专利名称：氮、碳、氧多元复合渗井式炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种杆、管状工件的防腐、耐磨处理装置，尤其是石油开采用钢制抽油杆、油管的防腐、耐磨处理装置。
背景技术：
油田采油用的抽油杆、油管位于井下，随着油田开发进入中后期，深井、斜井、注水井大量增加，为增加产量向井下大量注入各种化学品，地下环境更加复杂，这就造成杆、管的腐蚀、偏磨情况日趋严重，要求其具有更强的防腐蚀、耐磨损性能。对杆、管的表面进行渗氮、渗碳处理可有效地达到这一目的。目前渗氮、渗碳所用的井式炉结构不合理，造成炉体内部上、下温差大(通常相差30℃-60℃)，炉内气氛不一致，造成渗层不均匀，被加工件易变形，工作温度较高(渗碳时980℃以上，渗氮时680℃以上)，作业时间长(需20-30小时)，工作效率低、耗能较高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种氮、碳、氧多元复合渗井式炉，以提高炉内温度的均匀性，提高渗层的均匀性，缩短作业时间。
本实用新型是这样实现的，氮、碳、氧多元复合渗井式炉，它有炉体外壳，炉体外壳内有保温隔热层，保温隔热层内壁上安装有一组电热丝，电热丝内侧有炉罐，炉罐内通过支架安装有导风筒，安装在炉体上部的进排气管与炉罐内腔相通，进排气管上连通有氮气管，炉体外壳上部有上盖，上盖上安装的试片取样管、渗剂滴管与炉罐内腔相通，安装在上盖上的风机装置上的风扇叶片位于导风筒上方，安装在炉体外壳下部的另一风机装置上的另一风扇叶片位于导风筒的下方，在炉罐的底部有另一进排气管与炉罐内腔相通，另一进排气管上连通有另一氮气管。
采用上述结构的多元复合渗井式炉，由于风机装置的存在，使得炉内温度均匀，上、下温差只有±1℃，炉内气氛均匀，处理后的被加工件上的渗层均匀致密、表面光滑、硬度得到提高(≥HRC55)、金相组织好，机械性能能够满足各种标准(如API、SY/T5029-2003、SY/T6072-1997、SY/T6194-1996等)的要求，工作温度低(580℃左右)，渗速快，在工作温度下2小时左右即可完成对被加工件的处理，工作效率高，耗能低。这种炉既可以用来进行同时渗碳、渗氮的复合渗作业，也可以单独用来渗碳或渗氮。
图1是本实用新型结构的示意图。
图2是本实用新型中的上盖部分的示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体结构和使用方法。
如附图所示，本实用新型之氮、碳、氧多元复合渗井式炉，它有炉体外壳(12)，炉体外壳内有保温隔热层(16)，保温隔热层内壁上安装有一组电热丝(17)，电热丝内侧有炉罐(14)，炉罐内通过支架(10)安装有导风筒(11)，安装在炉体上部的进排气管(19)与炉罐内腔相通，进排气管上连通有氮气管(18)，炉体外壳上部有上盖(4)，上盖上安装的试片取样管(1)、渗剂滴管(3)与炉罐内腔相通，安装在上盖上的风机装置(21)上的风扇叶片(21-1)位于导风筒上方，安装在炉体外壳下部的另一风机装置(9)上的另一风扇叶片(9-1)位于导风筒的下方，在炉罐的底部有另一进排气管(7)与炉罐内腔相通，另一进排气管上连通有另一氮气管(8)。
由于这种炉高度较大，因此，可将该炉置于地上或地下。置于地上时，进排气管用于进气，另一进排气管用于排气；置于地下时，进排气管用于排气，另一进排气管用于进气。在上盖上可安装与炉罐内腔相通的第三进排气管(2)，第三进排气管上连通有第三氮气管(22)。第三进排气管的作用与进排气管(19)的作用相同，可根据实际需要选择使用。
在炉体外壳与保温隔热层之间可有耐火纤维层(15)，该层也起到保温隔热作用。渗剂滴管(3)上的滴加管(3-1)位于导风筒与炉罐之间的空腔上方，复合渗剂通过滴加管滴加到炉罐内腔内，在高温下变成气态，分布于炉罐内腔内。风扇叶片(21-1)的外面可有挡风罩(18)安装在上盖上。支架(10)可有三个，在支撑导风筒的同时，不影响通风。
在所述的炉体外壳(12)侧面安装有丝杠螺母机构(5)，丝杠螺母机构的上部与上盖(4)固定在一起。丝杠螺母机构与一电动机带动的减速机的输出轴相连。
