CN113736977B - 一种厚壁直缝焊管热处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于热处理技术领域，具体涉及一种厚壁直缝焊管热处理装置及方法。一种厚壁直缝焊管热处理装置，包括放料装置、送料装置、热处理炉和冷却池；所述放料装置由多个并排安装的放料架组成；所述送料装置用于实现管材各个程序之间的运输；所述冷却池设置在放料装置的右侧，在所述冷却池内设置有承放架；本发明采用一号小车、二号小车以及送料架可以对焊管实现批量输送，提高了焊管的运输效率，同时相比于原有的喷淋冷却和空冷，本发明可以高效的消除厚壁焊管管体内部的残余应力，而采用冷却池冷却可以快速实现管材内部组织晶粒、析出相等快速定型，确保管体部分的力学性能一致性，同时可避免钢管发生弯曲、塌扁等不良变形现象。

Description

一种厚壁直缝焊管热处理装置及方法

技术领域

本发明属于热处理技术领域，具体涉及一种厚壁直缝焊管热处理装置及方法。

背景技术

厚壁直缝焊管因在成型过程中存在包辛格效应、残余应力较大的现象，因此为了改善管体材料的性能，提高管材质量，实现焊缝与管体材料性能一致性，避免焊接处生锈，通常要对焊接后的不锈钢管进行热处理，使其组织结构是过饱和固溶体或通常只存在于高温的一种固溶体相，在热力学上处于亚稳态，在适当的温度或应力条件下会发生脱溶或其他转变。

目前在生产领域中进行固溶处理常用的热处理炉，其在钢管进入炉体时，一般都是采用辊道直接输送，按一定的速度通过热处理炉而进行组织性能调控处理，送出炉体外进行喷淋冷却或空冷，这种热处理方式存在的最大问题是：管材运输效率低下，热处理后的管体冷却速度较低，难以实现固溶体相快速定型，难以达到预期要求，而针对大直径厚壁管材，这种现象更为突出，钢管容易产生变形现象，不利于后续加工，甚至产生钢管报废。因此，发明了一种厚壁金属直缝焊管热处理装置，形成与装置匹配的工艺技术，可以很好的克服传统装备的缺陷，有效提高生产线的生产效率以及产品的质量。

发明内容

本发明针对上述问题提供了一种厚壁直缝焊管热处理装置及方法。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

一种厚壁直缝焊管热处理装置，包括放料装置、送料装置、热处理炉和冷却池；

所述放料装置由多个并排安装的放料架组成；

所述送料装置包括横向放置的一号导轨和二号导轨，所述一号导轨和二号导轨并排安装在放料装置前侧的地基上，在所述一号导轨和二号导轨上共同放置有一号小车，在所述一号小车的下表面安装有一号电机，用于为一号小车的移动提供动力，在所述一号小车的上表面并排设置有三号导轨和四号导轨，所述三号导轨和四号导轨垂直于一号导轨，在所述三号导轨和四号导轨上共同放置有二号小车，在所述二号小车的下表面设置有二号电机，用于为二号小车的移动提供动力，在所述二号小车上表面的前部一体设置有安装壁，在所述安装壁的内侧面上设置有燕尾块，在所述安装壁的内侧设置有门架，在所述门架上设置有与燕尾块相对应的燕尾槽，在所述安装壁的内侧面上还竖直设置有齿条，在所述门架上通过轴承座安装有两根横向放置的转轴，在所述转轴上安装有与齿条相对应的齿轮，在所述门架的侧壁上还安装有三号电机，用于驱动转轴带动齿轮转动，从而带动门架上下移动，在所述门架内侧面的下部通过螺栓固定安装有多个送料架，在所述放料装置的左右两侧分别设置有五号导轨和六号导轨，以便于一号小车运行至左侧时，使五号导轨和六号导轨分别与三号导轨和四号导轨衔接；

所述冷却池设置在放料装置的右侧，在所述冷却池内设置有承放架，在所述承放架的底部设置有两排一号定滑轮，在所述承放架的左右两侧均设置有与一号定滑轮相对应的二号定滑轮，在所述冷却池左右侧壁的上端均安装有与二号定滑轮相对应的三号定滑轮，在所述冷却池左右两侧的地基上安装有与三号定滑轮相对应的四号定滑轮，相互对应的一号定滑轮、二号定滑轮、三号定滑轮和四号定滑轮共同组成定滑轮组，在两组定滑轮组上共同穿过一条环形钢丝绳，所述环形钢丝绳的左右两侧分别缠绕在不同的动滑轮上，所述动滑轮安装在一号液压缸的端部，所述一号液压缸固定安装在地基上，通过一号液压缸带动动滑轮移动最终带动环形钢丝绳拉紧或放松，最终带动承放架上下移动；

