专利名称：长厚壁石油钻采钢管热处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及长棒料和长厚壁的中频感应热处理工艺，特别是长厚 壁石油钻采钢管的热处理工艺。
背景技术：
用于石油钻探行业的石油钻杆，石油钻铤都需要在几千米深的复 杂地质状态下进行旋转，承载着很大弯曲力和载荷变形，所以钻采钢 管必须采用优质碳素合金钢制成，按标准要求，其硬度、强度和韧性 等力学性能要求很高，因此生产过程中的热处理工艺至关重要。我国 对石油钻采钢管的生产起步较晚，按常规热处理工艺生产成本高而且
还很难达到其标准要求，产品合格率仅为60%左右，目前，国内还没 有用于石油钻采钢管的中频感应热处理的工艺，国外也未见报道。
发明内容
本发明的目的是克服目前石油钻采钢管无成熟工艺，产品合格率 低的不足之处，提供一种合格、规范、便于操作的长厚壁石油钻采钢 管热处理工艺，能大大提高产品合格率。
本发明的技术方案是，长厚壁石油钻采钢管热处理工艺包括淬 火，回火热处理，按以下步骤和工艺参数进行操作
(l)将石油钻采钢管表面清理干净，不能存有油污，以免影响测温 精度和污染工作环境。 (2) 淬火
a、 将中频电源参数调整合理，中频频率要求200赫兹以下；
b、 用旋进式机床将工件连续地旋转前进加热至860-900°C;
c、 工件出炉口后再前进600mm后进行水淬，水温为25—40°C， 以保证工件有一定的均温和保温过程；
d、 淬火硬度达到HRC48以上。
(3) 淬火后的石油钻采钢管要在4小时内回火
a、 将中频电源参数调整合理，中频频率为100赫兹，这样可 以保证热处理电源的透入深度；
b、 用旋进式机床将工件连续地旋转前进加热至630-660°C;
c、 工件在出炉后再前进800mm后进行水冷，以保证工件有一 定的均温和保温过程。
(4) 检验回火后的石油钻采钢管每件进行硬度、机械性能的检测， 合格者入库。
(5) 硬度或机械性能不合格可重新进行处理。硬度高的可以重新回 火，硬度低的重新返淬，返淬次数最多三次。
采用以上技术方案，热处理操作步骤、工艺参数合理、规范，产 品满足石油工业部对石油钻杆、石油钻铤的硬度及强度、延伸度、收 縮率、冲击功等力学性能的要求，合格率达95%以上。 具体实施例
下面通过对某集团公司加工的石油钻铤的实例对本发明作进一步 说明。
材质为4145H，规格为直径172mm，长度为9500mm。
(1) 将石油钻铤清理干净，放到中频感应淬火加热机床上；
(2) 中频电源的参数为中频电压750V、中频频率160HZ、功率 560KW;
(3) 机床按每分钟250mm连续运行；
(4) 将石油钻铤加热到89(TC;
(5) 工件在离炉口后650mm时进行淬火；
(6) 淬火水温为35 °C;
(7) 石油钻铤淬火后温度为12(TC后直接进入中频感应回火加热 机床；
(8) 回火中频电源的参数为中频电压750V、中频频率100HZ、功率 190KW;
(9) 机床按每分钟250mm连续运行；
(10) 将石油钻铤加热到65(TC;
(11) 工件在离炉口后800mm时进行水冷，水温为35"C;
(12) 工件冷却到6(TC以下即可。
经以上热处理步骤，石油钻铤完全符合并超过美国石油协会标准。 检测结果如下，硬度两端端面各打6点，布氏硬度HB为
垂线I 311 311 311 307 317 317
垂线II 309 311 313 313 315 313
屈服强度 820 Mpa
抗拉强度 970 Mpa 延伸率 21%
断面收縮率 60%
夏比冲击功 102 J 美国石油协会标准
屈服强度> 785Mpa 抗拉强度》965Mpa延伸率> 13%
断面收縮率>45% 夏比冲击功54J布氏硬度HB 285/34权利要求
1、长厚壁石油钻采钢管热处理工艺，包括淬火，回火热处理工艺，其特征是按以下步骤和工艺参数进行操作(1)将石油钻采钢管表面清理干净，不能存有油污；(2)淬火将中频频率调整为200赫兹以下，用旋进式机床将工件连续地旋转前进加热至860-900℃，工件出炉口后再前进600mm后进行水淬，水温为25--40℃，淬火硬度达到HRC48以上，淬火后的石油钻采钢管要在4小时内回火；(3)回火将中频电源频率调整为100赫兹，用旋进式机床将工件连续地旋转前进加热至630-660℃，工件出炉后再前进800mm后进行水冷；(4)检验回火后的石油钻采钢管每件进行硬度、机械性能的检测，合格者入库；(5)硬度或机械性能不合格可重新进行处理，硬度高的可以重新回火，硬度低的重新返淬，返淬次数最多三次。
全文摘要
本发明提供一种长厚壁石油钻采钢管热处理工艺，包括淬火，回火热处理工艺，首先将石油钻采钢管表面清理干净，不能存有油污；然后在中频频率为200赫兹以下时淬火，淬火硬度达到HRC48以上，淬火后的石油钻采钢管要在4小时内回火；回火时将中频电源频率调整为100赫兹。采用以上技术方案，热处理操作步骤、工艺参数合理、规范，产品满足石油工业部对钻杆接头的硬度及强度、延伸度、收缩率、冲击功等力学性能的要求，合格率达95％以上。
文档编号C21D9/08GK101168794SQ20071018847
公开日2008年4月30日 申请日期2007年12月4日 优先权日2007年12月4日
发明者徐平安 申请人:咸阳恒通钻探设备制造有限公司