探析无缝钢管热处理工艺及设备选型

邱智海 曾维平

摘 要：为了能够了解无缝钢管热处理的主要研究目的、常用的工艺方式和制度，以及针对主要的热处理工艺流程、平面布置和设备的选择为基础，能够对于热处理的设备进行分析其工作的原理、主要的优缺点和使用的范围。根据热处理的产品能够大致地确定工艺中平面布置和设备的选择，根据实际的情况制定一套合适的方案，以此能够达到热处理工艺的设备配置最大化。该文主要探究无缝钢管的热处理工艺设备选型。

关键词：无缝钢管 热处理工艺 设备选型

中图分类号：TG162.84 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）03（a）-0042-02

无缝钢管的质量和制造方式、其中含有的化学成分和金相组织有密切的关联，在不改变制造方式和化学成分的前提下，想要提高无缝钢管使用的性能就需要改变无缝钢管组织的机构和性能，从而能够满足其中无缝钢管的标准规定或者技术要求。

1 常用的无缝钢管热处理工艺

1.1 淬火和高温回火

将其中钢管进行全面加热达到淬火的温度，再使钢管内部组织逐渐转化成为奥氏体，通过大于临界淬火速度能够快速冷却，导致钢管的内部组织成为马氏体，再经过配合高温回火的方式，最终将钢管组织能够变回火索式体组织。这样的方式不仅能够提高钢管的轻度和硬度，还能够将其中的强度和塑性进行结合，能够满足对钢管的性能要求。

1.2 正火

将钢管进行加热至正火的温度，使钢管内部组织能够完全地转变成为奥氏体组织以后，通过空气作为介质进行冷却热处理工艺。在正火之后能够得到不同元素的金属组织。正火不仅能够将晶粒进行细化，还能够有效地提高钢管的硬度并且能够改善其切削的性能。

1.3 正火和回火

将钢管进行加热至正火温度之后，使管内的组织能够完全转化为奥氏体，在空中进行冷却，再加上回火的工艺。钢管的组织主要为火铁元素+珠光体、铁素体+贝氏体等，正火+回火的热处理工艺能够稳定钢管内部的组织，进而能够增加钢管的塑性和韧性。

1.4 退火

将钢管进行加热至退火温度并且保温到一定的时间内，随着炉的温度进行冷却，再将其进行出炉冷却的一种热处理工艺。其中钢管的退火工艺能够分成：球化退火、完全退火等。钢管的退火方式主要的作用是能够降低钢管的硬度，增加其中的塑性，能够为以后加工或成冷变形提供帮助，还能够细化晶粒，能够全面地消除组织缺陷，均匀地将内部组织和成分进行划分，从而能够改变钢管心梗，为以后工作提供准备。

2 热处理工艺设备选型

2.1 加热炉

在进行钢管热处理的过程中，对于钢管加热的质量要求大致为：淬火炉加热的温差为±10 ℃，回火炉加热的温差为±5 ℃，并且根据工艺的需求进行不同的温度加热和保温。基本来说常用的加热炉有步进横移式加热炉和纵移式加热炉。将中频感应装置设置为钢管中热处理的加热炉，由于其具有工程投资少、建设时间短、加热的速度快等优点。在国外的国家中，这样的加热方式已经成为一种成熟的工艺，基本应用在钢管的热处理加热炉中。

2.2 淬火装置

所谓的淬火方式是在热处理生产线中不可少的一项工艺设备，通过选择合适的淬火工艺和设备都能够使钢管具备优秀的淬透性，进而能够获得优秀的组织性能。对于淬火的装置主要的要求就是：淬火后的钢管没有明显弯曲程度，其中马氏体的含量应该≥95%，其主要的温度为<70，硬度均匀性应该≤3HRC，并且在其中不能够出现任何的缺陷。一般来说淬火的装置一共有两种设备型式：内喷外淋方式和槽淬方式。

2.3 冷床

冷床是主要针对钢管的表面质量、管体的直线度产生较大的辅助设备，一般来说热处理生产线冷床方式一共有4种方式：步进式冷床、双联式冷床、单联式冷床和螺旋杆冷床。步进式冷床主要是拥有冷却足够均匀、运行较为平稳、校正作用等优点，一旦出现故障时，能够进行自检的操作模式，以确保在冷床冷却的过程中钢管不会出现弯曲变形的现象；双链式冷床方式能够通过正向运行方式，对于带有爪链与相反的方向进行运行组成，钢管在冷却的过程中旋转进行前进然而单向的双链式冷床能够由爪链与平链组成，通过不同的速度进行运行；单链式冷床为单向带爪链冷床，其中运行的方向与钢管的前进方向相同，能够保障钢管在冷却的时候旋转前进，爪链能够与钢管的前进方向有所倾斜一定角度。单链式冷却的效果与步进式的冷床、双链式冷床相比较差，但是其中具有设备质量较小，设施较为简单、投资较低等优点，能够为低温的冷床进行使用；螺旋杆的冷床能够通过螺旋杆转动进而能够带动钢管转动前进，从而能够实现钢管的冷却，但是这样的方式能够造成钢管的外表面有一定的划伤，进而能够影响钢管的质量，可以在低温区冷却时进行使用。

2.4 矫直机

钢管在进行加热或者冷却的时候，就会经常出现弯曲变形的现象，为了能够保障钢管的制度能够满足订货的标准和要求，进而需要采用热处理的方式将钢管强行矫正。由于矫直温度不尽相同，经常分为热矫直和冷矫直。对于钢管的直度也有一定的要求，钢管端口要保证在1 m之内，要≤1/1 000 mm、钢管体要≤1/1 500 mm、椭圆度不能够超过外径的公差80%。由于石油的油管和套管等钢类管对于钢管的矫直温度有一定的特殊要求，因此在热处理的时候生产线的矫直机在选型中有重要的作用。在热处理的时候，生产的产品方案有石油用管等产品，矫直机应该主要以热矫直机为主，可以将冷矫直机能够作为备选的考虑之中。在热矫直机的布置过程中，应该在回火加热炉出口处进行。在产品的方案中不具备石油用管时，可以只布置冷矫直机。

3 结语

钢管能够通过热处理的方式对钢管的组织进行全面地改变，从而提高钢管的使用性能并且能够节约含金元素的使用量，为钢管生产商提供产品效益。通过热处理制度能够完善优化设计的方案，能够获得更加优质的经济效益。

参考文献

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