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石油抽油杆调质生产线

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●设备简介

 

抽油杆是油田油井用来提油的高强度金属杆,由于工作度量强度高,所以对本身特性有非常严格的要求,相应的淬火环节也是相当重要的一部分。抽油杆调质生产线主要由两大部分组成,包括感应加热部分以及机械部分。感应加热表面淬火具有表面质量好,脆性小,淬火表面不易氧化脱碳,变形小等优点,所以感应加热在此行业中得到了广泛的应用。

透热调质处理实际是淬火加高温回火复合热处理工艺。传统处理是用电阻炉进行,存在生产效率低,质量稳定性差缺点;根据圆钢工艺特点,我公司经专业设计的中频调质生产线成功应用于石油杆、液压管等的调质热处理,质量稳定可靠,生产效率提高2~3倍,取得明显的经济效益。
抽油杆调质线采用中频感应淬火装置、中频感应杆体回火装置、杆头感应回火装置。其特点是:杆头与杆体调质温度、硬度基本一致,调质速度快,加热温度均匀,能够达到淬火、回火、校直一次性完成。整体料道采用无级速度控制,便于操作。

该成套生产线主要由机械输送料装置、中频淬火加热设备、中频回火加热设备、端部回火加热设备、封闭式冷却系统、红外线测温装置、淬火冷却装置、总控制台等组成。机械输送料装置包括储料台、翻料架、轨道送料装置、卸料架等组成。输送料方式采用斜式轴辊,每辊都带有一步变频电机。可保证工件在加热过程一方面直线运动,另一方面作自转运动,且速度自动调节,保证温度均匀和减少变形,有一定的校直作用。

对于淬火喷淋部分,针对淬火用水杂质多导致喷淋器堵塞的情况,我们另外特殊设计出自清洗过滤器,以保证水质的纯净。

● 案例介绍

 

●抽油杆整体调质生产线

 

1)工件规格及感应器配置

感应器共需要配置3套,淬火与回火各3套。加热工件范围为 16-32mm。淬火部分中频电源,功率采用500KW,感应器采用2节设计,确保加热均匀。回火部分采用1套电源,功率为250KW感应器为2节设计。

序号

规格

范围(mm

长度(m)

适配感应器

1

Φ16-Φ19

16-19

8-11

GTR-19

2

Φ22-Φ25

22-25

8-11

GTR-25

3

Φ28.6-Φ32

28.6-32

8-11

GTR-32

2)工艺流程说明

首先,由人工将需要工件(抽油杆)放在进料储料架上(一般用行车吊至上面),储料架载有整体翻料机构,按照设定节拍(时间)翻料机构将料翻至进料传送装置上,然后进料带动棒料前行,将料送入淬火加热感应器。然后由淬火加热部分对工件进行加热,淬火加热分为快速升温加热与均温加热。

加热完成后,由斜辊带动工件通过淬火喷水环,进行喷淋淬火。淬火完成后进入回火加热感应器,进行回火加热。回火加热同样分为两部分:回火升温加热与回火保温加热,加热完成之后出料(整个加热过程中抽油杆是在斜辊的作用下一直处于旋转状态)。
3)设备参数说明

项目

500KW淬火设备

250KW回火设备

电源型号

KGPS-500-4S

GTR-250-2.5S

额定功率(KW

500

250

标称频率(HZ

4000

2500

输入电压(V

380

380

输入电流(A)

820

410

直流电流(A

1000

500

中频电压(V)

750

加热温度

900℃±10℃(淬火温度为870℃±10℃)

650(在余温下提升至630-650℃)

总功率(KW)

淬火500kW+回火250KW=750kW

变压器容量(KVA

800KVA

生产线设计产量

按φ324m/min 设计

备注

材质按照20CrMo,淬火喷水压力要求喷水压力为1.5-3公斤/厘米

 

●抽油杆表面淬火

 

1)工件规格及感应器配置

淬火感应器共需要配置3套。加热工件范围为 16-32mm。淬火部分利用超音频电源,功率采用250KW,频率设计在10-30KHz,确保加热均匀。

序号

规格

范围(mm

长度(m)

适配感应器

1

Φ16-Φ19

16-19

8-11

GTR-19

2

Φ22-Φ25

22-25

8-11

GTR-25

3

Φ28.6-Φ32

28.6-32

8-11

GTR-32

2)工艺流程说明

首先,由人工将需要工件(抽油杆)放在进料储料架上(一般用行车吊至上面),储料架载有整体翻料机构,按照设定节拍(时间)翻料机构将料翻至进料传送装置上,然后进料带动棒料前行,将料送入淬火加热感应器。然后由淬火加热部分对工件进行加热,快速加热后,由斜辊带动工件(工件旋转)通过淬火喷水环,进行喷淋淬火。整个淬火区域采用透明防护罩遮挡。
3)设备参数说明

项目

250Kw淬火设备

电源型号

CYP/IGBT-250

额定功率(Kw

250

标称频率(KHz

10-30

输入电压(V

380

输入电流(A)

410

直流电流(A

500

加热温度

900℃±10℃(淬火温度为870℃±10℃)

变压器容量(Kva

315Kva

生产线设计产量

按φ254m/min 设计

备注

材质按照20CrMo,淬火喷水压力要求喷水压力为1.5-3公斤/厘米。有效淬火深度按照直径的8%-13%计算。

 

●抽油杆端部加热

 

1)工件规格

a.产品材质: ?

b.原产品型号 (mm):

抽油杆直径:φ(16-19-22-25-29)mm

抽油杆长度:508-9900mm;

加热部分重量分别是:0.62kg——2.07kg

c.钢杆端部加热墩粗:

      温度:1150℃

      加热时间节拍:10s/件

d.墩粗部分钢杆规格: (加热部分按照400mm设计)

序号

直径

(mm)

加热部分长度

(mm)

墩粗部分重量

(kg)

加热时间(秒/件)

适配感应器型号

1

Φ16

400

0.63

10

GTR-19

2

Φ19

400

0.89

10

GTR-19

3

Φ22

400

1.19

10

GTR-29

4

Φ25

400

1.54

10

GTR-29

5

Φ29

400

2.07

10

GTR-29

2)感应器配置

根据工件规格,便于全部工件的高效使用,以及节省成本,现推荐适配感应器型号为:

GTR-22(适配工件直径Φ16、Φ19、Φ22加热端部加热);

GTR-29(适配工件直径Φ25、Φ29加热端部加热);

3)设备结构示意图

如下图所示:1为加热感应器,2为感应器孔,3为储料道,4为储料架,5为进料辊道,6为翻料气缸,7为落料输出链条。

设备结构示意图

此套设计思路可以解决闭合式感应器的进料、储料等一系列自动化问题,但是生产线制作工序较为复杂,成本也会较开口式感应器高很多。

 

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