钢管质量影响因素分析及水淬装置参数调整

发布时间：2020-07-18 22:52

【摘要】：无缝钢管在国民经济建设中具有重要作用,被广泛使用于石油开采、钻探等领域中。21世纪以来,石油行业和钻探技术进行了大规模产业升级,对无缝钢管的力学性能提出了更高的需求。淬火作为钢铁行业中一种改善金属材料组织结构的技术,淬火工艺能提高无缝钢管的强度和硬度。在此种背景下,无缝钢管的淬火工艺在国内外得到了快速发展。本文立足于无缝钢管热处理工艺生产现状,针对鞍山钢铁集团公司无缝177机组热处理线产量一直无法达到预计产能,且水淬工艺事故率高,产品合格率低等等问题开展研究。首先,本文从钢管水淬的机械结构分析入手,运用力学分析理论,找出影响生产作业率的主要缺陷的根本原因,即水淬旋转支撑和压紧轮寿命低,随后对其进行了改进,解决了现场生产作业率低的问题;其次,本文对热处理后的钢管进行强度取样试验,得出钢管强度呈现不均匀的现象,分析了冷却介质、冷却装置等各因素对钢管强度不均匀的影响,并提出改进措施,解决了现场钢管水淬合格率低的问题;最后,本文从钢管水淬受力进行分析,运用计算机建模,模拟钢管水淬过程中的受力,找出钢管弯曲的一个主要原因,即现场设备故障造成高温下钢管受力弯曲,并提出改进措施,从而解决了钢管弯曲率高的问题。经过现场实施并验证,改进后无缝钢管水淬效果良好,现场生产效率及产品合格率同比前期有很大改善,既满足客户对产品强度和硬度等方面需求,又达到降低生产成本的目的。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG155.3
【图文】：

淬火装置,水淬设备

斯惠顿杠杆式送料装置；2 一固定门；3 一旋转装置；4 一压紧装5 一集水装置；6 一挡水板；7 一外喷淋装置；8 一输送链图 1-2 宝钢钢管厂新增水淬设备结构示意图[25]

旋流,钢管,无缝钢管

其二，钢管热处理水淬方式也出现其它新颖技术,华北石油第一机械厂的钢管内喷旋流淬火技术就是一例，其简图如图1-4所示[31]。此种淬火方式的优点为淬火冷却介质为旋转水流，加大了冷却介质与钢管内壁间的相对流速，并且能改善冷却介质对温度敏感的不足，使钢管各部位冷却速度更加均匀，保证了钢管淬火质量，减少了钢管淬火过程的质量事故的发生。其三，随着环保要求越来越严格，在政府相关政策鼓励下，投资少、污染小、符合环保要求的中频感应加热技术开始在国内无缝钢管热处理企业中得到越来越多的应用[32,33]，成为企业优先采用的新工艺技术。例如首都钢铁公司、无锡西姆莱斯石油专用管制造有限公司等都已有自己的无缝钢管中频感应加热技术。图 1-4 钢管内喷旋流淬火简图[31]进入21世纪以来，我国高附加值无缝钢管技术也得到了快速发展。例如东北大学采用临界区超快冷淬火+回火的工艺，成功将普通无缝钢管热处理后升级为DP钢无缝钢管；采用临界区加热+控冷至贝氏体区等温淬火的工艺

示意图,淬火装置,减速机,钢管

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文装置的作用为对钢管进行有效支撑并使钢管按要求转速钢管的旋转支撑装置示意图，电动机通过双排链链传动旋转，主轴通过单排链链条带动8组旋转支撑轮旋转，转轮组成，后5组旋转支撑轮由2对旋转轮组成。最后带动钢管旋转。钢管的热处理生产中速度是不同的。钢管水淬前，旋转由转臂移钢机移至旋转轮上准备水淬时，电动机提速，转；当钢管水淬结束后，电动机降速，旋转轮低速旋转如图 2-2 所示，其中，a 表示减速机升速时间、b 表示淬降速时间、d 表示生产运行间隙时间、v1表示减速机低速机高速运行速度，v1是 v2的十分之一。

【参考文献】