CN114807523A - 一种连续管热处理设备及工艺 - Google Patents

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杜学斌
马辉
高国杰
秦伟超
谢凡
贾祥
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Abstract

本发明提供一种连续管热处理设备，包括：开卷机、第一拉辊装置、竖向矫直器、水平矫直器、淬火加热炉、淬火装置、回火加热炉、快速风冷装置、风冷辊道、第二拉辊装置和卷曲机；开卷机将滚筒上的连续管打开；第一拉辊装置将连续管向前送料；竖向矫直器和水平矫直器分别对连续管进行竖向矫直和水平矫直；淬火加热炉对连续管进行加热；淬火装置对连续管进行淬火；回火加热炉将连续管加热到回火温度；快速风冷装置对连续管进行回火降温；风冷辊道输送连续管时进行回火降温；第二拉辊装置对连续管向前送料；卷曲机将接收的连续管缠绕在另一个滚筒上，完成整个调质过程。本发明还提供一种连续管热处理工艺，采用以上所述的连续管热处理设备实施。

Description

一种连续管热处理设备及工艺
技术领域
本发明属于连续管加工技术领域，具体涉及一种连续管热处理设备及工艺。
背景技术
连续管是指单根长度在500m以上而没有任何接头的管子，目前的单根长度一般在2000～9000m，常用规格为Φ25.4～Φ88.9mm，壁厚为2.11～5.16mm，成品管材缠绕在滚筒上。连续管在作业中要反复弯曲变形，并承受井下高温、高压和腐蚀介质、固体流体介质的冲蚀，以及拉、压、扭、弯等复合载荷作用，对其性能和质量要求高。目前CT110(最小屈服强度为758MPa，最小抗拉强度为793MPa)高强度连续管的生产技术已经渐趋成熟，但由于受成型轧辊强度等设备能力限制，CT130(最小屈服强度为896MPa，最小抗拉强度为931MPa)以上超高强度连续管生产比较困难。
发明内容
本发明提出一种连续管热处理设备及工艺，用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。
一种连续管热处理设备，包括依次直线排列分布的：
开卷机，用于将缠绕在滚筒上的连续管打开；
第一拉辊装置，将连续管的管端向前送料，为连续管向前送料提供动力；
竖向矫直器，对连续管进行竖向矫直；
水平矫直器，对连续管进行水平矫直；
淬火加热炉，对连续管进行加热；
淬火装置，对连续管进行淬火；
回火加热炉，将连续管加热到回火温度；
快速风冷装置，对连续管进行回火降温；
风冷辊道，输送连续管时对连续管进行回火降温；
第二拉辊装置，将调质后的连续管向前送料，为连续管向前送料提供动力；
卷曲机，将接收的连续管缠绕在另一个滚筒上，完成整个连续管的调质过程。
本发明的连续管热处理设备还具有以下可选特征。
可选地，还包括烘干装置，所述烘干装置设置在淬火装置与回火加热炉之间，所述烘干装置用于对连续管进行烘干。
可选地，还包括组合矫直机，所述组合矫直机设置在所述风冷辊道的前方，用于对回火后变形的连续管进行上下方向的矫直和水平方向的矫直。
可选地，还包括水冷装置，所述水冷装置设置在所述组合矫直机与所述第二拉辊装置之间，用于将连续管强制水冷到室温。
本发明还提出一种连续管热处理设备工艺，采用以上中任一项所述的连续管热处理设备实施，包括以下步骤：
步骤S001：将缠绕在滚筒上的连续管打开，并为连续管提供向前的动力；
步骤S002：对连续管进行连续竖直矫直和连续水平矫直；
步骤S003：对连续管进行连续淬火处理；
步骤S004：对连续管进行连续回火处理；
步骤S005：对连续管进行连续综合矫直；
步骤S006：将连续管送入卷曲机，通过卷曲机将连续管缠绕在另一个滚筒上。
在步骤S003中，将连续管管体加热到920℃以上，然后对连续管进行快速冷却，淬火水温小于25℃。
在步骤S004中，将连续管加热到450-650℃后保温有效长度，然后对连续管进行风冷。
在步骤S006中，将连续管送入卷曲机前将连续管强制水冷到室温。
本发明的连续管热处理设备及工艺针对连续管管径小、长度长的特点，采用开卷、矫直、淬火、回火、卷曲连续同步进行的生产方式，解决了单根长度长的连续管的调质热处理生产需求，实现了淬火+高温回火的调质热处理工艺对CT110高强度连续管进行调质处理，使连续管达到了CT130以上超高强度的各项性能参数，解决了超高强度连续管生产困难问题。
附图说明
图1是本发明的连续管热处理设备的实施例的结构示意图。
在以上图中：1开卷机；2第一拉辊装置；3竖向矫直器；4水平矫直器；5淬火加热炉；6淬火装置；7烘干装置；8回火加热炉；9快速风冷装置；10风冷辊道；11组合矫直机；12水冷装置；13第二拉辊装置；14卷曲机；15连续管。
具体实施方式
实施例1
