大口径钢管淬火系统研制与应用

钢管淬火

2008年　第36卷　第7期#加工制造!

石　油　机　械

CHINAPETROLEUMMACHINERY

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大口径钢管淬火系统研制与应用

杨献平　吴苗法　潜　凌

(胜利油田高原石油装备有限责任公司)

　　摘要　针对现有油井管淬火装置存在的问题,研制了大口径钢管淬火系统。该系统可自动控

制钢管在进料机构上前进及落下,使钢管正好落在旋转轮上,完成受料过程。淬火过程无链条传动,大大降低了淬火机构的故障率,延长了淬火机构的使用寿命。根据APISpec5CT要求对调质处理后钢管进行力学性能试验和尺寸检验,结果表明,用该系统进行淬火处理的钢管均符合API标准要求。生产应用表明,大口径钢管淬火系统完全有能力处理规格为<(13917～34010)mm×(415～2210)mm×(6000～12300)mm、钢级为N80、L80及P110钢管。　　关键词　大口径钢管　热处理　淬火系统　、冷却水池、冷

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、槽内淬火和槽外淬火3种方式。淬火环淬火是用淬火环对钢管外表面或内外表面进行喷淬,钢管在辊道上一边前进一边淬火。这种方式生产效率较低,生产规格单一。槽内淬火虽然简单,但钢管上下部的冷却速度不一致,容易使钢管弯曲,另外钢管表面产生的蒸汽膜容易导致淬火作用消失。槽外淬火是钢管在空气中水淬,有钢管外表面喷水、钢管内表面喷水和钢管内外表面喷水3种方式,钢管的旋转有助于径向冷却均匀。为得到完全的钢管淬火组织,对钢管内喷水量、外喷水量及钢管旋转速度都有一定的要求。国内钢管热处理厂现在大都采用台架式淬火装置,这种淬火装置在钢管压紧后旋转的同时,内表面轴流喷水、外表面层流喷水。但由于使用链条传动机构,大大影响了装置使用寿命。

鉴于此,2005年胜利油田高原石油装备有限公司建立了1条大口径钢管热处理生产线,生产线上使用的是公司自主研发的淬火系统,并于2007年5月完成生产线的安装调试。

内喷泵、外淋泵及冷却塔供水泵。淬火水池位于淬火机构底部,其中淬火冷却水通过水槽流入冷却水池。冷却水池由回水水池、一次沉淀池、二次沉淀池和取水池组成。所有水泵均放置在水泵房内,水管线均埋于地下。内喷使用2根管线同时供水,主要泵均有备用,以防止意外事故的发生

。

图1　淬火系统结构示意图

1—回火炉;2—回火炉进料辊道;3—料架;4—淬火机构;5—

淬火水池;6—淬火炉;7—冷却水池;8—水泵房;9—冷却塔;

10—内喷泵;11—冷却塔供水泵;12—外淋泵;13—水泵控制柜

技　术　分　析

11结构

　　21工作原理

淬火机构如图2所示。利用西门子S7—300作为下位机对整套系统进行控制,PC机作为上位机对淬火炉、淬火系统、回火炉进行监测。控制系统对整个淬火系统实现全自动控制,高效、安全、可靠。

淬火系统结构见图1,由水循环系统和淬火机

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