钢管整体感应淬火专用装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种钢管整体感应淬火专用装置及方法，所述专用装置包括连接接头，所述连接接头由左段、中段和右段依次连接而成，所述左段能够伸入一个所述钢管内，所述右段能够伸入另一个所述钢管内，所述中段能够位于两个首尾对接的所述钢管之间。该专用装置为一种可以循环使用的用于平端钢管(钢管的两端平头)的连接接头，使用在无缝钢管整体感应淬火生产过程中，能有效防止淬火过程冷却水流入钢管内孔；有效减轻感应加热端部效应；成功解决中碳CrMo薄壁无缝钢管(如42CrMo、4140、4145、4130等)整体感应淬火过程中的端部开裂、整体弯曲、性能不均匀等技术难题。

Special equipment and method for integral induction hardening of steel pipe

【技术实现步骤摘要】
钢管整体感应淬火专用装置及方法
本专利技术涉及热处理领域，特别涉及一种钢管整体感应淬火专用装置及方法。
技术介绍
感应热处理具有能流密度大、加热速度快、热效率高、对环境影响少等优点，被广泛应用于石油钻采、地质钻探、煤矿挖掘、基建探测等领域的各种高强度薄壁钢管整体调质热处理，其产品以高强度、高韧性、细晶粒、无脱碳、少氧化等优点，在小批量薄壁无缝钢管调质得到很大推广应用。但因感应加热的固有特点，在中碳CrMo薄壁无缝钢管调质过程中存在端部开裂、整体弯曲、性能不均匀等技术难题。面对以上难题，目前常见三种解决。1、钢管两端切平，淬火时控制相邻钢管头尾相连。这种方法操作简单，但是第一支钢管的头端和最后一支钢管的尾端端部效应明显，钢管在旋转前进过程中，要想末端自然首尾相连而不发生错位、水淬过程内孔不进水，这几乎不可能做到。2、钢管两端切平后端部用电焊堵住，再按方法1生产。这一办法可以彻底解决端部进水问题，但是电焊效率低下，成本增加，不适合大批量生产。3、端部用石棉或耐火泥等耐高温材料封堵，再按方法1生产。这一做法简单，但是耐高温材料很难阻挡高压冷却水浸入内孔，同时会污染淬火介质。因此这三种方法都不能很好的避免中碳CrMo薄壁无缝钢管(如42CrMo、4140、4145、4130等)在整体感应水淬过程中出现的端部开裂、整体弯曲、性能不均匀等技术难题。因此需要一种钢管整体感应淬火专用装置来解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钢管整体感应淬火专用装置及方法。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种钢管整体感应淬火专用装置，所述专用装置包括连接接头，所述连接接头由左段、中段和右段依次连接而成，所述左段能够伸入一个所述钢管内，所述右段能够伸入另一个所述钢管内，所述中段能够位于两个首尾对接的所述钢管之间。进一步地，在上述的专用装置中，所述左段、所述中段和所述右段均为空心的圆柱体结构且互相连通，所述中段的外径大于所述左段和所述右段的外径，所述左段的外径与所述右段的外径相等。进一步地，在上述的专用装置中，所述中段的长度M为20mm-30mm，所述左段和所述右段的长度L均为50mm-60mm。进一步地，在上述的专用装置中，所述左段和所述右段的外径D1比所述钢管的内径小2mm-5mm。进一步地，在上述的专用装置中，所述中段的外径D与所述钢管外径之间的差小于等于1mm且大于等于-1mm。进一步地，在上述的专用装置中，所述连接接头的材质为20号或45号钢。进一步地，在上述的专用装置中，所述左段和所述右段的壁厚S均为8mm-10mm。进一步地，在上述的专用装置中，所述左段和所述右段均包括圆环体和中空锥台，所述左段的圆环体一端和所述右段的圆环体一端分别连接在所述中段的左右两端，所述左段的圆环体的另一端和所述右段的圆环体的另一端均连接一个所述中空锥台的大端，优选地，所述圆环体的外径与所述中空锥台的大端外径一致，所述圆环体的内径与所述中空锥台的内径一致，所述中空锥台的小端外径与内径一致，优选地，所述中空锥台的内壁与外表面之间的夹角为13-15°。进一步地，在上述的专用装置中，所述专用装置还包括陶瓷纤维布，所述陶瓷纤维布分别缠绕在所述左段和所述右段的所述圆环体的外表面，以使缠绕所述陶瓷纤维布后的所述圆环体的外径等于所述钢管的内径。另一方面，提供了一种钢管整体感应淬火方法，利用上述的专用装置，所述方法包括如下步骤：步骤1、所述钢管的两端切成平头，将感应淬火生产线的辊道设置为分段控制且为变频；步骤2、所述连接接头的两端部缠绕陶瓷纤维布，缠绕后所述连接接头的两端部外径与所述钢管的内径一致；步骤3、将所述连接接头的一端部塞入待调质的所述钢管一端的内壁，将多个一端塞有所述连接接头的所述钢管依次在所述辊道上通过且使前后相邻的两个所述钢管之间有一个所述连接接头，在进行感应淬火前，分段控制辊道速度使位于后方的所述钢管的速度快于相邻的前方的所述钢管的速度，进而使位于后方的所述钢管自动跟上并通过所述连接接头的另一端部与相邻的前方所述钢管连接，实现相邻的两支所述钢管紧密连接；步骤4、所述钢管依次完成感应淬火和回火后，控制辊道速度使位于后方的所述钢管的速度慢于前方的所述钢管的速度，进而使位于后方的所述钢管与所述连接接头脱开；步骤5、将回火后且分开的多个所述钢管冷却，然后将相邻的前方的所述钢管与所述连接接头脱开；步骤6、将所述连接接头拿到淬火工艺的上料区域，循环步骤3-5，实现所述连接接头的循环使用；优选地，所述辊道倾斜设置，所述辊道与水平面之间的夹角为8°-10°；优选地，感应淬火生产线的冷却喷嘴与所述钢管前进方向之间的夹角为35°-40°。分析可知，本专利技术公开一种钢管整体感应淬火专用装置及方法，该专用装置为一种可以循环使用的用于平端钢管(钢管的两端平头)的连接接头，使用在无缝钢管整体感应淬火生产过程中，能有效防止淬火过程冷却水流入钢管内孔；有效减轻感应加热端部效应；同时实现相邻钢管首尾有效自动连接和分开，该专用装置结合特殊的感应淬火加热和冷却控制，成功解决中碳CrMo薄壁无缝钢管(如42CrMo、4140、4145、4130等)整体感应淬火过程中的端部开裂、整体弯曲、性能不均匀等技术难题。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：图1本专利技术一实施例的结构示意图。图2为图1的侧视示意图。图3为专用装置与两个钢管装配后的竖向截面示意图。图4为感应淬火生产线的冷却喷嘴的轴线与钢管前进方向之间存在夹角β的示意图。附图标记说明：1中段；2左段；3右段；4陶瓷纤维布；5钢管；6喷嘴；M中段的长度；D中段的外径；D1左段的外径和右段的外径；S左段和右段的壁厚；α中空锥台的内壁与外表面之间的夹角；C钢管前进方向；β冷却喷嘴的轴线与钢管前进方向之间的夹角。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。各个示例通过本专利技术的解释的方式提供而非限制本专利技术。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本专利技术的范围或精神的情况下，可在本专利技术中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本专利技术包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。在本专利技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术而不是要求本专利技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。本专利技术中使用的术语“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢管整体感应淬火专用装置，其特征在于，所述专用装置包括连接接头，所述连接接头由左段、中段和右段依次连接而成，所述左段能够伸入一个所述钢管内，所述右段能够伸入另一个所述钢管内，所述中段能够位于两个首尾对接的所述钢管之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢管整体感应淬火专用装置，其特征在于，所述专用装置包括连接接头，所述连接接头由左段、中段和右段依次连接而成，所述左段能够伸入一个所述钢管内，所述右段能够伸入另一个所述钢管内，所述中段能够位于两个首尾对接的所述钢管之间。


