[发明专利]一种消除钢管内表面氧化的热处理保护装置及其使用方法

说明书

技术领域：

本发明涉及钢管热处理辅助装置，尤其涉及钢管的正火热处理、淬火热处理和回火热处理中使用的辅助装置。

背景技术：

钢管是石油化工、锅炉、管线输送等领域应用广泛的必备产品，其生产种类繁多、应用领域广泛，对于绝大多数钢管，特别是高强度钢管、低合金钢管、高合金以及不锈钢管等都需要进行热处理，使其达到标准要求的力学性能指标。在热处理过程中，必须对钢管进行加热升温，正火、淬火和回火热处理的温度虽然各不相同，但高温条件下钢管内外表面都会与空气中氧气产生氧化还原反应，在钢管内外表面形成一层氧化皮。对于钢管外表面的氧化皮处理方法相对容易，可以通过滚磨、喷砂、抛丸等措施进行消除，而对于内表面氧化皮则很难处理，对于大口径钢管可以通过珩磨去除，但成本高、效率低。对于小口径钢管必须采用酸洗工艺，这种方法的环境污染很大，处理成本更高。虽然，已有采用无氧热处理炉对钢管进行热处理的报导，但设备投入巨大，技术改造难度大，运行成本极高，工艺要求也很高，现有钢管生产企业难以接受。

现有钢管生产企业更希望有一种能消除钢管内表面氧化的保护装置，它能在现有生产线的基础上，对于钢管进行正常的热处理。

发明内容：

本发明的目的是提供一种消除钢管内表面氧化的热处理保护装置。

本发明采取的技术方案如下：

一种消除钢管内表面氧化的热处理保护装置，其特征是：包括充气端盖部件、待处理钢管和排气端盖部件，充气端盖部件和排气端盖部件分别密封地安装在待处理钢管的两端内孔中。

进一步，所述充气端盖部件包括充气密封端盖、充气连接孔、充气弹簧座孔、密封球体、充气弹簧和弹簧座板，充气连接孔与充气弹簧座孔同轴分布，充气弹簧座孔的孔径大于充气连接孔，两者在结合处设有密封锥面，密封球体设置在充气弹簧座孔中，充气弹簧一端与密封球体接触，另一端由固定在充气密封端盖内端面上的弹簧座板轴向限位。

进一步，所述排气端盖部件包括排气密封端盖、内排气孔、排气片、连接座孔，排气弹簧和调节螺母，内排气孔和连接座孔同轴分布，其轴线与排气密封端盖的轴线平行，连接座孔为螺纹孔，在内排气孔和连接座孔的结合处设有与排气片结合的密封端面，排气片和排气弹簧均套装在连接座孔中，调节螺母旋接在连接座孔中，排气弹簧位于排气片和调节螺母之间，在调节螺母上设有外排气孔，外排气孔设置在调节螺母的两端面之间。

进一步，在调节螺母中心设有排气弹簧座孔和旋紧施力孔，外排气孔设置在排气弹簧座孔和旋紧施力孔之间。

进一步，所述旋紧施力孔的截面形状为正多边形。

进一步，在充气密封端盖的密封外圆上设有径向密封槽，在径向密封槽中设有密封件；

进一步，在排气密封端盖的密封外圆上设有径向密封槽，在径向密封槽中设有密封件。

本发明的使用方法如下：

在钢管热处理前将充气端盖部件和排气端盖部件分别密封地安装在待处理钢管的两端内孔中，通过充气端盖部件上的充气连接孔向待处理钢管的内腔充入氮气，当待处理钢管内腔的气压大于外界气压和排气弹簧的弹力的合力后，压力气体推动排气端盖部件上的排气片向外界排气，通过通入压力氮气排尽待处理钢管内腔中存有的空气，当待处理钢管内腔中的空气排尽后，即可进行热处理。

由于在待处理钢管热处理前，分别用充气端盖部件和排气端盖部件进行密封阻塞待处理钢管两端的内孔，使钢管内孔形成与外界的密封结构，通过充气端盖部件上的充气连接孔向其内充入压力氮气，当待处理钢管内腔的气压大于外界气压和排气弹簧的弹力的合力时，压力气体推动排气端盖部件上的排气片向外界排气，通过通入压力氮气来排尽待处理钢管内腔中存有的空气，当待处理钢管内腔中的空气排尽后，停止通氮，排气片在排气弹簧和外界气压作用下自动闭合，此时即可进行热处理。当待处理钢管进行热处理加热时，由于待处理钢管内腔中没有氧气，虽然管体的温度达到300℃～800℃，但管体内腔也不会产生氧化，因此能够消除待处理钢管内孔产生氧化层，达到无氧处理的技术效果。在热处理过程中，管体内的氮气也会膨胀，当压力升高后，压力气体则会推动排气端盖部件的排气片，管内的压力气体会自动外溢直至平衡，因此，在热处理过程中也是安全的。

附图说明：

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为图1中充气端盖部件的结构示意图；

图3为图2中充气密封端盖的结构示意图；

图4为图1中排气端盖部件的结构示意图；

图5为图4中排气密封端盖的结构示意图；