专利名称：一种无缝钢管的中频感应热处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无缝钢管热处理生产方法，属于热处理技术领域。
背景技术：
目前无缝钢管工业热处理多采用加热炉加热后进行淬火回火处理。钢管在加热炉加热时，由于炉体大，密封差，无法实现在可控气氛或保护气氛或真空下加热，工件暴露在空气中，加之加热时间长，发生氧化、脱碳严重，钢管还容易变形，这对于热处理后钢管的表面性能有很不利的影响，且能耗高，严重制约钢管生产的产量和质量的提高。采用高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，一般就没有保温时间。中频感应加热淬火热处理工艺是利用淬火变压器的次级线圈是一个交流感应线圈。工件放在交流感应线圈中，在交变磁场作用下被加热。
发明内容
本发明的目的是推广一种简单易行成本低的无缝钢管热处理方法。I.生产工艺流程工艺作业分为原料区、热处理区、矫直区、探伤区、水压作业区及倒棱作业区。工艺流程如下无缝管一修磨一感应加热一水淬一感应加热一回火一探伤一矫直一水压一检查入库2.原料作业区原料作业区进行钢管的卸车、储存和标识以及修磨、清理，标记后通过旋转辊道进入热处理作业区；采用旋转辊道，主要目的是为了使钢管旋转前进，防止淬火后管子弯曲；3.热处理区热处理区内有热处理生产线，可以实现淬火+回火、正火+回火、正火、回火等工艺，可以满足不同钢种热处理需要。3. I淬火区采用旋转辊道进钢，淬火采用内喷外淋处理，内喷用限动管压力供水，外喷采用水箱喷淋淬火；中频感应加热淬火可以实现将钢加热到AC3或AC I点以上某一温度，然后以适当速度冷却获得马氏体和/或贝氏体组织的热处理工艺。淬火后可以提高硬度、强度，但是必须要进行回火处理，以得到优化强韧性的性倉泛。淬火加热温度根据钢的成分、组织和不同的性能要求来确定。在生产实践中选择工件的淬火加热温度时，要考虑工件的化学成分、技术要求、尺寸形状、原始组织以及中频加热设备、冷却介质等诸多因素的影响，对加热温度予以适当调整。而采用iioo°c的最高中频加热温度可以基本满足各钢种的淬火要求。
为了使工件内外各部分均完成组织转变、碳化物溶解及奥氏体的成分均匀化，就必须在淬火加热温度保温一定时间，即保温时间。而在中频感应加热的条件下，在钢管到达感应线圈中部时就可以达到淬火要求温度，在适当提高淬火温度的前提下剩下的行程基本可以使组织均匀。3. 2回火区采用旋转辊道进钢；最高温度设计为800°C，可以保证高温及以下回火工艺的要求，满足降低脆性，消除或减少内应力，得到所需要的韧性、塑性的工艺要求。3. 3水淬方式采用内喷外淋式进行淬火，内喷用限动内喷管喷射淬火,外淋用箱体槽内高压管环喷水，内喷外淋可以保证厚壁钢管的淬透性。淬火介质选用来源广、价格低、成分稳定不易变质的水。对水温加以控制可以既保证淬成马氏体，又不致引起太大的淬火应力。考虑到管壁太厚的淬透性，可在水中加入适量的食盐或碱，使高温工件浸入该冷却介质后，在蒸汽膜阶段析出盐或碱的晶体并立即爆裂，将蒸汽膜破坏，工件表面的氧化皮也被炸碎，这样可以提高介质在高温区的冷却能力。其缺点是介质的腐蚀性大。一般情况下，盐水的浓度为10%，苛性钠水溶液的浓度为10% 15%。可用作碳钢及低合金结构钢工件的淬火介质，使用温度不应超过60°C，淬火后应及时清洗并进行防锈处理。采用冷却水塔进行循环水冷却，保证水温小于35°C。4.矫直区回火后可以采用液压快开式六辊辊式矫直机矫直；矫直温度为常温 650°C ；矫直后弯曲度管体< I. 5/1000mm ;管端< 1/1000_ ;椭圆度满足不同的交货要求；矫直后钢管表面不得有压痕。5.探伤区采用超声波探伤机和漏磁探伤机组合；对内外表面的纵向、横向和分层缺陷进行检查；API 5CT，5L，GB/T 5777-1996 ;探伤精度壁厚测量精度:±30 μ m ;外径测量精度 ± 50 μ m。6.水压作业区检查无缝钢管强度及孔洞等内部缺陷。按API Spec 5CT标准进行水压实验；试验压力35-100MPa ;试验介质乳化液；保压时间5s 300s ;加压方式高压泵加增压缸； 保压形式断水保压或增压缸保压。采用中频感应对钢管(油管、套管)进行淬火回火、正火等热处理，具有投资少、 见效快、生产成本低、设备维护成本少、维护量小、能耗低、质量好、易操作、好控制等多种优点。并且打破了传统的热处理方式，大大提高了生产效率和钢管综合性能。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。实施例I对用34Mn6钢种制造的钢管进行中频感应热处理试验的有关数据如下I.中频感应热处理制度
经过实验室热处理实验，综合各工艺参数，得出以下适合中频感应热处理生产线的热处理工艺制度为890°C ±20°C水淬；620°C ±20°C回火，感应电流550A，感应电压 380V,无缝钢管的运行速度为30cm/min。2、中频感应热处理设备功率350KW、感应圈直径800mm、感应线圈导线直径 2. 5cm。3、中频感应热处理钢管规格、数量为Φ269. 9X21mmX长度；共处理65支。4、热处理后性能检测结果处理后应达到N80Q钢级套管标准要求。生产中每隔五支取样做I个拉力试样、I组冲击试样,共计12组试样，得出具体检测结果如表I所示，由表中数据可知，拉力性能满足API 5CT标准要求，而相应的塑性指标也满足标准，冲击性能良好；组织为回火索氏体加少量铁素体。表I :热处理后力学性能
权利要求
1.一种无缝钢管的中频感应热处理工艺，其特征在于中频感应淬火的工艺制度为根据钢种不同，加热到AC3或ACl点以上某一温度，然后以适当速度冷却获得马氏体和/或贝氏体组织，淬火具体的加热温度根据钢的成分、原始组织和不同的性能要求及尺寸形状、中频加热设备、冷却介质来确定，中频加热温度最高1100°C ;淬火介质以普通水为主，特殊情况用盐水或碱水，淬火方式采用内喷外淋式；回火温度设计为最高800°C，可以保证高温及以下回火工艺的要求。
2.根据权利要求I所述一种无缝钢管的中频感应热处理工艺，其特征在于淬火介质盐水的浓度为10%，苛性钠水溶液的浓度为10% 15%。
全文摘要
一种无缝钢管的中频感应热处理工艺，属于热处理技术领域，采用中频加热热处理工艺，方法简单、投资少、见效快、成本低，处理后的无缝钢管性能合格，可以满足用户需求。主要的生产工艺流程为无缝管→修磨→感应加热→水淬→感应加热→回火→定径→探伤→矫直→水压→倒棱→检查入库。
文档编号C21D9/08GK102586568SQ20121007655
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月22日 优先权日2012年3月22日
发明者丰小冬, 井溢农, 刘金, 姜海龙, 宋江波, 张行刚, 石晓霞, 贺景春, 赵桂英, 郭智韬 申请人:内蒙古包钢钢联股份有限公司