CN106734330A - 废旧油管热轧精锻新工艺 - Google Patents
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Abstract
废旧油管热轧精锻新工艺是一种废旧油管修复技术，它克服了目前其它技术的缺点，其生产工艺包括下列步骤：初选,除垢,探伤，粗轧,精锻定径,矫直,通径，定尺、切头，检验，入库，检验合格后入库；本发明的意义是：一是生产成本低：二是产品型号全：三是产品质量高：四是生产无污染；五是提高了生产效率。
Description
技术领域：
本发明涉及一种废旧油管修复技术，尤其是废旧油管热轧精锻新工艺。
背景技术：
近年来随着经济的快速发展和科学技术水平的不断提高，我国工业生产领域对钢管规格要求更多，精度要求更高，早已超越GB/T8163-2008等国标所规定标准，从而对钢管加工机械及工艺提出更高要求。传统方法是穿孔机穿孔生产的毛坯管，用冷拔机、冷轧机进行再加工，加工成不同规格的成品钢管，但因为其生产工艺的限制，不可避免的存在着许多不足之处。冷拔工艺：冷拔钢管虽然速度快，加工精度不高，难以满足一些领域对钢管精度的要求。同时冷拔工艺钢管的利用率低，造成很大浪费。冷轧工艺：冷轧机能保证钢管加工精度高，内外表光洁度好，但生产速度慢，加工效率低，每分钟产量仅500mm左右，难以满足大批量钢管生产要求。
更为重要的是，无论冷拔工艺还是冷轧工艺，或是热轧工艺，都要经过复杂的辅助处理工序，如酸洗、磷化、皂化、炉内退火等，生产工序多，产品成本高，还对环境造成严重污染，不符合节能减排的政策要求。
发明内容：
本分明的目的是提供一种生产无污染、加工效率高的废旧油管热轧精锻新工艺，它克服了目前其它技术的缺点，本发明的目的是这样实现的，其生产工艺包括下列步骤：
第一步初选,下列情况之一的油管直接按报废处理，a、无法矫直的油管； b、管体有裂纹穿孔的油管； c、内衬管无法取出； d、发生严重变形。
第二步除垢,高温烧结炉烧结：将旧油管放入加热炉内加热至550℃以下，连续加温5个小时，油管内外表面的油层及有机物和无机物均被碳化，开炉后迅速给管体降温，由于钢材及附着在油管内外的有机物和无机物热胀冷缩的收缩率不同，附着物大部分脱离。（因加热温度在金属相交点723℃以下，油管力学性能无变化，通过对加热前后的油管进行拉伸检验，其机械性能抗拉强度，屈服强度，伸长率，收缩率等未发生改变）；最后用通钻设备把管体内附着物清理出来，高压气吹扫干净旧油管内壁。
第三步探伤,偏壁、偏沟、腐蚀点超过一定壁厚，靠人工经验检测无法达到100%合格，利用无损探伤设备把清理干净的旧油管进行探伤。采用通用综合磁化技术，结合漏磁通检测方法，实现裂纹，锈蚀，杆状磨损、劈缝、壁厚减薄等各种损伤的缺陷探伤，同时检测系统还有横向缺陷和纵向缺陷检测的功能，根据不同油田工矿条件及井深，确定检测方法，设定检测范围。壁厚3mm以上的符合标准的旧油管可以加工再造。
第四步粗轧,旧油管经过中频电源加热至变形温度，通过三辊斜切式热轧，并采用钢管内部加芯头工艺，芯头涂刷石墨，由送料电机和输送辊将料管送入轧制机组，同时中频感应圈内料管端部0.5米温度加热至1000～1100℃，以后轧制温度保持在850-870℃轧制。由送料电机和输送辊将料管送入轧制机组，偏径的旧油管经过均整、定径，均衡形变后，输送到冷床上冷却，确保管壁均匀平滑。热轧扩径匀壁，将旧油管扩径，同时由于挤压促使金属流动，达到均匀壁厚、消除旧油管偏磨偏壁偏沟目的。将Φ73×5.5mm油管扩径到Φ76×5.3mm。
第五步精锻定径,扩径匀壁后的钢管，采用四锤头对向锻制，使金属处于双向压应力状态下变形，有利于金属塑性的提高；同时内部配合合适的芯头，就可达到国家标准要求的油管几何尺寸，保证钢管的归圆度及直线度，并保证内外壁光洁度达到或超过国家标准，经过精锻钢管的尺寸可以控制在正负0.1mm之内，将Φ76×5.3mm油管锻造到Φ73×5.3mm。两管端200mm范围内沿圆周方向每120°测一点，三点外径最大差值不大于0.4mm.螺纹线深度不大于0.2mm。