所述热处理炉包括炉体，在所述炉体上设置有炉口，在所述炉口的两侧设置有凹槽，在所述炉口处设置有加热炉门，在所述加热炉门的两侧设置有与凹槽相对应的滑块，在所述加热炉门的上方固定设置有连接杆，在所述连接杆的两端固定设置有链条，在所述链条与连接杆连接部的正上方设置有定链轮，且所述定链轮安装在炉体上，在所述炉体上方的一侧安装有与两个链条相对应的换向链轮，在所述换向链轮的下方设置有动链轮，所述动链轮安装在二号液压缸的端部，所述二号液压缸安装在炉体上，在所述冷却池和热处理炉的右侧设置有八号导轨，以便于在一号小车运行至右侧时，使三号导轨和四号导轨分别与六号导轨和八号导轨衔接。

进一步，在所述一号导轨和二号导轨的左右两端均设置有挡板，以防止一号小车运行过度，在所述三号导轨和四号导轨的前端均设置有挡板，在所述五号导轨、六号导轨和八号导轨的后端均设置有挡板，以防止二号小车运行过度。

再进一步，所述一号小车和二号小车的滚动轮的外侧均设置有凸缘，以限制一号小车和二号小车的移动路径，保证一号小车和二号小车不会跑偏。

更进一步，在所述承放架的前后侧面上均安装有滚轮，在所述冷却池的侧壁上设置有与滚轮相对应的七号导轨，以防止承放架前后晃动，同时减小摩擦力。

更进一步，所述滑块为圆形滑块，以减小摩擦力。

更进一步，在所述门架的内侧面设置有隔热层，用于隔绝管材热处理后散发的热量，以保护机器和人员的安全。

更进一步，在所述加热炉门的内部设置有降温管路，在所述加热炉门上表面的左右两侧分别设置有出水管道和进水管道，所述出水管道和进水管道均与降温管路连接。

一种厚壁直缝焊管热处理方法，首先二号电机工作带动二号小车从三号导轨和四号导轨移动至五号导轨和六号导轨，当二号小车上的送料架移动至放料装置下方时停止，随后三号电机驱动转轴带动齿轮转动，从而带动门架向上移动，完成从放料装置上的取料动作，取料完成后二号电机反转，带动二号小车返回一号小车上，随后一号电机工作带动一号小车移动，使四号导轨与八号导轨衔接，接着二号液压缸缩回，打开加热炉门，二号电机工作，带动二号小车移动，三号电机配合其工作，将送料架上的焊管放入炉体内，随后二号液压缸伸出，关闭加热炉门，待焊管加热完成后，二号液压缸缩回，打开加热炉门，二号电机与三号电机控制二号小车带动送料架将焊管从炉体取出，并退回至冷却池后侧，随后一号液压缸缩回，将冷却池内的承放架提起，二号电机与三号电机控制二号小车带动送料架将焊管放至承放架上后，退回至一号小车上，接着一号液压缸伸出，将承放架下放至冷却池内进行冷却，冷却后一号液压缸缩回，将承放架提起，完成焊管的热处理。

与现有技术相比本发明具有以下优点：

本发明采用一号小车、二号小车以及送料架可以对焊管实现批量输送，提高了焊管的运输效率，同时相比于原有的喷淋冷却和空冷，本发明可以高效的消除厚壁焊管管体内部的残余应力，而采用冷却池冷却可以快速实现管材内部组织晶粒、析出相等快速定型，确保管体部分的力学性能一致性，同时可避免钢管发生弯曲、塌扁等不良变形现象，确保管材性能、外形尺寸等关键指标符合使用要求。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明放料架的结构示意图；

