一种改善钢管性能的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术一种改善钢管性能的装置及方法，能够方便快捷地改善或调整单根或小批量钢管的性能，能够快速、灵活地适应用户需求，满足工程建设的需要。所述装置包括固定设置的机身，设置在机身上操作板，以及用于钢管局部加热的电磁感应加热系统，用于对加热后钢管冷却的冷却系统，用于提供钢管运动动力的夹持和牵引系统；所述方法基于本发明专利技术所述的装置，利用电磁感应加热系统和冷却系统，对钢管全长从头到尾逐段连续的进行先加热后冷却的热处理；加热温度以及冷却温度和速度根据钢管现有的性能及需要达到的目标性能的差值进行设定和调整。可快速满足用户需求等优点，适合单件，能够改善或调整单根或小批量钢管的性能，提高生产效率，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种改善钢管性能的装置及方法
本专利技术涉及金属材料
，具体为一种改善钢管性能的装置及方法。
技术介绍
在输送管的生产中，按照标准或订货技术条件批量生产的钢管，在生产检验过程中，不可避免地会检出部分钢管的性能不符合订货技术条件的要求。目前通常的做法是，将这些钢管降级或判为废品，这样会造成很大的浪费。还有一种情况是，某订单采购钢管数量较少，要专门组织该订单的生产，需要进行原材料采购、调型以及水压试验、倒坡口、设备的调整等一系列工作，往往费时费力，使钢管生产成本增加。因此，在上述情况下，为了保证和满足钢管性能以及订单数量要求，采用现有做法和技术会直接导致钢管的浪费和生产成本的大大增加。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种改善钢管性能的装置及方法，能够方便快捷地改善或调整单根或小批量钢管的性能，能够快速、灵活地适应用户需求，满足工程建设的需要。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种改善钢管性能的装置，包括固定设置的机身，设置在机身上操作板，以及用于钢管局部加热的电磁感应加热系统，用于对加热后钢管冷却的冷却系统，用于提供钢管运动动力的夹持和牵引系统；所述的夹持和牵引系统包括固定钢管尾部的尾座，提供水平驱动力的主动驱动装置，与钢管头部连接的牵引夹头，提供水平牵引力的导轨牵引机构；尾座连接在主动驱动装置的输出端，牵引夹头固定在导轨牵引机构上；所述的电磁感应加热系统包括变压器和连接在变压器二次端的感应线圈；感应线圈同轴设置在钢管的运动方向上；所述的冷却系统包括连接的冷却介质供应装置和喷头；喷头沿钢管运动方向设置在感应线圈的下游；主动驱动装置的控制端、导轨牵引机构的控制端、变压器的控制端和冷却介质供应装置的控制端分别与操作板交互连接。优选的，机身上设置有若干沿钢管运动方向布置的导辊，用于限制管材周向移动。优选的，牵引夹头夹持牵引的起始位置与喷头之间设置有固定的支撑夹头；喷头固定设置在感应线圈上，位于钢管运动方向下游的一侧。一种改善钢管性能的方法，基于本专利技术所述的装置，利用电磁感应加热系统和冷却系统，对钢管全长从头到尾逐段连续的进行先加热后冷却的热处理；加热温度以及冷却温度和速度根据钢管现有的性能及需要达到的目标性能的差值进行设定和调整。优选的，具体包括如下步骤，步骤1，将钢管放置在机身上，钢管的尾部固定在尾座上，通过主驱动装置对钢管进行推送；经推送力推送进入感应线圈；步骤2，通过控制变压器向感应线圈通入电流，将钢管加热到设定的温度，然后通过冷却系统和喷头向钢管加热部分喷洒冷却剂；步骤3，当经处理后的钢管在牵引夹头的夹持下，由导轨牵引机构进行牵引，配合主驱动装置的推送下，钢管向前推移；逐段循环执行步骤和步骤，直到处理完整根钢管；其中，根据钢管本身的性能及要求达到的目标性能，设定和调整感应线圈的加热温度以及冷却速率。