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感應(yīng)加熱技術(shù)在鋼材快速熱處理領(lǐng)域的應(yīng)用

信息編輯：鄭州高氏發(fā)布時間：2012-09-20

        鋼材熱處理不同于機(jī)械部件熱處理，它主要是針對鋼管、焊管、鋼軌、鋼棒、鋼絲、鋼帶、鋼板等冶金產(chǎn)品進(jìn)行的熱處理。感應(yīng)加熱技術(shù)在鋼材熱處理方面的應(yīng)用范圍有以下內(nèi)容。20世紀(jì)60年代末，由于電力電子學(xué)和半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，大大促進(jìn)了變頻電源技術(shù)的發(fā)展。大功率高效率變頻電源的出現(xiàn)，為感應(yīng)加熱技術(shù)在鋼材熱處理方面的應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)，促進(jìn)了鋼材感應(yīng)加熱快速熱處理工藝的應(yīng)用。

       1970年代中后期，美國、日本、前蘇聯(lián)等先后建立了高強(qiáng)度無縫鋼管感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理生產(chǎn)線；焊管感應(yīng)加熱退火生產(chǎn)線；鋼軌感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理生產(chǎn)線等。1980年初，感應(yīng)加熱技術(shù)開始應(yīng)用于熱軋和冷拉棒材、線材以及帶材和板材的正火、固溶、調(diào)質(zhì)、退火等熱處理工藝中，并取得了顯著的效果。
感應(yīng)加熱設(shè)備用于無縫鋼管感應(yīng)加熱熱處理：

        隨著石油天然氣鉆探于開采和地質(zhì)鉆探的發(fā)展，對不同口徑的高屈服強(qiáng)度、高韌性無縫鋼管的需求量迅速增長。傳統(tǒng)鋼管熱處理工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品不能達(dá)到要求，從而促性了感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝的產(chǎn)生與發(fā)展。目前，石油天然氣鉆采和地質(zhì)鉆探用高強(qiáng)度鋼管，主要使用感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝生產(chǎn)。這種熱處理工藝的應(yīng)用情況簡介如下:

       (1)大口徑無縫鋼管感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝，普遍用于處理外徑為100~510mm、壁厚5~38mm規(guī)格的無縫鋼管。這類鋼管用于石油與天然氣鉆采用的高屈服強(qiáng)度、高韌性的套管、油管和鉆具。由于油氣井的井深已從通常的2500~5000m，延伸到5000~7000m，井內(nèi)的壓強(qiáng)從20~40MPa增到40~60MPa。油氣井套管和油管承受的軸向拉力和各類擠壓應(yīng)力隨井深的增加而增大。對套管和油管的強(qiáng)度與韌性的要求相應(yīng)提高。按照美國石油工程師協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)，對套管、油管的力學(xué)性能提出了很高的要求。采用傳統(tǒng)熱處理工藝很難滿足要求，使用感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝完全可以達(dá)到要求。我國自20世紀(jì)90年代以來，為了適應(yīng)我國石油與天然氣鉆采快速發(fā)展，使石油與天然氣鉆采用鋼管生產(chǎn)立足于國內(nèi)，滿足國內(nèi)市場的需求。先后從國外引進(jìn)了若干條大口徑無縫鋼管感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線。這些生產(chǎn)線分別配置于鋼管生產(chǎn)廠和石油機(jī)械廠。根據(jù)國內(nèi)變頻電源制造水平和機(jī)械電器與自動控制水平，完全有能力掌握大口徑無縫鋼管感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理裝備與工藝生產(chǎn)技術(shù)。

       （2）小口徑無縫鋼管的外徑在100mm以下，通常規(guī)格為外徑40~80mm的鋼管。這類無縫鋼管主要用于地質(zhì)鉆探、油層開采、煤礦支柱、工程建筑基礎(chǔ)的靜力觸探等使用的高強(qiáng)度、高韌性鋼管。由于鋼管的用途不同，對鋼管力學(xué)性能要求各異。但是，除要求高強(qiáng)度和高韌性以外，還要求鋼管具有良好性能均一性。因此，感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理工藝已逐步取代傳統(tǒng)正火處理工藝，應(yīng)用于這類鋼管的生產(chǎn)。

      2000年以來，隨著國內(nèi)變頻電源技術(shù)的發(fā)展，感應(yīng)加熱熱處理工藝技術(shù)的應(yīng)用提供了有利條件。山東、江蘇、浙江等地涌現(xiàn)出一批感應(yīng)加熱熱處理設(shè)備制造廠。先后設(shè)計制造總加熱功率在500~2000KW、1000~2500hz小口徑無縫鋼管感應(yīng)加熱調(diào)質(zhì)處理生產(chǎn)線。這些生產(chǎn)線主要用于處理地質(zhì)鉆探用鉆桿、煤礦開采用液壓支柱、油田采油用鋼管，均取得了良好的效果。