趙影

【摘要】本文主要探討我國(guó)目前石油機(jī)械熱處理技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀，并且結(jié)合石油機(jī)械熱處理的現(xiàn)狀，分析石油機(jī)械熱處理技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。其中主要包括：以真空技術(shù)和保護(hù)氣氛為主的少無(wú)氧化熱處理技術(shù)；精密熱處理和節(jié)能熱處理技術(shù)；注重解決環(huán)保和熱處理污染治理問(wèn)題；保證產(chǎn)品質(zhì)量；加強(qiáng)熱處理生產(chǎn)自動(dòng)化管理工作等。

【關(guān)鍵詞】石油機(jī)械 熱處理 技術(shù)現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

1 石油機(jī)械熱處理技術(shù)現(xiàn)狀分析

1.1 專業(yè)熱處理生產(chǎn)線

1.1.1 石油專用管

近年來(lái)，我國(guó)本土化的油氣輸送管道制造企業(yè)已增加到了十多家，這些企業(yè)當(dāng)前多通過(guò)螺旋焊管、直縫焊管等類工具支撐日常生產(chǎn)操作，其中以中石油寶雞鋼管企業(yè)及渤海石油裝備青縣鋼管企業(yè)最具規(guī)模。早在十一五期間，我國(guó)專業(yè)焊管企業(yè)生產(chǎn)量已經(jīng)從以前每年的52 萬(wàn)噸增長(zhǎng)到了了每年230 萬(wàn)噸，總共生產(chǎn)的焊管也已經(jīng)有600萬(wàn)噸了，這意味著滿足了國(guó)內(nèi)將近一半多的生產(chǎn)需求。企業(yè)日常生產(chǎn)工作常有油套管焊接及高強(qiáng)度輸送需求，這些環(huán)節(jié)需要焊縫熱處理技術(shù)及相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)提供支持，其中的中頻熱處理完畢后需要以多機(jī)聯(lián)合的方式完成生產(chǎn)，以合理的參數(shù)完成熱處理工作，一般情況下在900℃左右便可將前一階段的焊接殘余應(yīng)力、焊縫加工留下的熱影響區(qū)部分消除掉。

1.1.2 鋼絲繩熱處理

對(duì)于鉆井鋼絲繩的生產(chǎn)加工，主要需經(jīng)過(guò)鋼絲繩的熱加工處理、表面加工處理這兩大加工環(huán)節(jié)。在正常生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，要將鋼絲繩產(chǎn)品送至熱處理的生產(chǎn)線上接受PLC自動(dòng)化控制下的生產(chǎn)加工處理，自動(dòng)熱處理環(huán)節(jié)完畢并檢查合格之后，送至天然氣專用加熱爐對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行液鉛冷卻加工處理，完成熱處理環(huán)節(jié)之后，利用鹽酸等材料進(jìn)行線柸的除銹加工，除銹完畢之后，進(jìn)行表面的中和加工及磷化加工操作。

1.1.3 鉆井工具加工

在進(jìn)行鉆桿工具性加工之時(shí)，考慮到鉆桿實(shí)際使用特點(diǎn)及技術(shù)構(gòu)造，要將鉆桿的管體與接頭部分規(guī)范連接，這個(gè)環(huán)節(jié)主要通過(guò)摩擦焊接的加工方式完成。多數(shù)鉆桿加工對(duì)象都是成型無(wú)縫鋼管，在實(shí)施焊接加工之前，要對(duì)管體及其他部分進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完畢后及逆行相互連接操作。連接之時(shí)，要將操作重點(diǎn)放在接頭、及鉆桿主管之上，依照技術(shù)加工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。每一道加工工序的操作及考核都要針對(duì)后期使用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及質(zhì)量要求進(jìn)行，保證鉆桿有足夠的人性及抗扭曲性能，為實(shí)際鉆井操作提供工具保障。接頭熱處理工作以連續(xù)式淬火為主，熱源選用天然氣，添入油淬火加工。