进一步，钢管通过机身上的导辊限制周向移动后推送进入感应线圈；穿过感应线圈后，由支撑夹头进行支撑。进一步，通过感应线圈对钢管的加热温度为550℃～1050℃；通过冷却系统对钢管的加热部分的冷却速度为5～20℃/s。进一步，通过夹持和牵引系统对钢管的推送速度为20mm～100mm/分钟。进一步，通过变压器控制感应线圈的频率为500～1100Hz，功率为500～1300kw，电压为300～950V，加热带宽度为20～45mm。进一步，所述的钢管外径为114.3mm～1422mm，厚度为4.0mm～40mm。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术利用电磁感应加热装置中的感应加热系统和冷却系统，对钢管全长逐段进行包括加热和冷却的快速热处理过程。根据钢管现有的性能及需要达到的目标性能，确定加热温度及冷却工艺，这样即可改善或调整钢管的性能，同时还可使钢管全长的性能均匀。这种方法具有操作灵活、生产周期短、可快速满足用户需求等优点，适合单件、小批量钢管的生产。能够改善或调整单根或小批量钢管的性能，提高生产效率，降低生产成本。其所设置的电磁感应加热系统和冷却系统，结构简单，设备投入低；能够方便快捷地改善或调整管材的组织和性能，同时使钢管全长的性能均匀；对同一成分的钢管，可通过采用不同的加热温度和冷却工艺，得到不同的性能，以满足不同的订货技术要求；不仅能够降低管材残余应力，快速、灵活、生产周期短；而且与常规热处理炉相比，可降低能耗，降低单根或小批量钢管的生产成本，减少不必要的浪费等。附图说明图1为本专利技术实例中所述装置的结构示意图。图中：机身1、导辊2、变压器3、感应线圈4、冷却系统5、支撑夹头6、牵引夹头7、导轨牵引机构8、尾座9、主驱动装置10、喷头11、钢管12。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术一种改善钢管性能的装置，如图1所示，其包括操作板、机身1、导辊2、变压器3、感应线圈4、冷却系统5、支撑夹头6、牵引夹头7、导轨牵引机构8、尾座9、主驱动装置10和喷头11。操作板设置在机身1上；固定的机身1设置在工作台上，通过电磁感应加热系统对钢管12进行加热，利用冷却系统对加热到指定温度的钢管12进行冷却，整个处理改善过程通过夹持和牵引系统实现驱动。其中，夹持和牵引系统包括机身1上设置有钢管推送机构，钢管推送机构包括用于固定钢管12尾部的尾座9、用于推动尾座9从而带动钢管12移动的主驱动装置10，牵引夹头7和导轨牵引机构8，及沿钢管12推动方向设置的用于限制管材周向移动的若干导辊2。电磁感应加热系统包括沿钢管12推动方向设置的用于加热钢管12的感应线圈4，且感应线圈4与变压器3和操作板相连，通过操作板调控变压器3从而对感应线圈4的频率、功率、电压、加热带宽度及加热温度进行调控.冷却系统包括设置在感应线圈4上的用于向钢管12加热部分喷洒冷却剂的冷却剂喷头11，冷却剂的喷洒量和喷洒速度通过操作板调控。夹持和牵引系统包括起支撑夹持作用的支撑夹头6，以及能够沿导轨滑动的、用于夹持和牵引钢管12的牵引夹头7及导轨牵引机构8；牵引夹头7的初始位置临近支撑夹头6，位于支撑夹头6钢管12推动方向的一侧。本专利技术一种改善钢管性能的方法，包括如下步骤，步骤1，利用电磁感应加热系统和冷却系统，对钢管全长进行先加热后冷却的热处理。具体的，将钢管12放置在机身1上，钢管12的尾部固定在尾座9上，通过主驱动装置10对钢管12进行推送。钢管12通过机身1上的导辊2，经推送力推送进入感应线圈4。感应线圈4通入电流，将钢管12加热到一定的温度，感应线圈的加热温度一般为550℃～1050℃，视具体材质及要求等而定。然后通过冷却系统5向钢管12加热部分喷洒冷却剂。通过支撑夹头6的支撑，在牵引夹头7的夹持和牵引下，及主驱动装置10的推送下，钢管12向前推移，直到处理完整根钢管12。