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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。
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序号 |
规格 |
范围（mm） |
长度(m) |
适配感应器 |
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1 |
Φ16-Φ19 |
16-19 |
8-11 |
GTR-19 |
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2 |
Φ22-Φ25 |
22-25 |
8-11 |
GTR-25 |
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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
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项目 |
500KW淬火设备 |
250KW回火设备 |
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电源型号 |
KGPS-500-4S |
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额定功率（KW） |
500 |
250 |
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标称频率（HZ） |
4000 |
2500 |
|
输入电压（V） |
380 |
380 |
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输入电流(A) |
820 |
410 |
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直流电流（A） |
1000 |
500 |
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中频电压(V) |
750 |
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加热温度 |
900℃±10℃(淬火温度为870℃±10℃) |
650℃(在余温下提升至630℃-650℃） |
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总功率(KW) |
淬火500kW+回火250KW=750kW |
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变压器容量（KVA） |
≥800KVA |
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生产线设计产量 |
按φ32，4m/min 设计 |
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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 |
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●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。
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序号 |
规格 |
范围（mm） |
长度(m) |
适配感应器 |
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1 |
Φ16-Φ19 |
16-19 |
8-11 |
GTR-19 |
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2 |
Φ22-Φ25 |
22-25 |
8-11 |
GTR-25 |
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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
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项目 |
250Kw淬火设备 |
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电源型号 |
CYP/IGBT-250 |
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额定功率（Kw） |
250 |
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标称频率（KHz） |
10-30 |
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输入电压（V） |
380 |
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输入电流(A) |
410 |
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直流电流（A） |
500 |
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加热温度 |
900℃±10℃(淬火温度为870℃±10℃) |
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变压器容量（Kva） |
≥315Kva |
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生产线设计产量 |
按φ25，4m/min 设计 |
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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）
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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 |
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1 |
Φ16 |
400 |
0.63 |
10 |
GTR-19 |
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2 |
Φ19 |
400 |
0.89 |
10 |
GTR-19 |
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3 |
Φ22 |
400 |
1.19 |
10 |
GTR-29 |
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4 |
Φ25 |
400 |
1.54 |
10 |
GTR-29 |
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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。
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。
