[发明专利]一种热轧无缝钢管的热处理工艺方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及热轧无缝钢管的热处理工艺方法及系统，属于钢管热处理技术领域，还可用于加厚油套管及钻杆的热处理。

背景技术

现有的热轧无缝钢管热处理的工艺方法中，主要包括淬火加热处理、淬火、回火加热、矫直、冷床冷却、探伤、成品收集等工序。淬火加热处理过程中，目前使用比较多的是用电感应线圈对钢管进行加热处理，该方法存在保温时间受到限制，钢管整体的温度均匀性差，而且在处理端部加厚的油管和钻杆时，钢管端部加厚部分的温度与管体的温度有一定的差异会造成管端与管体的组织状态和力学性能有差异等问题；此外，用电感应线圈加热钢管的方法所需的装机容量非常大，耗电量高造成日常运行成本较高。淬火处理通常用外淋内喷式淬火设备对钢管进行水淬处理，需要大量的水，增加了水资源以及能源的消耗。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种热轧无缝钢管的热处理工艺方法，采用燃气步进梁式加热炉对钢管进行淬火加热以及回火加热，使钢管加热更均匀，加热处理后的钢管组织性能好，耗能少；同时采用隧道式水淬方式进行淬火，用水量少、降低能耗、生产安全、设备维护简单。该工艺同时可用于对管端加厚的油套管及钻杆进行热处理。

为实现上述目的，采用以下技术方案：一种热轧无缝钢管的热处理工艺方法，具体工艺为：

1)上料：热处理钢管由吊车运输上料，钢管在台架上摊平后，逐根经运输辊道进入淬火炉加热。

2)淬火加热：钢管在淬火炉中加热，淬火炉采用燃气步进梁式加热炉。根据不同钢种要求，钢管在炉内加热至870～1100℃。通过加热速度、加热温度及保温时间的控制，满足不同钢种的加热要求。加热后的钢管经出炉运输辊道输出。

3)高压水除鳞：加热出炉后钢管通过压力为18Mpa的高压水除鳞装置去除表面的氧化铁皮。此工序的设置既可减少氧化铁皮进入淬火装置带来的清理上的不便，也使淬火钢管性能更加均匀。除鳞后钢管于淬火前的运输辊道上进行温度检测，以保证钢管的淬火温度要求，确保淬火质量。

4)淬火：采用隧道式水淬装置进行淬火。钢管进入喷淋淬火区，采用环状冷却装置连续将水流喷射到被加热的钢管表面，从而达到完全淬透管壁所要求的快速均匀散热的效果。强喷淋5～15S之内达到淬火马氏体组织转变，要求的压力为1.0～1.2MPa，流量450～500m³/h，保证使工件表面产生的蒸汽膜破坏，使钢管迅速达到马氏体转变温度，全部转变为淬火马氏体。

5)回火加热：为使淬火后的钢管获得稳定的内部组织，提高钢管的综合性能，淬火后钢管经过回火处理。为适应不同钢种的要求，钢管在回火炉内加热至为540～850℃，保温时间为15～35min。回火炉采用步进梁式炉。

6)矫直和冷却：对抗硫化氢及抗挤毁油井管需在400～600℃热状态下进行矫直，避免冷矫直时残余应力对性能的影响。热矫直前通过第一过渡链床，在第一过渡链床上冷却至设定矫直温度，并经测温装置确认后进入热矫直机矫直。热矫后的钢管在双向链式冷床上一边旋转一边前进，达到均匀冷却的目的。钢管出冷床温度≤80℃。经过冷床冷却的钢管由吹吸灰装置采用压缩空气吸刷管内细微的氧化铁皮，利于随后的无损探伤检测。

7)无损检测：钢管经过吸灰装置吸灰后，在直度检查工位上对钢管直度进行人工检查。对直度不合格的钢管做上标记剔出生产线，根据情况进行后续处理。直度合格的钢管通过超声波探伤装置对管体缺陷进行无损探伤检测，以检查表面及内部的纵向及横向缺陷，同时测量钢管的壁厚，并标出合格钢管和有缺陷钢管。

8)成品及半成品收集：无缺陷的钢管在成品收集台架上进行收集。有缺陷管由人工用手提超声波探伤装置检查缺陷的确切位置，并进行修磨，修磨处的壁厚再用手提超声波检测，壁厚超差的部分由带锯切除，之后输送至半成品收集台架上进行收集。