[发明专利]高强度钢管的高精度热扩径方法

说明书

技术领域

本发明涉及热加工领域，具体涉及一种高强度钢管的高精度热扩径方法。

背景技术

扩径机在常温下主要用于输送石油、天然气的直缝焊管的扩径校形和去应力。随着我国东西、南北油气大干线、海底管线、矿浆管线建设高潮的到来，扩径技术作为直缝焊管生产中重要的工序之一得到极广泛的应用。然而随着钢管材质级别的提高、钢管厚度的增加，特别是航空航天以及军事领域对室温条件下σ_b≥1640MPa、σ_0.2≥1400MPa的超高强度合金钢钢管的扩径，常温扩径工艺已经不能满足使用要求。而且，航空航天以及军事领域对钢管的精度要求也非常严格，常温扩径工艺更不能满足要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种使用扩径机和加热炉进行热加工，加工步骤简洁的高强度钢管的高精度热扩径方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：一种高强度钢管的高精度热扩径方法，它的加工步骤为：

（1）、准备扩径机：在扩径机的外模块上喷涂石墨乳液作为润滑剂和分型剂，外模块由GH4500材质或GH2135材质制造；

（2）、炉内加热：将抗拉强度σ_b 为1640MPa～2100MPa、屈服强度σ_0.2为1400MPa～1950MPa和壁厚1mm～10mm的待扩径钢管装入加热炉，然后在加热炉内充入氩气，接着用中频感应线圈快速加热钢管至600℃～800℃，并在该温度下保温1～3分钟；

（3）、热扩径：打开加热炉炉门，将扩径机前移，将喷涂了石墨乳液的扩径机外模块插入钢管内腔，操作扩径机使外模块运动并挤压钢管内壁，钢管涨型进行热扩径；

（4）、炉外冷却：外模块涨型扩径后，扩径机后退，外模块保持涨型扩径时的状态，与钢管一起从加热炉中退出，外模块与钢管一起空冷，并保持外模块与钢管之间在空冷过程中的涨型扩径状态；

（5）、脱模：外模块与钢管一起空冷至常温后，操作扩径机，使外模块缩回，与钢管脱离，石墨乳液作为润滑剂和分型剂，保证了钢管顺利脱模，钢管扩径后的精度为：圆度≤0.4mm，直线度≤0.6mm/m。

本发明的技术方案克服了常温扩径工艺不能满足高强度钢管的高精度扩径要求的缺陷。

本发明相比现有技术所产生的有益效果：

1、本发明明显提高了钢管的圆度和直线度，达到了高精度要求。

2、本发明能扩径的高强度钢管的抗拉强度σ_b 为1640 MPa～2100MPa、屈服强度σ_0.2为1400MPa～1950MPa，壁厚1mm～10mm，开辟了扩径高强度钢管新的应用范围。

3、本发明能为带锥度的高强度钢管扩径，增加了带锥度钢管的使用范围。

4、扩径后的高强度、高精度钢管在航空航天以及军事领域，石油和天然气输送方面都将发挥重要的作用。

5、本发明的扩径方法简洁实用，加工成本低。

本发明适用于化学成分不同的各种高强度钢管的扩径。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的原理方框图。

图2为本发明的4种不同材质的高强度钢管的扩径实施例图。

具体实施方式

参见附图1，一种高强度钢管的高精度热扩径方法，它的加工步骤为：

（1）、准备扩径机：用自来水稀释石墨成乳液状态，将石墨乳液装入喷枪的储液罐中，喷枪连接0.3～0.6 MPa的压缩空气，用自动或手动喷枪对扩径机的外模块表面进行雾状喷涂，喷枪流量为40～60毫升／秒；在扩径机的外模块上喷涂石墨乳液作为润滑剂和分型剂，外模块由GH 4500材质或GH 2135材质制造。扩径机设置在轨道上，方便移动。

（2）、炉内加热：将抗拉强度σ_b 为1640～2100 MPa、屈服强度σ_0.2为1400 MPa～1950 MPa，壁厚为1mm～10mm，圆度≤5.0mm，直线度≤3.0mm/m的待扩径钢管装入加热炉，然后在加热炉内充入氩气，保持5～10分钟，接着用中频感应线圈快速加热钢管至600℃～800℃，并在该温度下保温1～3分钟，使加热炉内的钢管受热均匀。加热炉内充入氩气，降低了加热炉内的空气浓度，减少了钢管加热时发生的氧化。