端加厚鋼管的超高頻感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝。

端加厚鋼管的加厚部分長(zhǎng)度為100~150mm，分為內(nèi)加厚、外加厚和內(nèi)外加厚。這種鋼管主要用于增加連接部件的強(qiáng)度。由于鋼管兩端與中間壁厚不同，很難使管端與管體溫度均勻，通常加厚部位溫度低于管體溫度。熱處理后的力學(xué)性能差異很大。為了克服這一缺點(diǎn)，可以采用加厚端預(yù)熱法或雙頻加熱法來(lái)解決這一問(wèn)題。這兩種工藝方法分別介紹在下面。

加厚端預(yù)熱法。

高強(qiáng)度鉆桿的生產(chǎn)線平面布置采用超高頻感應(yīng)加熱加厚端預(yù)熱法。生產(chǎn)線電源配置及工藝過(guò)端加厚鋼管超高頻感應(yīng)加熱預(yù)熱方法調(diào)質(zhì)處理生產(chǎn)線平面布置l給料臺(tái)架；2轉(zhuǎn)運(yùn)臺(tái)；3-傳送臺(tái)；4給料臺(tái)架；5-探傷儀；6預(yù)熱傳感器；7-均溫爐；8-淬火傳感器；9噴淋冷卻；10回火傳感器程如下。

①電源配置。

該生產(chǎn)線總功率270ukW，可處理直徑140mm、壁厚9~12mm的鉆桿和套管。加厚端預(yù)熱采用2臺(tái)lookW和1000Hz電源；淬火加熱采用3臺(tái)500kW、2500Hz和1000Hz電源；回火加熱采用2臺(tái)500kW和1000Hz電源。

②調(diào)質(zhì)處理過(guò)程。

鋼管通過(guò)平移機(jī)構(gòu)輸，加厚端首先進(jìn)入預(yù)熱傳感器，加熱至800~850℃。然后，鋼管轉(zhuǎn)向斜輥驅(qū)動(dòng)的輥道，經(jīng)淬火加熱超高頻感應(yīng)加熱至淬火溫度，在絕緣爐內(nèi)均勻溫度，然后進(jìn)入噴霧淬火冷卻。淬火后，鋼管通過(guò)轉(zhuǎn)移平臺(tái)到達(dá)回火處理線。回火加熱時(shí)，加厚端不再預(yù)熱，加厚部分和管體溫度通過(guò)保溫爐的平均溫度相同?；鼗鸺訜岷?，鋼管在空氣中冷卻，完成調(diào)質(zhì)處理的全過(guò)程。

③鋼管加厚端淬火冷卻方法。

內(nèi)外同步噴淋冷卻裝置用于加厚端淬火，內(nèi)噴淋系統(tǒng)通過(guò)傳感器和機(jī)械系統(tǒng)自動(dòng)噴淋。淬火時(shí)，噴射冷卻用水壓為0.4~0.6MPa。這種內(nèi)外同步冷卻裝置基本上可以保證加厚端與管體力學(xué)性能的一致性。30Mn2鋼管回火后，加厚端內(nèi)的金相組織為回火索氏體和少量自由鐵素體。通過(guò)調(diào)整30Mn2鋼的淬透性，在鋼中加入微量硼和鈦后，淬透性加厚端經(jīng)回火處理后得到所有回火索氏體組織。

④溫度控制系統(tǒng)生產(chǎn)線淬火，回火加熱配備自動(dòng)溫度控制系統(tǒng)，通過(guò)溫度測(cè)量信號(hào)與加熱功率的關(guān)系調(diào)整加熱功率，保持溫度穩(wěn)定。當(dāng)鋼管輸送速度發(fā)生變化時(shí)，率可自行調(diào)整，故障時(shí)可停止加熱。

⑤超聲波檢測(cè)。

生產(chǎn)線配備超聲波自動(dòng)探測(cè)器，檢查熱處理前后鋼管的冶金缺陷，確保鋼管的冶金質(zhì)量。

綜上所述，超高頻感應(yīng)加熱預(yù)熱法生產(chǎn)的加厚端鉆桿機(jī)械性能高，屈服強(qiáng)度可達(dá)950MPa，是生產(chǎn)高強(qiáng)度級(jí)鉆桿的有效方法。