使用时，通过丝杠螺母机构将上盖向上升起，与炉体脱离，人工转动上盖使其转向一侧，使炉罐内腔外露。通过吊装机构(如天车、吊车)将工件吊架(13)吊出。把已除漆、除锈、去污的被加工件(6)即抽油杆、油管安装在工件吊架上，再通过吊装机构将安装有被加工件的工件吊架吊装进炉罐内，工件吊架落在炉罐上部的凸台上。转动上盖，使其对准炉体，通过丝杠螺母机构使上盖盖在炉体上。此后的操作步骤是1、接通电热丝的电源(可通过温控装置将加热温度设定为580℃)，启动风机装置和另一风机装置。2、当炉内温度升至设定温度后，启动连接在进排气管上的真空泵，将炉内的空气抽出，当炉内压力降至-0.05Mpa时停止。然后通过氮气管向炉内注入氮气，当炉内压力升至+0.05Mpa时停止。随后，再次通过真空泵将炉内的气体抽出。反复抽、注的目的是将炉内的气体排出，为随后的作业提供清洁的环境。3、同时通过进排气管向炉罐内注入氨气、通过渗剂滴管向炉内滴加复合渗剂，使炉内压力因氨气的注入升至+0.05Mpa，在此期间，复合渗剂注入量为0.5kg。停止注入氨气和复合渗剂，再通过氮气管向炉内充入二氧化碳气体，当炉内压力升至+0.055Mpa时停止。2分钟后将炉内全部气体通过真空泵抽出，使炉内压力降至-0.05Mpa。如此反复20次。4、通过进排气管向炉体内注入氮气，当炉内压力升至+0.05Mpa时停止，然后，将炉内气体排出至炉内压力为-0.05Mpa时停止，再次向炉内注入氮气，使炉内压力升至0Mpa。5、将炉盖打开，通过吊装机构将工件吊架吊出。6、取下被加工件，当其温度降至190℃时浸入机油内，10分钟后将被加工件取出。
工件吊架上有多个孔，分别为通气孔、工件孔。
安装在上盖上的风机装置上安装的可以是离心式风扇、安装在炉体外壳下部的另一风机装置上安装的可以是轴流式风扇。由于这两个风机装置的存在，可强迫炉内的气体形成气流循环，保证了炉内温度和气氛的均匀，从而提高了渗层质量。在被加工件外表面上形成的渗层主要由Fe3N、含氮、碳的马氏体及残余奥氏体组织构成。以二氧化碳作为碳源，二氧化碳中的氧可起到助渗作用，从而提高渗速。
试片取样管的作用是，在进行渗层处理时，通过该管放入与被加工件材质相同的试片，在处理过程中，通过该管将试片取出，以检测处理情况。在风机装置上的电动机的轴内可设有水冷装置，以防该轴受热变形。
炉罐、导风筒、工件吊架、上盖等分别由耐热、耐蚀的不锈钢制成。电热丝由高电阻合金丝绕制而成。对电热丝的工作进行控制的温控装置为复合渗剂可由甲醇、丙酮、尿素、氯化铵、镧系稀土按比例混合制成。
权利要求1.氮、碳、氧多元复合渗井式炉，其特征在于，它有炉体外壳(12)，炉体外壳内有保温隔热层(16)，保温隔热层内壁上安装有一组电热丝(17)，电热丝内侧有炉罐(14)，炉罐内通过支架(10)安装有导风筒(11)，安装在炉体上部的进排气管(19)与炉罐内腔相通，进排气管上连通有氮气管(18)，炉体外壳上部有上盖(4)，上盖上安装的试片取样管(1)、渗剂滴管(3)与炉罐内腔相通，安装在上盖上的风机装置(21)上的风扇叶片(21-1)位于导风筒上方，安装在炉体外壳下部的另一风机装置(9)上的另一风扇叶片(9-1)位于导风筒的下方，在炉罐的底部有另一进排气管(7)与炉罐内腔相通，另一进排气管上连通有另一氮气管(8)。
2.如权利要求1所述的氮、碳、氧多元复合渗井式炉，其特征在于，在所述的炉体外壳(12)侧面安装有丝杠螺母机构(5)，丝杠螺母机构的上部与上盖(4)固定在一起。
专利摘要本实用新型提供了一种氮、碳、氧多元复合渗井式炉，属于一种对杆、管状工件的外表面进行防腐、耐磨处理的装置，它有炉体外壳，炉体外壳内有保温隔热层，保温隔热层内壁上安装有一组电热丝，电热丝内侧有炉罐，炉罐内通过支架安装有导风筒，安装在炉体上部的进排气管与炉罐内腔相通，进排气管上连通有氮气管，安装在上盖上的风机装置上的风扇叶片位于导风筒上方，安装在炉体外壳下部的另一风机装置上的另一风扇叶片位于导风筒的下方，由于风机装置的存在，使得炉内温度均匀，上、下温差只有±1℃，炉内气氛均匀，处理后的被加工件上的渗层均匀致密、表面光滑、硬度得到提高、金相组织好，工作温度低，渗速快，工作效率高，耗能低。
文档编号C23C8/28GK2890077SQ20062008724
公开日2007年4月18日 申请日期2006年7月22日 优先权日2006年7月22日
发明者李红卫, 闫安庆 申请人:李红卫