國內(nèi)油管管端加厚線的生產(chǎn)課件

油管管端加厚生產(chǎn)線的調(diào)研報告姓名：張國祥單位：包鋼無縫廠Φ159熱處理部日期：2011年9月18日目錄1.文獻綜述2.我們廠實際情況3.工藝的探討4.總結(jié)1.文獻綜述國內(nèi)對油管管端外加厚研究現(xiàn)狀油管管端外加厚的概念

管端內(nèi)徑不發(fā)生改變，利用特制模具使其增加的壁厚和增加壁厚的有效長度均滿足API標準的規(guī)定值范圍。油管管端外加厚鐓粗原理油管管端加熱后，送進加厚機加厚模型腔內(nèi)，然后夾緊模夾持管端，同時沖頭穿進油管管端內(nèi)壁，進行鐓粗力的作用。使油管管端發(fā)生塑性變形。從而達到管端外加厚的目的。外加厚過程是一個鐓粗、擴徑、擠壓的復雜的復合過程。加厚油管與非加厚油管的特點對比

非加厚管螺紋連接處部位只能承受相當于管體強度的60%~80%的拉伸載荷；加厚管螺紋連接處部位強度與管體本身強度相一致。從而消除了螺紋部分連接強度低于管體強度的不足，提高連接處使用壽命，避免該處斷裂。國內(nèi)油管管端加厚的生產(chǎn)品種及能力1.品種①輸油油管、加厚套管、鉆桿例如；吐哈油田公司機械廠，寶鋼無縫廠②輸油管、加厚套管例如；湖南衡陽鋼管公司，山東勝利油田總機械廠2.能力吐哈油田公司機械廠2.5萬噸/年寶鋼無縫廠4萬噸/年湖南衡陽鋼管公司3萬噸/年

國內(nèi)加厚油管市場前景

大部分企業(yè)仍采用非加厚無縫管端部直接加工螺紋法，減少管壁厚度和有效承載面積，降低接頭處連接強度，導致生產(chǎn)的油管壽命短。難以滿足深油井的作業(yè)使用；加厚油管克服了上述的不足，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益；截止2011年9月，低鋼級加厚油管市場價7600元/噸，而低鋼級非加厚套管為5600元/噸。

我國油井管年需求量一般在88萬t左右。其中每年需套管約62萬t以上,油管23萬t左右,鉆桿及鉆鋌3萬t左右。市場上對加厚油管數(shù)量上需求增多，同時對加厚油管質(zhì)量上提出了更高更嚴格的要求。

生產(chǎn)能力

節(jié)奏：≥110根/小時；年產(chǎn)量：約4萬噸

主要技術(shù)參數(shù)

加厚機：

夾緊力最大500噸；鐓粗力最大250噸；工作壓力27Mpa；裝模高度990mm；壓機內(nèi)寬1550mm；垂直行程500mm(MAX)水平行程650mm；水平缸最大速度250mm/s水平缸中心（沖頭中心）高1000mm

中頻感應(yīng)加熱爐：

加熱溫度1、3號爐室溫～750°C；2、4號爐700～1250±10°C加熱時間20～28s加熱長度≤350mm加熱功率1、2、3、4號爐都為250KW加熱頻率1、3號爐1000Hz；2、4號爐2500HZ感應(yīng)圈行程650mm大車行程2500mm石墨潤滑系統(tǒng)：石墨乳化劑粒度1500目左右；純度大于96%水質(zhì)無顆粒雜質(zhì)的純凈水石墨和水的配比體積比約1:3生產(chǎn)工藝流程上料臺架定位對齊輥道1#受料臺架1#加熱爐2#加熱爐步進運輸機2#受料臺架1#縱向送料輥道1#加厚機1#修磨臺架步進運輸機過渡臺架輥道輸送定位對齊輥道3#受料臺架3#加熱爐4#受料臺架4#加熱爐2#縱向送料輥道2#加厚機2#修磨臺架收集臺架廢料筐成品筐熱處理步進運輸機步進機步進運輸機測長、稱重矯直探傷水壓試驗噴標、打捆、入庫（注：靠加熱爐前進后退完成動作）（注：鐓前，靠步進梁抬起、壓緊輪壓下、輥道正轉(zhuǎn)進壓機模腔內(nèi)完成動作）（注：鐓后，靠送料輥道反轉(zhuǎn)、壓緊輪松開、步進梁落下退出壓機模腔內(nèi)完成動作）設(shè)備的維護與檢修

參照加厚線工藝技術(shù)操作規(guī)程的相關(guān)內(nèi)容，當然可以靈活多變，具體問題具體分析解決。更換模具

主要為夾緊模、加厚模、沖頭。3.工藝的探討鐓粗前加熱工藝參數(shù)

