端部加厚鋼管的超高頻感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝

        端部加厚鋼管加厚部分長(zhǎng)度在100～150mm，分為內(nèi)加厚、外 加厚和內(nèi)外加厚三種。這種鋼管主要用來(lái)增加連接部位的強(qiáng)度。由于鋼管兩端與中部壁厚不同，采用正常感應(yīng)加熱方法很難使管端與管體的溫度均一，通常是加厚部位溫度低于管體溫度。這樣熱處理后力學(xué)性能產(chǎn)生很大的差別。為了克服這種缺點(diǎn)，可采用加厚端預(yù)熱法或雙頻加熱法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。下面分別介紹這兩種工藝方法。

        加厚端預(yù)熱法

        采用超高頻感應(yīng)加熱加厚端預(yù)熱法生產(chǎn)高強(qiáng)度鉆桿的生產(chǎn)線平面布置。生產(chǎn)線的電源配置和工藝過(guò)端部加厚鋼管超高頻感應(yīng)加熱預(yù)熱法調(diào)質(zhì)處理生產(chǎn)線的平面布置 l上料臺(tái)架；2轉(zhuǎn)運(yùn)臺(tái)；3-傳送臺(tái)；4一下料臺(tái)架；5-探傷儀；6預(yù)熱感應(yīng)器；7-均溫爐；8-淬火感應(yīng)器；9噴淋冷卻；10回火感應(yīng)器 程如下。

        ①電源配置

        這條生產(chǎn)線總功率為270ukW，可以處理直徑為 140mm、壁厚為9～12mm的鉆桿和套管。加厚端預(yù)熱采用2臺(tái) lOOkW、1000Hz的電源；淬火加熱采用3臺(tái)500kW、2500Hz和 1000Hz的電源；回火加熱采用2臺(tái)500kW、1000Hz的電源。

        ②調(diào)質(zhì)處理過(guò)程

        鋼管由平移機(jī)構(gòu)傳送前進(jìn)，加厚端首* 入預(yù)熱感應(yīng)器被加熱到800～850℃。然后，鋼管轉(zhuǎn)入由斜輥傳動(dòng) 的輥道旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，經(jīng)淬火加熱超高頻感應(yīng)加熱*淬火溫度，并在保溫爐內(nèi)均溫，隨后進(jìn)入噴淋淬火冷卻，淬火后鋼管經(jīng)轉(zhuǎn)送臺(tái)抵達(dá)回火處理線?；鼗鸺訜釙r(shí)加厚端部不再預(yù)熱，通過(guò)保溫爐均溫將加厚部位 與管體溫度均一?；鼗鸺訜岷箐摴茉诳諝庵欣鋮s，完成調(diào)質(zhì)處理全過(guò)程。

        ③鋼管加厚端的淬火冷卻方法 

        加厚端淬火時(shí)使用內(nèi)外同步噴淋冷卻裝置，內(nèi)噴射系統(tǒng)通過(guò)傳感器和機(jī)械系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行噴淋操作。淬火時(shí)，噴射冷卻使用水壓為0.4～0. 6MPa。這種內(nèi)外同步 冷卻裝置基本上能保證加厚端與管體力學(xué)性能的一致性。30Mn2 鋼管回火后，加厚端內(nèi)部的金相組織為回火索氏體和少量自由鐵素體。通過(guò)調(diào)整30Mn2鋼的淬透性，在鋼中加入微量硼、鈦元素之后，提高了淬透性加厚端經(jīng)回火處理后得到全部回火索氏體組織。

        ④溫度控制系統(tǒng)生產(chǎn)線的淬火、回火加熱配備有自動(dòng)溫度 控制系統(tǒng)，通過(guò)溫度測(cè)量信號(hào)和加熱功率之間的關(guān)系來(lái)調(diào)整加熱功 率，保持溫度的穩(wěn)定。當(dāng)鋼管輸送速度發(fā)生變化時(shí)，可自行調(diào)整加熱功率，發(fā)生故障時(shí)可以停止加熱。

        ⑤超聲波檢測(cè)

        生產(chǎn)線上配置有超聲波自動(dòng)檢測(cè)儀，檢查熱 處理前后鋼管的冶金缺陷，以保證鋼管的冶金質(zhì)量。

        綜上所述，超高頻感應(yīng)加熱預(yù)熱法生產(chǎn)的加厚端鉆桿，具有較高的力學(xué)性能，屈服強(qiáng)度可達(dá)到950MPa，是生產(chǎn)高強(qiáng)度級(jí)鉆桿的有效方法。