图3为本发明一号小车和二号小车的左视图；

图4为本发明一号小车和二号小车的后视图；

图5为本发明二号小车的俯视图；

图6为本发明图3中圈A的局部放大图；

图7为本发明承放架的主视图；

图8为本发明承放架的侧视图；

图9为本发明冷却池的俯视图；

图10为本发明热处理炉的主视图。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明进行进一步说明。

如图1至图10所示，一种厚壁直缝焊管热处理装置，包括放料装置01、送料装置02、热处理炉03和冷却池04；

所述放料装置01由多个并排安装的放料架1组成；

所述送料装置02包括横向放置的一号导轨2和二号导轨3，所述一号导轨2和二号导轨3并排安装在放料装置01前侧的地基上，在所述一号导轨2和二号导轨3上共同放置有一号小车4，在所述一号导轨2和二号导轨3的左右两端均设置有挡板40，以防止一号小车4运行过度，在所述一号小车4的下表面安装有一号电机5，用于为一号小车4的移动提供动力，在所述一号小车4的上表面并排设置有三号导轨6和四号导轨7，所述三号导轨6和四号导轨7垂直于一号导轨2，在所述三号导轨6和四号导轨7上共同放置有二号小车8，在所述三号导轨6和四号导轨7的前端均设置有挡板40，在所述二号小车8的下表面设置有二号电机9，用于为二号小车8的移动提供动力，在所述二号小车8上表面的前部一体设置有安装壁10，在所述安装壁10的内侧面上设置有燕尾块11，在所述安装壁10的内侧设置有门架12，在所述门架12的内侧面设置有隔热层44，用于隔绝管材热处理后散发的热量，以保护机器和人员的安全，在所述门架12上设置有与燕尾块11相对应的燕尾槽13，在所述安装壁10的内侧面上还竖直设置有齿条14，在所述门架12上通过轴承座安装有两根横向放置的转轴15，在所述转轴15上安装有与齿条14相对应的齿轮16，在所述门架12的侧壁上还安装有三号电机17，用于驱动转轴15带动齿轮16转动，从而带动门架12上下移动，在所述门架12内侧面的下部通过螺栓固定安装有多个送料架18，在所述放料装置01的左右两侧分别设置有五号导轨19和六号导轨20，以便于一号小车4运行至左侧时，使五号导轨19和六号导轨20分别与三号导轨6和四号导轨7衔接，在所述五号导轨19、六号导轨20和八号导轨39的后端均设置有挡板40，以防止二号小车8运行过度，所述一号小车4和二号小车8的滚动轮的外侧均设置有凸缘41，以限制一号小车4和二号小车8的移动路径，保证一号小车4和二号小车8不会跑偏；

所述冷却池04设置在放料装置01的右侧，在所述冷却池04内设置有承放架21，在所述承放架21的底部设置有两排一号定滑轮22，在所述承放架21的左右两侧均设置有与一号定滑轮22相对应的二号定滑轮23，在所述冷却池04左右侧壁的上端均安装有与二号定滑轮23相对应的三号定滑轮24，在所述冷却池04左右两侧的地基上安装有与三号定滑轮24相对应的四号定滑轮25，相互对应的一号定滑轮22、二号定滑轮23、三号定滑轮24和四号定滑轮25共同组成定滑轮组，在两组定滑轮组上共同穿过一条环形钢丝绳26，所述环形钢丝绳26的左右两侧分别缠绕在不同的动滑轮27上，所述动滑轮27安装在一号液压缸28的端部，所述一号液压缸28固定安装在地基上，通过一号液压缸28带动动滑轮27移动最终带动环形钢丝绳26拉紧或放松，最终带动承放架21上下移动，在所述承放架21的前后侧面上均安装有滚轮42，在所述冷却池04的侧壁上设置有与滚轮42相对应的七号导轨43，以防止承放架21前后晃动，同时减小摩擦力；

所述热处理炉03包括炉体29，在所述炉体29上设置有炉口，在所述炉口的两侧设置有凹槽30，在所述炉口处设置有加热炉门31，在所述加热炉门31的内部设置有降温管路，在所述加热炉门31上表面的左右两侧分别设置有出水管道45和进水管道46，所述出水管道45和进水管道46均与降温管路连接，在所述加热炉门31的两侧设置有与凹槽30相对应的滑块32，所述滑块32为圆形滑块，以减小摩擦力，在所述加热炉门31的上方固定设置有连接杆33，在所述连接杆33的两端固定设置有链条34，在所述链条34与连接杆33连接部的正上方设置有定链轮35，且所述定链轮35安装在炉体29上，在所述炉体29上方的一侧安装有与两个链条34相对应的换向链轮36，在所述换向链轮36的下方设置有动链轮37，所述动链轮37安装在二号液压缸38的端部，所述二号液压缸38安装在炉体29上，在所述冷却池04和热处理炉03的右侧设置有八号导轨39，以便于在一号小车4运行至右侧时，使三号导轨6和四号导轨7分别与六号导轨20和八号导轨39衔接。

