中频感应调质热处理钢管弯曲的原因

来源:吉宇鹏
由于受到热应力或组织应力的影响导致弯曲畸变,极大影响热处理后探伤、螺纹加工和产品质量,严重时造成无法使用。

1、钢管热处理过程中的弯曲变形控制

        目前国内外油井管的热处理主要采用步进式加热炉。钢管长度方向上加热温度分布不均导致钢管弯曲畸变产生,故可在加热炉管料长度方向上增加测温及控温点,通过多点控温使得钢管全长方向上的温度差异≤15 ℃。另外,常规步进式加热炉中对钢管的支撑点多为7 ~8 点,钢管在加热过程中两端易产生下垂。故可通过对步进式炉中固定梁齿型和活动梁行程的合理设计,使活动梁行程略少于固定梁齿间距。钢管在步进式前进过程中,每步均从固定梁齿位边缘高处滚落,从而使得钢管在前进过程中不断旋转,结合钢管自重进行管端自矫直。经试验,钢管每前进一步转动的角度大于20°时可有效防止管端弯曲。同时,可通过对固定梁间距的合理设计及钢管在固定梁上的定位控制,使得钢管端部距离固定梁的距离≤800mm,减少管端下垂量。采取上述措施后,钢管在加热过程中管端1.5m弯曲度可从5.0mm以上降低到3.0mm以下。

2、控制钢管淬火时的弯曲度,可从以下几个方面进行:

        (1)采用先外喷后内喷的分步冷却工艺。由于钢管的内喷水是从钢管的一端流向另外一端,钢管在两端的冷却速度不同,从而导致钢管弯曲。故可采用先进行外喷水冷却,使得钢管表层首先发生组织转变,再用内喷水进行冷却的方法,避免钢管弯曲畸变,内喷水比外喷嘴的延时时间可采用2 ~10s。

        (2)减少钢管在旋转轮上的悬出端长度。通过合理的旋转轮布局及钢管长度控制,将钢管端部悬出量控制在≤600 mm,可有效减小淬火时的离心力,降低钢管管端弯曲度。

        (3)合理控制旋转轮转速。

        (4)控制水淬旋转轮中心。旋转轮中心偏差对钢管淬火时弯曲度有较大影响。经研究,旋转轮中心极差应控制在0 ~5 mm。

        (5)控制内外喷水量及均匀性。油井管淬火冷却采用外表面层流冷却加内轴向喷射方式时,外喷水量大小及均匀性、内喷水量大小及内喷嘴的对中度也是钢管水淬时弯曲度的重要影响因素。

3、在钢管热处理过程中应注意以下几点:

        (1)炉膛温度均匀性、钢管转动频率、炉内悬出端长度对钢管加热时的弯曲度控制有重要影响。

        (2)内外表面分步冷却、钢管悬出端长度、旋转轮转速、旋转轮中心和内外喷水量对钢管冷却时弯曲度控制有重要影响。

        (3)优化矫直辊角度匹配、挠度和压力设置,可有效控制管料管体部位直度。 http://jyp.jiareshebei.cn/cangjian/604.html转载请保留出处.

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