1.1.4 三抽設(shè)備

作為采油工作中應(yīng)用極廣、使用頻率高的一類工具，這三類設(shè)備的加工質(zhì)量要求相對(duì)要高。此類設(shè)備在機(jī)械化油井生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛，而我國(guó)絕大多數(shù)的油井正式機(jī)械油井，也多采用上述設(shè)備完成采油操作。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)油井采用抽油泵、抽油桿及抽油機(jī)設(shè)備完成的采油總量約可達(dá)總油量的2/3，隨著我國(guó)油井?dāng)?shù)量的不斷增加與機(jī)械采油方式的推廣與改革，上述設(shè)備的應(yīng)用面還將不斷擴(kuò)大，采油量也會(huì)不斷增加。因而上述設(shè)備的加工處理要嚴(yán)格依照行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，且需要嚴(yán)格實(shí)施質(zhì)量及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)審查統(tǒng)計(jì)工作。

1.2 綜合熱處理生產(chǎn)

1.2.1 鉆井裝備

當(dāng)前，我國(guó)寶雞石油機(jī)械廠是規(guī)模及產(chǎn)量最大的石油鉆井機(jī)械制造類企業(yè)，總資產(chǎn)及占地面積均很大，其生產(chǎn)的陸上鉆機(jī)、泥漿泵產(chǎn)量均連續(xù)幾年居全國(guó)乃至全球首位，其各類設(shè)備生產(chǎn)設(shè)施及流程完善，各生產(chǎn)環(huán)節(jié)處理技術(shù)相當(dāng)純熟，從20世紀(jì)末開(kāi)始，改機(jī)械廠便多次對(duì)內(nèi)部的生產(chǎn)管理技術(shù)、處理場(chǎng)地、生產(chǎn)環(huán)境、設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行多次整改，已有數(shù)十臺(tái)專門(mén)的熱處理設(shè)備，這主要包括7.5m三臺(tái)320kW、145kW以及120kW的深井式爐，另外還包括5臺(tái)500kW、80kW以及320kW的臺(tái)車爐，120 kW+60 kW 雙室愛(ài)協(xié)林周期爐和真空爐，還有2臺(tái)分別為500A及100A，200kW 中頻、200kW 高頻/超音機(jī)組的滲氮爐，另外還有十多臺(tái)箱式爐、滲碳爐以及鹽浴爐等進(jìn)行滲碳、碳氮共滲和保護(hù)氣氛熱處理以及感應(yīng)熱處理、光亮淬火、其它的常規(guī)熱處理等等，該公司的熱處理技術(shù)主要是用來(lái)對(duì)特殊材料、超長(zhǎng)和超大件的特殊工藝進(jìn)行熱處理等。

1.2.2 井控設(shè)備

江漢第四石油機(jī)械廠生產(chǎn)的產(chǎn)品占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的約一半的份額，其中主要為專業(yè)生產(chǎn)中的石化車裝鉆機(jī)、修井機(jī)以及固井壓裂設(shè)備和相關(guān)的配件等。熱處理產(chǎn)品要處理的對(duì)象包括對(duì)偏心輪、鏈輪、高壓管件的接頭和合金鋼齒輪及常規(guī)碳鋼做輝光離子滲氮、高頻表面淬火和滲碳以及調(diào)質(zhì)等。江漢第四石油機(jī)械廠的主要設(shè)備包括：井式滲碳爐以及350kW 的密封多用爐，另外還包括、臺(tái)車電阻爐以及齒輪專用淬火壓床、箱式電阻爐、輝光離子滲氮爐和相關(guān)的機(jī)床、感應(yīng)加熱設(shè)備等等三十余套。這幾年，該公司又對(duì)熱處理生產(chǎn)線進(jìn)行了大量的物質(zhì)投入，最終完成了熱處理溫度微機(jī)自動(dòng)控制，隨后對(duì)生產(chǎn)車間進(jìn)行了整體的擴(kuò)寬改造，生產(chǎn)規(guī)模也擴(kuò)大了。最近幾年該公司又新增了離子滲氮普通電源改脈沖電源以及360 kW 的高溫臺(tái)車電阻爐，終于讓離子滲氮微機(jī)自動(dòng)控制成為事實(shí)，滲碳爐通過(guò)爐溫自動(dòng)控制以及碳控儀，最大程度低提高了熱處理工藝控制的可靠性。

