[发明专利]一种高品质钢管内壁防氧化工艺

说明书

技术领域

本发明属于钢管热处理领域，特别涉及一种高品质钢管内壁防氧化工艺。

背景技术

近年来随着经济的发展，能源需求急剧增长，国际、国内都在加大开采石油、天然气的力度。油气输送管道作为石油和天然气的一种经济、安全、不间断的长距离输送工具得到了迅速发展，已成为与铁路、公路、水路和航空并列的五大运输行业之一。目前全球已有100多个国家在进行海上石油勘探，其中一半以上对深海进行了石油勘探。我国海洋石油工业近年来发展迅速，与陆地油田在极力稳产的情况形成鲜明的反差，随着油气田的开采向超深井和深海的发展，高品质油气管的需求出现了大幅增长。高品质油气管无论是从材质性能要求还是表面质量要求都远远高于普通钢管，不但要求外壁有良好的光洁度和圆度、直度，而且要求内壁有良好的光洁度。我国最新开发的P110钢级的强度高达上千兆帕，广泛应用到深井和深海工程中。在高强度材料自身性能的基础上，通常还要利用其它工艺来提高管道的强度，最常用的工艺便是淬火。将轧制好的管道进入加热炉中加热到一定温度，再通过淬火工艺来全面提高管道的整体性能，此工艺被广泛应用到提高钢管性能的生产制造过程中。

在热处理过程中，钢管首先在加热炉里面加热到约1200度的高温状态，此时，由于炉内燃烧过程氧气的存在，对钢管的内壁和外壁造成氧化，形成一层磷状物，从加热炉出来进入淬火工序前，内壁和外壁的磷都应该去除，但是，现阶段国内钢管生产设备中只有外壁高压水除磷装置，内壁上磷状物无法去除。由于在钢管内壁有一层磷状覆盖物的存在，对钢管内壁淬火的性能有一定的影响；对于钢管淬火后采用喷砂的方式去除磷状物，虽然去磷效果较好，但是对内壁形成凹凸不平的坑点，加大了钢管内壁和传输介质的接触面积，并形成微观电化学腐蚀场，在有腐蚀性介质的传输过程中加速了对管体损害；也有采用在钢管热处理后对内壁进行修磨的方式来满足要求。这种工艺速度低，噪音大并污染环境，而且对金属损耗率高。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高品质钢管内壁防氧化工艺，通过利用氮气的稳定性，消除钢管加热过程内壁氧化物的产生，减少对钢管内壁的损耗，显著提高钢管的整体性能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种高品质钢管内壁防氧化工艺，包括以下步骤：

1)在钢管通过输送辊道向淬火炉运动过程中，利用同步机械手将钢管一端用端部密封装置塞紧，端部密封装置由耐高温材料制成，且端部密封装置上装有充氮气阀口；

2)用氮气填充装置通过端部密封装置上的充氮气阀口向钢管内部填充氮气，将钢管内部空气排净，只剩下氮气；

3)当钢管内部充满氮气时，将钢管另一端用端部密封装置塞紧，停止氮气填充装置向钢管内部充氮气；

4)将端部密封好的钢管送入淬火炉加热到一定温度；

5)钢管从淬火炉加热达到一定温度后取出，通过外部除磷工艺将钢管外壁氧化物去除；

6)通过同步机械手将钢管两端的端部密封装置取出，钢管内部重新充满空气；

7)将重新充满空气的钢管送入淬火装置进行淬火，完成钢管的热处理工序。

作为优选，所述充氮气阀口为自动充氮气阀口，当充氮气时可自动打开，停止充氮气时可自动关闭，且不泄漏。

作为优选，所述端部密封装置可循环使用。

作为优选，所述步骤1)耐高温材料为耐火棉。

作为优选，所述步骤4)淬火炉加热到一定温度为1100度至1300度。

作为优选，外部除磷工艺采用高压水除磷。

本发明的有益效果是：该工艺方法简单，性能稳定，实用效果好，成本低；避免钢管在加热炉加热时内壁形成氧化物，保证了钢管内壁光滑；钢管内壁无氧化物产生，提高了淬火质量，提升了钢管整体性能；实现了钢管热处理工艺在线进行，无需单独离线去除磷；无氧化物产生，绿色环保，无污染。

附图说明书

图1为本发明钢管一端密封充氮气示意图。

图2为本发明钢管两端密封状态示意图。

图中：1、钢管；2、端部密封装置；3、充氮气阀口；4、氮气填充装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步阐述。

一种高品质钢管内壁防氧化工艺，包括以下步骤：