参考图1，本发明的实施例提供了一种连续管热处理设备，包括依次直线排列分布的：开卷机1、第一拉辊装置2、竖向矫直器3、水平矫直器4、淬火加热炉5、淬火装置6、回火加热炉8、快速风冷装置9、风冷辊道10、第二拉辊装置13和卷曲机14；开卷机1将缠绕在滚筒上的连续管15打开；第一拉辊装置2将连续管15的管端向前送料，为连续管15向前送料提供动力；竖向矫直器3对连续管15进行竖向矫直；水平矫直器4对连续管15进行水平矫直；淬火加热炉5对连续管15进行加热；淬火装置6对连续管15进行淬火；回火加热炉8将连续管15加热到回火温度；快速风冷装置9对连续管15进行回火降温；风冷辊道10输送连续管15时对连续管15进行回火降温；第二拉辊装置13将调质后的连续管15向前送料，为连续管15向前送料提供动力；卷曲机14将接收的连续管15缠绕在另一个滚筒上，完成整个连续管15的调质过程。
开卷机1上缠绕的连续管15被打开后通过人工引入第一拉辊装置2，这样开卷机1由主动变为被动送料，连续管15在第一拉辊装置2的牵引力作用下依次不间断地通过竖向矫直器3、水平矫直器4、淬火加热炉5、淬火装置6、回火加热炉8、快速风冷装置9、风冷辊道10、第二拉辊装置13后缠绕在卷曲机14上。开卷机1的开卷线速度、第一拉辊装置2的夹送线速度、第一矫直机3和第二矫直机4的夹送线速度和卷曲机14的卷曲线速度相同，快速风冷装置9为多个均匀分布的风机，可设置在风冷辊道10周围，其吹风口对准连续管15进行吹风降温。对在整个过程中，材质为CT110的连续管15通过淬火+高温回火的调质热处理工艺对连续管15全管体进行调质处理，即可达到CT130以上超高强度连续管15的各项性能参数，解决了超高强度连续管生产困难问题。
实施例2
参考图1，在实施例1的基础上，还包括烘干装置7，所述烘干装置7设置在淬火装置6与回火加热炉8之间，所述烘干装置7用于对连续管15进行烘干。
淬火冷却后通过烘干装置7将连续管15表面加热到50℃，可快速去除淬火冷却过程中管体表面所残留的水分，使连续管15进入回火加热炉8时处于干燥状态。
实施例3
参考图1，在实施例1的基础上，还包括组合矫直机11，所述组合矫直机11设置在所述风冷辊道10的前方，用于对回火后变形的连续管15进行上下方向的矫直和水平方向的矫直。
回火温度比较低，回火后连续管15的变形量也比较小，组合矫直机11中具有矫直方向相垂直的两组矫直辊子，通过组合矫直机11可对经过的连续管15同时进行水平方向的小幅度矫直和竖直方向的小幅度矫直。
实施例4
参考图1，在实施例3的基础上，还包括水冷装置12，所述水冷装置12设置在所述组合矫直机11与所述第二拉辊装置13之间，用于将连续管15强制水冷到室温。
水冷装置12对经过的连续管15进行喷水降温，使调质后的连续管15在进入第二拉辊装置13和卷曲机14前处于室温状态。
实施例5
一种连续管热处理工艺，采用以上任一项实施例所述的连续管热处理设备实施，包括以下步骤：步骤S001：将缠绕在滚筒上的连续管15打开，并为连续管15提供向前的动力；步骤S002：对连续管15进行连续竖直矫直和连续水平矫直；步骤S003：对连续管15进行连续淬火处理；步骤S004：对连续管15进行连续回火处理；步骤S005：对连续管15进行连续综合矫直；步骤S006：将连续管15送入卷曲机14，通过卷曲机14将连续管15缠绕在另一个滚筒上。
在步骤S001中，开卷机1将缠绕在滚筒上的连续管15打开，并通过第一拉辊装置2将连续管15的管端向前送料，为连续管15向前送料提供动力；在步骤S002中，通过竖向矫直器3对连续管15进行竖向矫直，通过水平矫直器4对连续管15进行水平矫直；在步骤S003中，通过淬火加热炉5对连续管15进行加热，通过淬火装置6对连续管15进行淬火；在步骤S004中，通过回火加热炉8将连续管15加热到回火温度，通过快速风冷装置9对连续管15进行回火降温；风冷辊道10输送连续管15时对连续管15进行回火降温；在步骤S005中，通过组合矫直机11对回火后变形的连续管15进行矫直；在步骤S006中，通过第二拉辊装置13将调质后的连续管15向前送料，为连续管15向前送料提供动力，通过卷曲机14将接收的连续管15缠绕在另一个滚筒上。
实施例6
在实施例5的基础上，在步骤S003中，将连续管管体加热到920℃以上，然后对连续管进行快速冷却，淬火水温小于25℃。
矫直后的连续管15通过淬火加热炉5进行全管中频体感应加热，将连续管15管体加热到920℃以上，加热完成后进入淬火装置6进行快速冷却，淬火水温小于25℃，淬火冷却后通过烘干装置7将连续管15表面加热到50℃，快速去除淬火冷却过程中管体表面所残留的水分。
实施例7
在实施例5的基础上，在步骤S004中，将连续管加热到450-650℃后保温有效长度，然后对连续管进行风冷。
烘干后的连续管15通过回火加热炉8进行全管中频体感应加热，确保充足的加热和保温的有效长度，直到加热到450-650℃，回火加热后的连续管15通过风冷辊道9时用快速风冷装置9对其进行风冷，风冷速度和风量可根据工艺调节。
实施例8
在实施例5的基础上，在步骤S006中，将连续管15送入卷曲机14前将连续管15强制水冷到室温。
避免连续管15在高温下卷在卷曲机14的滚筒后发生固形。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (8)

