国内油管管端加厚线的生产课件

油管管端加厚生产线的调研报告姓名：张国祥单位：包钢无缝厂Φ159热处理部日期：2011年9月18日目录1.文献综述2.我们厂实际情况3.工艺的探讨4.总结1.文献综述国内对油管管端外加厚研究现状油管管端外加厚的概念

管端内径不发生改变，利用特制模具使其增加的壁厚和增加壁厚的有效长度均满足API标准的规定值范围。油管管端外加厚镦粗原理油管管端加热后，送进加厚机加厚模型腔内，然后夹紧模夹持管端，同时冲头穿进油管管端内壁，进行镦粗力的作用。使油管管端发生塑性变形。从而达到管端外加厚的目的。外加厚过程是一个镦粗、扩径、挤压的复杂的复合过程。加厚油管与非加厚油管的特点对比

非加厚管螺纹连接处部位只能承受相当于管体强度的60%~80%的拉伸载荷；加厚管螺纹连接处部位强度与管体本身强度相一致。从而消除了螺纹部分连接强度低于管体强度的不足，提高连接处使用寿命，避免该处断裂。国内油管管端加厚的生产品种及能力1.品种①输油油管、加厚套管、钻杆例如；吐哈油田公司机械厂，宝钢无缝厂②输油管、加厚套管例如；湖南衡阳钢管公司，山东胜利油田总机械厂2.能力吐哈油田公司机械厂2.5万吨/年宝钢无缝厂4万吨/年湖南衡阳钢管公司3万吨/年

国内加厚油管市场前景

大部分企业仍采用非加厚无缝管端部直接加工螺纹法，减少管壁厚度和有效承载面积，降低接头处连接强度，导致生产的油管寿命短。难以满足深油井的作业使用；加厚油管克服了上述的不足，具有显著的社会效益和经济效益；截止2011年9月，低钢级加厚油管市场价7600元/吨，而低钢级非加厚套管为5600元/吨。

我国油井管年需求量一般在88万t左右。其中每年需套管约62万t以上,油管23万t左右,钻杆及钻铤3万t左右。市场上对加厚油管数量上需求增多，同时对加厚油管质量上提出了更高更严格的要求。

生产能力

节奏：≥110根/小时；年产量：约4万吨

主要技术参数

加厚机：

夹紧力最大500吨；镦粗力最大250吨；工作压力27Mpa；装模高度990mm；压机内宽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（冲头中心）高1000mm

中频感应加热炉：

加热温度1、3号炉室温～750°C；2、4号炉700～1250±10°C加热时间20～28s加热长度≤350mm加热功率1、2、3、4号炉都为250KW加热频率1、3号炉1000Hz；2、4号炉2500HZ感应圈行程650mm大车行程2500mm石墨润滑系统：石墨乳化剂粒度1500目左右；纯度大于96%水质无颗粒杂质的纯净水石墨和水的配比体积比约1:3生产工艺流程上料台架定位对齐辊道1#受料台架1#加热炉2#加热炉步进运输机2#受料台架1#纵向送料辊道1#加厚机1#修磨台架步进运输机过渡台架辊道输送定位对齐辊道3#受料台架3#加热炉4#受料台架4#加热炉2#纵向送料辊道2#加厚机2#修磨台架收集台架废料筐成品筐热处理步进运输机步进机步进运输机测长、称重矫直探伤水压试验喷标、打捆、入库（注：靠加热炉前进后退完成动作）（注：镦前，靠步进梁抬起、压紧轮压下、辊道正转进压机模腔内完成动作）（注：镦后，靠送料辊道反转、压紧轮松开、步进梁落下退出压机模腔内完成动作）设备的维护与检修

参照加厚线工艺技术操作规程的相关内容，当然可以灵活多变，具体问题具体分析解决。更换模具

主要为夹紧模、加厚模、冲头。3.工艺的探讨镦粗前加热工艺参数

（1）加热温度防止管端脱碳、氧化、过热、过烧等缺陷，要有一定的塑韧性，为此需充分获得奥氏体组织。一道次预热温度范围：700~850℃可暂定为750℃二道次终热温度范围：1150±20℃可暂定为1170℃

（2）加热长度

加热长度过短，加厚型腔内镦粗部分充满不足，局部内凹或拔模力太大，最终导致加厚失败或设备损坏。加热长度过长，夹紧油管部位变形，镦后，毛刺太多或通径规无法通过。根据国内其他企业的生产油管的经验，Φ73.02管，暂定210~280mm：Φ88.90管，暂定为210~275mm。

（3）加热时间

加热时间过长，容易使管端脱碳、氧化、过热、过烧等缺陷；加热时间过短，奥氏体转变不充分，塑韧性达不到镦粗时的要求。加热时间与管子的壁厚、电流频率、电流的渗入深度有关。

加热时间务必要匹配加厚机的工作节奏。加热时间及温度务必要匹配镦粗前的温降温度。加热时间为20~32秒左右。

加厚模示意图（4）镦锻比所谓镦锻比是指管坯的变形长度与壁厚之比。镦锻比是油管加厚成型的重要指标。当管坯长径比很大时，为了防止在镦锻过程中产生折叠现象，在设计聚料工步时，通常所遵循的镦锻规则为：（1）当镦锻比H0/t≤3时，可以一次将管坯镦锻成任意形状而不产生折叠；

（2）当镦锻比H0/t>3时，必须采用多工步聚料，且要求满足

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）模具润滑

润滑虽无具体数值描述，但它是个重要的工艺参数，润滑得及时，模具寿命及钢管加厚部位表面质量就提高；反之，模具寿命缩短，加厚部位表面质量就差。对润滑剂提出以下几点要求：ⅰ）使摩擦表面具有最大的活性和足够的黏度。活性高、黏度大的润滑剂在塑性变形的高压下才能保证不被挤出。ⅱ）润滑剂要有高的燃点,保证变形过程中在高温作用下不失去润滑作用。加厚油管热处理

（1）目的消除镦锻时产生的魏氏组织、粗大晶粒、带状组织等缺陷；消除内应力；改善其切削加工性，提高螺纹连接处的综合性能；达到低钢级升高钢级的性能和组织要求。

（2）加厚油管热处理种类

调质处理

（3）调质处理工艺

①淬火温度Ac3或Acm+(30~50℃)

对于亚共析钢一般为820～900℃左右。

②加热时间与钢管的壁厚、装炉量、材质有关。加热总时间分为加热时间和保温时间两过程。

τ加热=KαD

τ保温=K（100+0.6D+0.2G)

注意：由于加厚油管绝大部分属于薄壁管，在保证管子内外达到所需温度和组织转变充分的情况下，加热时间不能太长或长时间焖炉。

注意：由于管端变厚，加热时间不能按未加厚部分而论。可取最佳平均值。

③冷却方式

旋转式外淋+内喷水冷却水淬工艺参数主要有钢管表面起始温度、内喷外淋水流量、喷淬时间、压爪压下量、淬火支撑轮的转速、内喷嘴的偏心距。由于油管外径、壁厚都比较小，易变形，所以压爪压下量不能太大，内喷外淋水量要适中，淬火轮转速不能太快。

注意：保证压爪轮与管外表面相切而无其它造成管表面压伤或变形的破坏性作用力（即接触应力）；保证每组压爪轮同步压下，不能有的快、有的慢。

注意：内喷嘴的中线线要与管中心线接近重合。

注意：由于管端加厚原因，是否空架与淬火支撑轮上？如何解决？