油井管淬火過程中的畸變控制

  油井管水淬主要方式有:浸漬、浸漬加內(nèi)軸向噴射、外表面層流噴射、外表面層流冷卻加內(nèi)軸向噴射。其中外表面層流冷卻油井管進(jìn)行外表面層流冷卻加內(nèi)軸向噴射方式淬火時(shí),由一組旋轉(zhuǎn)輪帶動(dòng)鋼管進(jìn)行旋轉(zhuǎn),以使得鋼管在周向上冷卻均勻,這時(shí)會(huì)產(chǎn)生離心力,離心力過大和冷卻不均勻都會(huì)導(dǎo)致鋼管在淬火過程中嚴(yán)重彎曲。

  這種由于受到熱應(yīng)力或組織應(yīng)力的影響導(dǎo)致彎曲畸變,極大影響熱處理后探傷、螺紋加工和產(chǎn)品質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)造成油田用戶無法使用,需要控制,可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:

  1、采用先外噴后內(nèi)噴的分步冷卻工藝。

  由于鋼管的內(nèi)噴水是從鋼管的一端流向另外一端,鋼管在兩端的冷卻速度不同,從而導(dǎo)致鋼管彎曲。故可采用先進(jìn)行外噴水冷卻,使得鋼管表層首先發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,再用內(nèi)噴水進(jìn)行冷卻的方法,避免鋼管彎曲畸變,內(nèi)噴水比外噴嘴的延時(shí)時(shí)間可采用2 ~ 10 s。

  2、減少鋼管在旋轉(zhuǎn)輪上的懸出端長度。

  通過合理的旋轉(zhuǎn)輪布局及鋼管長度控制,將鋼管端部懸出量控制在≤600 mm,可有效減小淬火時(shí)的離心力,降低鋼管管端彎曲度。

  3、合理控制旋轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速。

  4、控制水淬旋轉(zhuǎn)輪中心。

  旋轉(zhuǎn)輪中心偏差對(duì)鋼管淬火時(shí)彎曲度有較大影響。經(jīng)研究,旋轉(zhuǎn)輪中心極差應(yīng)控制在0 ~ 5 mm。

  5、控制內(nèi)外噴水量及均勻性。

  油井管淬火冷卻采用外表面層流冷卻加內(nèi)軸向噴射方式時(shí),外噴水量大小及均勻性、內(nèi)噴水量大小及內(nèi)噴嘴的對(duì)中度也是鋼管水淬時(shí)彎曲度的重要影響因素。例如對(duì)于外徑≤127 mm,壁厚≤10 mm 的鋼管,外噴水量可控制在1300 ~ 2000 m3 /h,內(nèi)噴水量應(yīng)在200 ~400 m3 /h。