第六步矫直,热轧后钢管在任何1.5M长度范围内偏离距离不超过3.18㎜。
第七步通径，用Ф60×152㎜的内除垢钻通机，通径，无卡阻顺利通过。
第八步定尺、切头，将钢管两端切除50㎜，使端部几何尺寸符合API油管加工标准的要求。钢管总长在8.5M以上，并保证两管端切口平直、光滑和无毛刺。
第九步检验，1、外观、内、外表面均匀、平整，不得有超过壁厚12.5﹪的裂纹、折叠和夹层缺陷；2、标识，距管端150mm处钢印生产产家；距管端600㎜处漆印厂家＋日期＋Ф73×5.51＋钢级＋D＋S＋批次号；3、喷漆，浅黑色、透明、干净 、无流淌、无锈蚀，并距管端300㎜刷一道绿漆色带，宽度30㎜；4、称重测长，测长精度≤3㎜；重量≤0.1Kg；长度范围R2；5、机械性能试验，每400支为一个批次抽取一组式样；抗拉强度≥517MPa；屈服强度379～552MPa；冲击功L-10-27J；延伸率≥17.5％；6、打捆包装识牌，19根/捆，镀锌打包带共8条，距两管端1.6M处3条距第一条带3M处
打2条带，每条带间距50㎜，每捆在管端悬挂1个标识牌。
第十步入库，检验合格后入库。
冷精锻机的性能：一是使用范围广：冷精锻机兼有脉冲加载和双向锻制的特点，在脉冲打击频率每分钟295次的情况下，每次变形量很小，金属变形流动距离短，摩擦阻力小，变形均匀。采用四锤头对向锻制，使金属处于双向压应力状态下变形，有利于金属塑性的提高。因此，本设备不仅适用于一般碳钢、合金钢的锻造，也适用于对高强度低塑性的高合金钢、不锈钢进行微锻，如对20#Φ38钢管微锻到Φ35，不需要切削加工即可直接用作农机主轴。
二是锻件质量好，产品外径精度为±0.1mm，内径精度为±0.1mm，锻造流线沿工件外形分布，可达到无切削目的。
三是机械性能好，锻制后金相组织致密性提高，晶粒细化并形成均布的球状结构特征，从而表面硬度增加，抗拉强度、屈服强度和疲劳强度均有所提高；锻制时，匹配合理模具在高频率敲击的同时，利用机械振动法，消除坯料变形应力，延伸率不会降低，不再需要时效处理。
四是生产效率高，锻制时，尽管每次变形量很小，但由于敲击频率高，工步间连续不间断，锻制过程中也无需其它附加工具和工步测量，所以具有较高的生产效率，生产速度可达1-4m/min。
五是道次变形程度大，油管道次断面缩减率达30%。
本发明的意义是：一是生产成本低：使用油田旧油管作原料，价格低廉，实现了废物利用，节约了原材料；二是产品型号全：此设备可通过对各种规格的旧油管进行修复，生产出各种型号的合格油管；三是产品质量高：经过热轧精锻修复油田旧油管，彻底解决了废旧油管存在腐蚀点、疲劳性、偏磨偏壁偏沟等问题；通过精锻技术，增加金相组织致密性，提高钢管机械性能，并能优化壁厚和长度的均匀性；四是生产无污染；五是提高了生产效率。
具体实施方式：
本发明的工艺步骤为：第一步初选,下列情况之一的油管直接按报废处理，a、无法矫直的油管； b、管体有裂纹穿孔的油管； c、内衬管无法取出； d、发生严重变形。
第二步除垢,高温烧结炉烧结：将旧油管放入加热炉内加热至550℃以下，连续加温5个小时，油管内外表面的油层及有机物和无机物均被碳化，开炉后迅速给管体降温，由于钢材及附着在油管内外的有机物和无机物热胀冷缩的收缩率不同，附着物大部分脱离。（因加热温度在金属相交点723℃以下，油管力学性能无变化，通过对加热前后的油管进行拉伸检验，其机械性能抗拉强度，屈服强度，伸长率，收缩率等未发生改变）；最后用通钻设备把管体内附着物清理出来，高压气吹扫干净旧油管内壁。
第三步探伤,偏壁、偏沟、腐蚀点超过一定壁厚，靠人工经验检测无法达到100%合格，利用无损探伤设备把清理干净的旧油管进行探伤。 采用通用综合磁化技术，结合漏磁通检测方法，实现裂纹，锈蚀，杆状磨损、劈缝、壁厚减薄等各种损伤的缺陷探伤，同时检测系统还有横向缺陷和纵向缺陷检测的功能，根据不同油田工矿条件及井深，确定检测方法，设定检测范围。壁厚3mm以上的符合标准的旧油管可以加工再造。