1.一种连续管热处理设备，其特征在于，包括依次直线排列分布的：
开卷机(1)，用于将缠绕在滚筒上的连续管(15)打开；
第一拉辊装置(2)，将连续管(15)的管端向前送料，为连续管(15)向前送料提供动力；
竖向矫直器(3)，对连续管(15)进行竖向矫直；
水平矫直器(4)，对连续管(15)进行水平矫直；
淬火加热炉(5)，对连续管(15)进行加热；
淬火装置(6)，对连续管(15)进行淬火；
回火加热炉(8)，将连续管(15)加热到回火温度；
快速风冷装置(9)，对连续管(15)进行回火降温；
风冷辊道(10)，输送连续管(15)时对连续管(15)进行回火降温；
第二拉辊装置(13)，将调质后的连续管(15)向前送料，为连续管(15)向前送料提供动力；
卷曲机(14)，将接收的连续管(15)缠绕在另一个滚筒上，完成整个连续管(15)的调质过程。
2.根据权利要求1所述的连续管热处理设备，其特征在于，还包括烘干装置(7)，所述烘干装置(7)设置在淬火装置(6)与回火加热炉(8)之间，所述烘干装置(7)用于对连续管(15)进行烘干。
3.根据权利要求1所述的连续管热处理设备，其特征在于，还包括组合矫直机(11)，所述组合矫直机(11)设置在风冷辊道(10)的前方，用于对回火后变形的连续管(15)进行上下方向的矫直和水平方向的矫直。
4.根据权利要求3所述的连续管热处理设备，其特征在于，还包括水冷装置(12)，所述水冷装置(12)设置在所述组合矫直机(11)与所述第二拉辊装置(13)之间，用于将连续管(15)强制水冷到室温。
5.一种连续管热处理工艺，其特征在于，采用权利要求1至4中任一项所述的连续管热处理设备实施，包括以下步骤：
步骤S001：将缠绕在滚筒上的连续管打开，并为连续管提供向前的动力；
步骤S002：对连续管进行连续竖直矫直和连续水平矫直；
步骤S003：对连续管进行连续淬火处理；
步骤S004：对连续管进行连续回火处理；
步骤S005：对连续管进行连续综合矫直；
步骤S006：将连续管送入卷曲机，通过卷曲机将连续管缠绕在另一个滚筒上。
6.根据权利要求5所述的连续管热处理工艺，其特征在于，在步骤S003中，将连续管管体加热到920℃以上，然后对连续管进行快速冷却，淬火水温小于25℃。
7.根据权利要求5所述的连续管热处理工艺，其特征在于，在步骤S004中，将连续管加热到450-650℃后保温有效长度，然后对连续管进行风冷。
8.根据权利要求5所述的连续管热处理工艺，其特征在于，在步骤S006中，将连续管送入卷曲机前将连续管强制水冷到室温。
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