却装置用于加厚端淬火,内喷淋系统通过传感器和机械系统自动喷淋。淬火时,喷射冷却用水压为0.4~0.6MPa。这种内外同步冷却装置基本上可以保证加厚端与管体力学性能的一致性。30Mn2钢管回火后,加厚端内的金相组织为回火索氏体和少量自由铁素体。通过调整30Mn2钢的淬透性,在钢中加入微量硼和钛后,淬透性加厚端经回火处理后得到所有回火索氏体组织。

④温度控制系统生产线淬火,回火加热配备自动温度控制系统,通过温度测量信号与加热功率的关系调整加热功率,保持温度稳定。当钢管输送速度发生变化时,率可自行调整,故障时可停止加热。

⑤超声波检测。

生产线配备超声波自动探测器,检查热处理前后钢管的冶金缺陷,确保钢管的冶金质量。

综上所述,超高频感应加热预热法生产的加厚端钻杆机械性能高,屈服强度可达950MPa,是生产高强度级钻杆的有效方法。

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