一种厚壁直缝焊管热处理方法，首先二号电机9工作带动二号小车8从三号导轨6和四号导轨7移动至五号导轨19和六号导轨20，当二号小车8上的送料架18移动至放料装置01下方时停止，随后三号电机17驱动转轴15带动齿轮16转动，从而带动门架12向上移动，完成从放料装置01上的取料动作，取料完成后二号电机9反转，带动二号小车8返回一号小车4上，随后一号电机5工作带动一号小车4移动，使四号导轨7与八号导轨39衔接，接着二号液压缸38缩回，打开加热炉门31，二号电机9工作，带动二号小车8移动，三号电机17配合其工作，将送料架18上的焊管放入炉体29内，随后二号液压缸38伸出，关闭加热炉门31，待焊管加热完成后，二号液压缸38缩回，打开加热炉门31，二号电机9与三号电机17控制二号小车8带动送料架18将焊管从炉体29取出，并退回至冷却池04后侧，随后一号液压缸28缩回，将冷却池04内的承放架21提起，二号电机9与三号电机17控制二号小车8带动送料架18将焊管放至承放架21上后，退回至一号小车4上，接着一号液压缸28伸出，将承放架21下放至冷却池04内进行冷却，冷却后一号液压缸28缩回，将承放架21提起，完成焊管的热处理。

以上显示和描述了本发明的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种厚壁直缝焊管热处理装置，其特征在于：包括放料装置（01）、送料装置（02）、热处理炉（03）和冷却池（04）；

所述放料装置（01）由多个并排安装的放料架（1）组成；

所述送料装置（02）包括横向放置的一号导轨（2）和二号导轨（3），所述一号导轨（2）和二号导轨（3）并排安装在放料装置（01）前侧的地基上，在所述一号导轨（2）和二号导轨（3）上共同放置有一号小车（4），在所述一号小车（4）的下表面安装有一号电机（5），用于为一号小车（4）的移动提供动力，在所述一号小车（4）的上表面并排设置有三号导轨（6）和四号导轨（7），所述三号导轨（6）和四号导轨（7）垂直于一号导轨（2），在所述三号导轨（6）和四号导轨（7）上共同放置有二号小车（8），在所述二号小车（8）的下表面设置有二号电机（9），用于为二号小车（8）的移动提供动力，在所述二号小车（8）上表面的前部一体设置有安装壁（10），在所述安装壁（10）的内侧面上设置有燕尾块（11），在所述安装壁（10）的内侧设置有门架（12），在所述门架（12）上设置有与燕尾块（11）相对应的燕尾槽（13），在所述安装壁（10）的内侧面上还竖直设置有齿条（14），在所述门架（12）上通过轴承座安装有两根横向放置的转轴（15），在所述转轴（15）上安装有与齿条（14）相对应的齿轮（16），在所述门架（12）的侧壁上还安装有三号电机（17），用于驱动转轴（15）带动齿轮（16）转动，从而带动门架（12）上下移动，在所述门架（12）内侧面的下部通过螺栓固定安装有多个送料架（18），在所述放料装置（01）的左右两侧分别设置有五号导轨（19）和六号导轨（20），以便于一号小车（4）运行至左侧时，使五号导轨（19）和六号导轨（20）分别与三号导轨（6）和四号导轨（7）衔接；

所述冷却池（04）设置在放料装置（01）的右侧，在所述冷却池（04）内设置有承放架（21），在所述承放架（21）的底部设置有两排一号定滑轮（22），在所述承放架（21）的左右两侧均设置有与一号定滑轮（22）相对应的二号定滑轮（23），在所述冷却池（04）左右侧壁的上端均安装有与二号定滑轮（23）相对应的三号定滑轮（24），在所述冷却池（04）左右两侧的地基上安装有与三号定滑轮（24）相对应的四号定滑轮（25），相互对应的一号定滑轮（22）、二号定滑轮（23）、三号定滑轮（24）和四号定滑轮（25）共同组成定滑轮组，在两组定滑轮组上共同穿过一条环形钢丝绳（26），所述环形钢丝绳（26）的左右两侧分别缠绕在不同的动滑轮（27）上，所述动滑轮（27）安装在一号液压缸（28）的端部，所述一号液压缸（28）固定安装在地基上，通过一号液压缸（28）带动动滑轮（27）移动最终带动环形钢丝绳（26）拉紧或放松，最终带动承放架（21）上下移动；

