[发明专利]一种无缝钢管的中频感应热处理工艺

说明书

一、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。

二、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。

三、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。

1.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→修磨→感应加热→水淬→感应加热→回火→探伤→矫直→水压→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。

3.1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 1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能。

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1100℃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℃，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℃，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℃。

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℃；

矫直后弯曲度：管体＜1.5/1000mm；管端＜1/1000mm；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：±30μm；外径测量精度：±50μm。

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。