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石油钢管的水淬设备

www.metale.cn 来源:中国冶金设备网 2017/8/24 11:01:21
  
  石油钢管要求高耐腐蚀,高强度,高冲击韧性,而且要求整体性能好,组织均匀,因此,石油钢管的热处理有自身的特别要求,必须在通长方向上均匀淬火,不得新增弯曲和椭圆度。这就要求石油钢管的淬火设备有其自身的特性而有别于一般的淬火设备。因淬火液的不同,有水淬、油淬、淬火液等,由于水具有成本低廉,无污染,高的渗透性及容易回收的特点,同时又能满足石油钢管热处理要求故得到广泛的采用。目前国内石油钢管的水淬设备,根据钢管的尺寸主要分两种结构的设备。一种是槽内水淬结构,另一种是外淋水淬。一般槽内水淬适用于管径大于244.5 mm及壁厚25~57.17 mm的钢管,外淋水淬适用于管径小于244.5 mm及壁厚小于25 mm钢管。 
  一 槽内水淬结构 
  槽内水淬是槽内浸淬+旋转+内喷的简称,其工艺过程为:钢管经过淬火炉加热后,通过机械装置使钢管浸入淬火槽中;钢管在旋转装置的带动下快速旋转,槽内外循环及内喷装置向钢管喷水,使得钢管得到快速冷却;淬火到达设定的时间后,再通过机械装置送进回火炉。这种方法实际上类似于锻件的热处理,即直接将钢管放置于水槽之中。由于钢管的周围及长度方向上冷却不均匀,容易产生弯曲、脆裂、组织不均匀等缺陷。针对这些问题,需要增加钢管的旋转速度以提高钢管通长方向上及圆周方向上的淬火条件的一致性,增加外循环以打散钢管周围的蒸汽膜,同时增加内喷水使得钢管内表面的蒸汽膜也被打散。实践证明,钢管的旋转速度达到100 r/min,加紧装置的间距为1.5~1.8 m,钢管两端的自由端长度小于250 mm,可以得到符合要求的组织。大管径用槽内淬火可以大大减少内喷水量,内喷水不需要充填满钢管内部,只需要打散钢管内部的蒸汽膜;对于淬火时间相对较长的厚壁管,用槽内淬火可以减少水的消耗量。但槽内淬火设备相对较为复杂,生产节奏慢,设备造价高,所以一般适合于大型、厚壁钢管的热处理。 
  二 外淋水淬结构 
  外淋水淬是外淋+旋转+内喷的简称,其工艺过程为:钢管经过淬火炉加热后,通过上料装置将待淬火钢管送到旋转装置的支撑轮上,然后将外淋挡水板打开向钢管外部喷水,并将内喷装置打开向钢管内部喷水;钢管在旋转装置的带动下快速旋转使钢管水淬;淬火到达设定的时间后,再通过机械装置送进回火炉。由于内喷水在钢管内部自由流动,流动速度可以大大提高,故钢管内部温降速率可以达到60 ℃/s,既能保证组织性能,也可以避免钢管的弯曲变形及新增椭圆度等问题。外淋淬火结构用密排的外淋管代替槽内水淬的槽子及外循环打散装置,大大简化了钢管的热处理设备。相对于槽内淬火而言,外淋水淬结构设备简单,生产效率高,投资小,故得到了广泛应用。 
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