所述热处理炉（03）包括炉体（29），在所述炉体（29）上设置有炉口，在所述炉口的两侧设置有凹槽（30），在所述炉口处设置有加热炉门（31），在所述加热炉门（31）的两侧设置有与凹槽（30）相对应的滑块（32），在所述加热炉门（31）的上方固定设置有连接杆（33），在所述连接杆（33）的两端固定设置有链条（34），在所述链条（34）与连接杆（33）连接部的正上方设置有定链轮（35），且所述定链轮（35）安装在炉体（29）上，在所述炉体（29）上方的一侧安装有与两个链条（34）相对应的换向链轮（36），在所述换向链轮（36）的下方设置有动链轮（37），所述动链轮（37）安装在二号液压缸（38）的端部，所述二号液压缸（38）安装在炉体（29）上，在所述冷却池（04）和热处理炉（03）的右侧设置有八号导轨（39），以便于在一号小车（4）运行至右侧时，使三号导轨（6）和四号导轨（7）分别与六号导轨（20）和八号导轨（39）衔接。

2.根据权利要求1所述的一种厚壁直缝焊管热处理装置，其特征在于：在所述一号导轨（2）和二号导轨（3）的左右两端均设置有挡板（40），以防止一号小车（4）运行过度，在所述三号导轨（6）和四号导轨（7）的前端均设置有挡板（40），在所述五号导轨（19）、六号导轨（20）和八号导轨（39）的后端均设置有挡板（40），以防止二号小车（8）运行过度。

3.根据权利要求2所述的一种厚壁直缝焊管热处理装置，其特征在于：所述一号小车（4）和二号小车（8）的滚动轮的外侧均设置有凸缘（41），以限制一号小车（4）和二号小车（8）的移动路径，保证一号小车（4）和二号小车（8）不会跑偏。

4.根据权利要求3所述的一种厚壁直缝焊管热处理装置，其特征在于：在所述承放架（21）的前后侧面上均安装有滚轮（42），在所述冷却池（04）的侧壁上设置有与滚轮（42）相对应的七号导轨（43），以防止承放架（21）前后晃动，同时减小摩擦力。

5.根据权利要求4所述的一种厚壁直缝焊管热处理装置，其特征在于：所述滑块（32）为圆形滑块，以减小摩擦力。

6.根据权利要求5所述的一种厚壁直缝焊管热处理装置，其特征在于：在所述门架（12）的内侧面设置有隔热层（44），用于隔绝管材热处理后散发的热量，以保护机器和人员的安全。

7.根据权利要求6所述的一种厚壁直缝焊管热处理装置，其特征在于：在所述加热炉门（31）的内部设置有降温管路，在所述加热炉门（31）上表面的左右两侧分别设置有出水管道（45）和进水管道（46），所述出水管道（45）和进水管道（46）均与降温管路连接。

8.基于权利要求7所述热处理装置的一种厚壁直缝焊管热处理方法，其特征在于：首先二号电机（9）工作带动二号小车（8）从三号导轨（6）和四号导轨（7）移动至五号导轨（19）和六号导轨（20），当二号小车（8）上的送料架（18）移动至放料装置（01）下方时停止，随后三号电机（17）驱动转轴（15）带动齿轮（16）转动，从而带动门架（12）向上移动，完成从放料装置（01）上的取料动作，取料完成后二号电机（9）反转，带动二号小车（8）返回一号小车（4）上，随后一号电机（5）工作带动一号小车（4）移动，使四号导轨（7）与八号导轨（39）衔接，接着二号液压缸（38）缩回，打开加热炉门（31），二号电机（9）工作，带动二号小车（8）移动，三号电机（17）配合其工作，将送料架（18）上的焊管放入炉体（29）内，随后二号液压缸（38）伸出，关闭加热炉门（31），待焊管加热完成后，二号液压缸（38）缩回，打开加热炉门（31），二号电机（9）与三号电机（17）控制二号小车（8）带动送料架（18）将焊管从炉体（29）取出，并退回至冷却池（04）后侧，随后一号液压缸（28）缩回，将冷却池（04）内的承放架（21）提起，二号电机（9）与三号电机（17）控制二号小车（8）带动送料架（18）将焊管放至承放架（21）上后，退回至一号小车（4）上，接着一号液压缸（28）伸出，将承放架（21）下放至冷却池（04）内进行冷却，冷却后一号液压缸（28）缩回，将承放架（21）提起，完成焊管的热处理。

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