第四步粗轧,旧油管经过中频电源加热至变形温度，通过三辊斜切式热轧，并采用钢管内部加芯头工艺，芯头涂刷石墨，由送料电机和输送辊将料管送入轧制机组，同时中频感应圈内料管端部0.5米温度加热至1000～1100℃，以后轧制温度保持在850-870℃轧制。由送料电机和输送辊将料管送入轧制机组，偏径的旧油管经过均整、定径，均衡形变后，输送到冷床上冷却，确保管壁均匀平滑。热轧扩径匀壁，将旧油管扩径，同时由于挤压促使金属流动，达到均匀壁厚、消除旧油管偏磨偏壁偏沟目的。将Φ73×5.5mm油管扩径到Φ76×5.3mm。
第五步精锻定径,扩径匀壁后的钢管，采用四锤头对向锻制，使金属处于双向压应力状态下变形，有利于金属塑性的提高；同时内部配合合适的芯头，就可达到国家标准要求的油管几何尺寸，保证钢管的归圆度及直线度，并保证内外壁光洁度达到或超过国家标准，经过精锻钢管的尺寸可以控制在正负0.1mm之内，将Φ76×5.3mm油管锻造到Φ73×5.3mm。两管端200mm范围内沿圆周方向每120°测一点，三点外径最大差值不大于0.4mm.螺纹线深度不大于0.2mm。
第六步矫直,热轧后钢管在任何1.5M长度范围内偏离距离不超过3.18㎜。
第七步通径，用Ф60×152㎜的内除垢钻通机，通径，无卡阻顺利通过。
第八步定尺、切头，将钢管两端切除50㎜，使端部几何尺寸符合API油管加工标准的要求。钢管总长在8.5M以上，并保证两管端切口平直、光滑和无毛刺。
第九步检验，1、外观、内、外表面均匀、平整，不得有超过壁厚12.5﹪的裂纹、折叠和夹层等缺陷；2、标识，距管端150mm处钢印生产产家；距管端600㎜处漆印厂家＋日期＋Ф73×5.51＋钢级＋D＋S＋批次号；3、喷漆，浅黑色、透明、干净 、无流淌、无锈蚀，并距管端300㎜刷一道绿漆色带，宽度30㎜；4、称重测长，测长精度≤3㎜；重量≤0.1Kg；长度范围R2；5、机械性能试验，每400支为一个批次抽取一组式样；抗拉强度≥517MPa；屈服强度379～552 MPa；冲击功L-10-27J；延伸率≥17.5％；6、打捆包装识牌，19根/捆，镀锌打包带共8条，距两管端1.6M处3条距第一条带3M处
打2条带，每条带间距50㎜，每捆在管端悬挂1个标识牌。
第十步入库，检验后合格后入库。
冷精锻机的性能：一是使用范围广：冷精锻机兼有脉冲加载和双向锻制的特点，在脉冲打击频率每分钟295次的情况下，每次变形量很小，金属变形流动距离短，摩擦阻力小，变形均匀。采用四锤头对向锻制，使金属处于双向压应力状态下变形，有利于金属塑性的提高。因此，本设备不仅适用于一般碳钢、合金钢的锻造，也适用于对高强度低塑性的高合金钢、不锈钢进行微锻，如对20#Φ38钢管微锻到Φ35，不需要切削加工即可直接用作农机主轴。
二是锻件质量好，产品外径精度为±0.1mm，内径精度为±0.1mm，锻造流线沿工件外形分布，可达到无切削目的。
三是机械性能好，锻制后金相组织致密性提高，晶粒细化并形成均布的球状结构特征，从而表面硬度增加，抗拉强度、屈服强度和疲劳强度均有所提高；锻制时，匹配合理模具在高频率敲击的同时，利用机械振动法， 消除坯料变形应力，延伸率不会降低，不再需要时效处理。
四是生产效率高，锻制时，尽管每次变形量很小，但由于敲击频率高，工步间连续不间断，锻制过程中也无需其它附加工具和工步测量，所以具有较高的生产效率，生产速度可达1-4m/min。
五是道次变形程度大，油管道次断面缩减率达30%。
Claims (2)
1.废旧油管热轧精锻新工艺，其特征是：它包括下列步骤：第一步初选,下列情况之一的油管直接按报废处理，a、无法矫直的油管； b、管体有裂纹穿孔的油管； c、内衬管无法取出； d、发生严重变形；
第二步除垢,高温烧结炉烧结：将旧油管放入加热炉内加热至550℃以下，连续加温5个小时，油管内外表面的油层及有机物和无机物均被碳化，开炉后迅速给管体降温，由于钢材及附着在油管内外的有机物和无机物热胀冷缩的收缩率不同，附着物大部分脱离；因加热温度在金属相交点723℃以下，油管力学性能无变化，通过对加热前后的油管进行拉伸检验，其机械性能抗拉强度，屈服强度，伸长率，收缩率等未发生改变；最后用通钻设备把管体内附着物清理出来，高压气吹扫干净旧油管内壁；