步骤2，加热温度以及冷却温度和速度可根据钢管现有的性能及需要达到的目标性能进行设定和调整。根据钢管12的规格更换选取加热的感应线圈4。在钢管12的推送过程中，通过感应线圈4对钢管12进行加热。根据钢管12本身的性能及要求达到的目标性能，设定和调整感应线圈4的加热温度，感应线圈4将钢管12加热至设定的温度。通过冷却系统3喷洒冷却剂，对钢管12经过加热的部分进行冷却，从而改善钢管性能，使钢管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善钢管性能的装置，其特征在于，包括固定设置的机身(1)，设置在机身(1)上操作板，以及用于钢管(12)局部加热的电磁感应加热系统，用于对加热后钢管(12)冷却的冷却系统，用于提供钢管(12)运动动力的夹持和牵引系统；所述的夹持和牵引系统包括固定钢管(12)尾部的尾座(9)，提供水平驱动力的主动驱动装置(10)，与钢管(12)头部连接的牵引夹头(7)，提供水平牵引力的导轨牵引机构(8)；尾座(9)连接在主动驱动装置(10)的输出端，牵引夹头(7)固定在导轨牵引机构(8)上；所述的电磁感应加热系统包括变压器(3)和连接在变压器(3)二次端的感应线圈(4)；感应线圈(4)同轴设置在钢管(12)的运动方向上；所述的冷却系统(5)包括连接的冷却介质供应装置和喷头(11)；喷头(11)沿钢管(12)运动方向设置在感应线圈(4)的下游；主动驱动装置(10)的控制端、导轨牵引机构(8)的控制端、变压器(3)的控制端和冷却介质供应装置的控制端分别与操作板交互连接。

【技术特征摘要】
1.一种改善钢管性能的装置，其特征在于，包括固定设置的机身(1)，设置在机身(1)上操作板，以及用于钢管(12)局部加热的电磁感应加热系统，用于对加热后钢管(12)冷却的冷却系统，用于提供钢管(12)运动动力的夹持和牵引系统；所述的夹持和牵引系统包括固定钢管(12)尾部的尾座(9)，提供水平驱动力的主动驱动装置(10)，与钢管(12)头部连接的牵引夹头(7)，提供水平牵引力的导轨牵引机构(8)；尾座(9)连接在主动驱动装置(10)的输出端，牵引夹头(7)固定在导轨牵引机构(8)上；所述的电磁感应加热系统包括变压器(3)和连接在变压器(3)二次端的感应线圈(4)；感应线圈(4)同轴设置在钢管(12)的运动方向上；所述的冷却系统(5)包括连接的冷却介质供应装置和喷头(11)；喷头(11)沿钢管(12)运动方向设置在感应线圈(4)的下游；主动驱动装置(10)的控制端、导轨牵引机构(8)的控制端、变压器(3)的控制端和冷却介质供应装置的控制端分别与操作板交互连接。2.根据权利要求1所述的一种改善钢管性能的装置，其特征在于，机身(1)上设置有若干沿钢管运动方向布置的导辊(2)，用于限制管材周向移动。3.根据权利要求1所述的一种改善钢管性能的装置，其特征在于，牵引夹头(7)夹持牵引的起始位置与喷头(11)之间设置有固定的支撑夹头(6)；喷头(11)固定设置在感应线圈(4)上，位于钢管(12)运动方向下游的一侧。4.一种改善钢管性能的方法，其特征在于，基于权利要求1所述的装置，利用电磁感应加热系统和冷却系统，对钢管(12)全长从头到尾逐段连续的进行先加热后冷却的热处理；加热温度以及冷却温度和速度根据钢管(12)现有的性能及需要达到的目标性能的差值进行设定和调整。5.根据权利要求4所述的一种改善钢管性能的...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊庆人，李为卫，罗金恒，刘亚旭，秦长毅，杨锋平，马卫锋，贾君君，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油天然气集团公司管材研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11