2 熱處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2.1 以真空和保護(hù)氣氛為主的少無(wú)氧化熱處理技術(shù)日益完善和普及

在20世紀(jì)80至90年代，少無(wú)氧化熱處理技術(shù)的普及程度成為了評(píng)價(jià)熱處理水平的重要標(biāo)志。先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的無(wú)氧化熱處理比重已經(jīng)達(dá)到了80%以上。比如：在1980年，歐洲工業(yè)國(guó)家經(jīng)真空熱處理的零件比重為3%，而2000年增加到23%；而在這個(gè)期間，可控氣氛熱處理的比重也從19%增加到了29%。

2.2 精密熱處理和節(jié)能熱處理技術(shù)的迅猛發(fā)展

一般工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)開(kāi)發(fā)新能源，特別是節(jié)約使用能源都是非常重視的。日本積累了許多關(guān)于能源的有效利用的經(jīng)驗(yàn)，例如熱處理能源的合理利用，節(jié)能工藝的廣泛使用，從節(jié)能角度重新定義傳統(tǒng)工藝的方法，熱處理設(shè)備的開(kāi)發(fā)推廣，多次利用廢熱及余熱，熱處理生產(chǎn)進(jìn)行合理組織，最大程度使設(shè)備滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)等。歐洲工業(yè)國(guó)家的熱處理平均電耗為400 kW·h/t，日本則為300 kW·h/t。

2.3 清潔環(huán)保和熱處理污染治理問(wèn)題已引起了高度關(guān)注

熱處理生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生廢氣、廢水、廢渣、廢鹽、油煙、噪聲以及形成電磁波，這其中很多是有毒和劇毒物品，直接排放會(huì)造成環(huán)境污染環(huán)境和生態(tài)破壞。近30年內(nèi)，世界各工業(yè)國(guó)家一直致力于治理因熱處理三廢而造成的各種污染，從而最大程度的降低污染。同時(shí)，這些國(guó)家也都非常重視對(duì)熱處理輔助工序的粉塵、各種頻率的電磁波以及生產(chǎn)和輔助設(shè)施的噪聲的防護(hù)和治理，它們制定了相關(guān)的規(guī)定和防止治理政策，還有一些企業(yè)一直在嚴(yán)格按國(guó)際環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)ISO14000體系的要求來(lái)約束自己。

2.4 對(duì)熱處理產(chǎn)品質(zhì)量的管理越來(lái)越嚴(yán)格

在國(guó)外，一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家的知名企業(yè)都將熱處理技術(shù)作為一種產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)方式進(jìn)行保密，并且還對(duì)各種專利技術(shù)進(jìn)行申報(bào)。同時(shí)，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，在生產(chǎn)中采用多種先進(jìn)的測(cè)試控制技術(shù)，例如通過(guò)運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)滲碳層濃度和深度精確地完成在線控制。

2.5 生產(chǎn)自動(dòng)化水平逐漸提升

隨著計(jì)算機(jī)的普及，加上工業(yè)控制機(jī)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，熱處理生產(chǎn)自動(dòng)化變得越來(lái)越高科技。熱處理設(shè)備讓加熱爐和水、油槽的簡(jiǎn)陋外貌發(fā)生了翻天覆地的改變，在生產(chǎn)過(guò)程中，完全可以依照規(guī)定的工藝程序?qū)崿F(xiàn)完全自動(dòng)化，不但節(jié)約了人力資源，并且擺脫了人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成的無(wú)益影響，為穩(wěn)定生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。

3 結(jié)語(yǔ)

石油機(jī)械熱處理技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，認(rèn)清其發(fā)展的現(xiàn)狀，分析其原因，對(duì)其提出改善措施是非常必要的。通過(guò)提高熱處理技術(shù)水平，提升產(chǎn)品質(zhì)量，讓石油機(jī)械熱處理技術(shù)朝著一個(gè)健康的趨勢(shì)發(fā)展。

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