第三步探伤,偏壁、偏沟、腐蚀点超过一定壁厚，靠人工经验检测无法达到100%合格，利用无损探伤设备把清理干净的旧油管进行探伤；采用通用综合磁化技术，结合漏磁通检测方法，实现裂纹，锈蚀，杆状磨损、劈缝、壁厚减薄等各种损伤的缺陷探伤，同时检测系统还有横向缺陷和纵向缺陷检测的功能，根据不同油田工矿条件及井深，确定检测方法，设定检测范围；壁厚3mm以上的符合标准的旧油管可以加工再造；
第四步粗轧,旧油管经过中频电源加热至变形温度，通过三辊斜切式热轧，并采用钢管内部加芯头工艺，芯头涂刷石墨，由送料电机和输送辊将料管送入轧制机组，同时中频感应圈内料管端部0.5米温度加热至1000～1100℃，以后轧制温度保持在850-870℃轧制；由送料电机和输送辊将料管送入轧制机组，偏径的旧油管经过均整、定径，均衡形变后，输送到冷床上冷却，确保管壁均匀平滑；热轧扩径匀壁，将旧油管扩径，同时由于挤压促使金属流动，达到均匀壁厚、消除旧油管偏磨偏壁偏沟目的；将Φ73×5.5mm油管扩径到Φ76×5.3mm；
第五步精锻定径,扩径匀壁后的钢管，采用四锤头对向锻制，使金属处于双向压应力状态下变形，有利于金属塑性的提高；同时内部配合合适的芯头，就可达到国家标准要求的油管几何尺寸，保证钢管的归圆度及直线度，并保证内外壁光洁度达到或超过国家标准，经过精锻钢管的尺寸可以控制在正负0.1mm之内，将Φ76×5.3mm油管锻造到Φ73×5.3mm；两管端200mm范围内沿圆周方向每120°测一点，三点外径最大差值不大于0.4mm.螺纹线深度不大于0.2mm；
第六步矫直,热轧后钢管在任何1.5M长度范围内偏离距离不超过3.18㎜；
第七步通径，用Ф60×152㎜的内除垢钻通机，通径，无卡阻顺利通过；
第八步定尺、切头，将钢管两端切除50㎜，使端部几何尺寸符合API油管加工标准的要求；钢管总长在8.5M以上，并保证两管端切口平直、光滑和无毛刺；
第九步检验，1、外观、内、外表面均匀、平整，不得有超过壁厚12.5﹪的裂纹、折叠和夹层缺陷；2、标识，距管端150mm处钢印生产产家；距管端600㎜处漆印厂家＋日期＋Ф73×5.51＋钢级＋D＋S＋批次号；3、喷漆，浅黑色、透明、干净 、无流淌、无锈蚀，并距管端300㎜刷一道绿漆色带，宽度30㎜；4、称重测长，测长精度≤3㎜；重量≤0.1Kg；长度范围R2；5、机械性能试验，每400支为一个批次抽取一组式样；抗拉强度≥517MPa；屈服强度379～552MPa；冲击功L-10-27J；延伸率≥17.5％；6、打捆包装识牌，19根/捆，镀锌打包带共8条，距两管端1.6M处3条距第一条带3M处打2条带，每条带间距50㎜，每捆在管端悬挂1个标识牌；
第十步入库，检验合格后入库。
2.根据权利要求1所述冷精锻机的性能，其特征是：一是使用范围广：冷精锻机兼有脉冲加载和双向锻制的特点，在脉冲打击频率每分钟295次的情况下，每次变形量很小，金属变形流动距离短，摩擦阻力小，变形均匀；采用四锤头对向锻制，使金属处于双向压应力状态下变形，有利于金属塑性的提高；因此，本设备不仅适用于一般碳钢、合金钢的锻造，也适用于对高强度低塑性的高合金钢、不锈钢进行微锻，如对20#Φ38钢管微锻到Φ35，不需要切削加工即可直接用作农机主轴；
二是锻件质量好，产品外径精度为±0.1mm，内径精度为±0.1mm，锻造流线沿工件外形分布，可达到无切削目的；
三是机械性能好，锻制后金相组织致密性提高，晶粒细化并形成均布的球状结构特征，从而表面硬度增加，抗拉强度、屈服强度和疲劳强度均有所提高；锻制时，匹配合理模具在高频率敲击的同时，利用机械振动法，消除坯料变形应力，延伸率不会降低，不再需要时效处理；
四是生产效率高，锻制时，尽管每次变形量很小，但由于敲击频率高，工步间连续不间断，锻制过程中也无需其它附加工具和工步测量，所以具有较高的生产效率，生产速度可达1-4m/min；
五是道次变形程度大，油管道次断面缩减率达30%。
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