（1）加熱溫度防止管端脫碳、氧化、過熱、過燒等缺陷，要有一定的塑韌性，為此需充分獲得奧氏體組織。一道次預熱溫度范圍：700~850℃可暫定為750℃二道次終熱溫度范圍：1150±20℃可暫定為1170℃

（2）加熱長度

加熱長度過短，加厚型腔內(nèi)鐓粗部分充滿不足，局部內(nèi)凹或拔模力太大，最終導致加厚失敗或設(shè)備損壞。加熱長度過長，夾緊油管部位變形，鐓后，毛刺太多或通徑規(guī)無法通過。根據(jù)國內(nèi)其他企業(yè)的生產(chǎn)油管的經(jīng)驗，Φ73.02管，暫定210~280mm：Φ88.90管，暫定為210~275mm。

（3）加熱時間

加熱時間過長，容易使管端脫碳、氧化、過熱、過燒等缺陷；加熱時間過短，奧氏體轉(zhuǎn)變不充分，塑韌性達不到鐓粗時的要求。加熱時間與管子的壁厚、電流頻率、電流的滲入深度有關(guān)。

加熱時間務(wù)必要匹配加厚機的工作節(jié)奏。加熱時間及溫度務(wù)必要匹配鐓粗前的溫降溫度。加熱時間為20~32秒左右。

加厚模示意圖（4）鐓鍛比所謂鐓鍛比是指管坯的變形長度與壁厚之比。鐓鍛比是油管加厚成型的重要指標。當管坯長徑比很大時，為了防止在鐓鍛過程中產(chǎn)生折疊現(xiàn)象，在設(shè)計聚料工步時，通常所遵循的鐓鍛規(guī)則為：（1）當鐓鍛比H0/t≤3時，可以一次將管坯鐓鍛成任意形狀而不產(chǎn)生折疊；

（2）當鐓鍛比H0/t>3時，必須采用多工步聚料，且要求滿足

tn≤（1.3～1.5）tn-1

（式中t——管坯的壁厚；tn——第n次聚料后管坯的壁厚；tn-1——第n-1次聚料后管坯的壁厚。）

（5）模具潤滑

潤滑雖無具體數(shù)值描述，但它是個重要的工藝參數(shù)，潤滑得及時，模具壽命及鋼管加厚部位表面質(zhì)量就提高；反之，模具壽命縮短，加厚部位表面質(zhì)量就差。對潤滑劑提出以下幾點要求：ⅰ）使摩擦表面具有最大的活性和足夠的黏度。活性高、黏度大的潤滑劑在塑性變形的高壓下才能保證不被擠出。ⅱ）潤滑劑要有高的燃點,保證變形過程中在高溫作用下不失去潤滑作用。加厚油管熱處理

（1）目的消除鐓鍛時產(chǎn)生的魏氏組織、粗大晶粒、帶狀組織等缺陷；消除內(nèi)應(yīng)力；改善其切削加工性，提高螺紋連接處的綜合性能；達到低鋼級升高鋼級的性能和組織要求。

（2）加厚油管熱處理種類

調(diào)質(zhì)處理

（3）調(diào)質(zhì)處理工藝

①淬火溫度Ac3或Acm+(30~50℃)

對于亞共析鋼一般為820～900℃左右。

②加熱時間與鋼管的壁厚、裝爐量、材質(zhì)有關(guān)。加熱總時間分為加熱時間和保溫時間兩過程。

τ加熱=KαD

τ保溫=K（100+0.6D+0.2G)

注意：由于加厚油管絕大部分屬于薄壁管，在保證管子內(nèi)外達到所需溫度和組織轉(zhuǎn)變充分的情況下，加熱時間不能太長或長時間燜爐。

注意：由于管端變厚，加熱時間不能按未加厚部分而論?？扇∽罴哑骄?。

③冷卻方式

旋轉(zhuǎn)式外淋+內(nèi)噴水冷卻水淬工藝參數(shù)主要有鋼管表面起始溫度、內(nèi)噴外淋水流量、噴淬時間、壓爪壓下量、淬火支撐輪的轉(zhuǎn)速、內(nèi)噴嘴的偏心距。由于油管外徑、壁厚都比較小，易變形，所以壓爪壓下量不能太大，內(nèi)噴外淋水量要適中，淬火輪轉(zhuǎn)速不能太快。

注意：保證壓爪輪與管外表面相切而無其它造成管表面壓傷或變形的破壞性作用力（即接觸應(yīng)力）；保證每組壓爪輪同步壓下，不能有的快、有的慢。

注意：內(nèi)噴嘴的中線線要與管中心線接近重合。

注意：由于管端加厚原因，是否空架與淬火支撐輪上？如何解決？