2.根据权利要求1所述的专用装置，其特征在于，所述左段、所述中段和所述右段均为空心的圆柱体结构且互相连通，所述中段的外径大于所述左段和所述右段的外径，所述左段的外径与所述右段的外径相等。


3.根据权利要求1所述的专用装置，其特征在于，所述中段的长度M为20mm-30mm，所述左段和所述右段的长度L均为50mm-60mm。


4.根据权利要求1所述的专用装置，其特征在于，所述左段和所述右段的外径D1比所述钢管的内径小2mm-5mm。


5.根据权利要求1所述的专用装置，其特征在于，所述中段的外径D与所述钢管外径之间的差小于等于1mm且大于等于-1mm。


6.根据权利要求1所述的专用装置，其特征在于，所述连接接头的材质为20号或45号钢。


7.根据权利要求1-6任一项所述的专用装置，其特征在于，所述左段和所述右段的壁厚S均为8mm-10mm。


8.根据权利要求7所述的专用装置，其特征在于，
所述左段和所述右段均包括圆环体和中空锥台，所述左段的圆环体一端和所述右段的圆环体一端分别连接在所述中段的左右两端，所述左段的圆环体的另一端和所述右段的圆环体的另一端均连接一个所述中空锥台的大端，
优选地，所述圆环体的外径与所述中空锥台的大端外径一致，所述圆环体的内径与所述中空锥台的内径一致，所述中空锥台的小端外径与内径一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨煌光，袁进峰，张洋波，段松，李刚，李倩，
申请(专利权)人：大冶特殊钢有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42