激光表面热处理技术在油管加工中的应用.pdfVIP

石油机械 CHINA MACHINERY 一58一 PETROLEUM 2008年第36卷第9期 ●加工制造◆ 激光表面热处理技术在油管加工中的应用+ 李 飞 (河南石油勘探局机动处) 摘要为解决油田现场使用油管时出现的螺纹粘连问题，河南油田机械制造厂利用激光表面 热处理技术对油管和接箍表面进行淬火处理。该技术在保证油管强度极限和屈服极限不变的条件 下，既不改变油管螺纹的几何尺寸，又能将油管螺纹的表面硬度大幅度提高，从而提高油管的综 合性能，解决了现场作业油管和接箍粘扣问题，延长了其使用寿命。为油田降低开采成本提供了 新方法和新工艺。激光表面热处理技术在油管加工批量生产中的应用，使油管和接箍产品成为具 有专有技术的拳头产品，给制造厂带来显著的经济效益和社会效益。 关键词 油管 接箍 激光表面热处理 使用寿命粘扣 行扫描，被扫描部分材料的表面急骤升温至相变温 引 言 度后，快速冷却而形成自淬火，淬火部分呈超细化 的马氏体组织，硬度比淬火前提高近2倍，得到 0．1—1．0 油管是油田开采的主要耗材，油管加工厂家和 mm的淬硬层，从而提高工件的抗拉、耐 采油作业单位对油管螺纹的加工精度、螺纹脂的选 磨、耐蚀性能。马氏体组织是碳元素在a相中的 择、上卸扣扭矩等都进行了较为详细的研究；也通 过饱和固溶体，其比容较其他组织大，所以工件的 过采用油管整体淬火的方法提高其性能，从而提高 淬硬层区域处于压应力状态，淬硬层区域的压应力 螺纹抗粘扣的能力，但由于成本较高，没得到推 可以抵消部分外载荷的张应力，从而提高工件的耐 广。激光表面淬火工艺是快速强化零件表面的新技 疲劳性能。 术，处理后的表面具有超细化的组织结构，硬度 2．激光表面热处理特点¨J 高，耐磨性好，且处理速度快，热影响区小，变形 激光表面热处理是一门综合性的高新技术，是 小，成本低，可有效地解决油管粘扣问题。为此， 未来制造业的重要加工手段。它主要利用激光高密 河南石油勘探局机械制造厂把激光表面热处理新工 度、高能量的特性，实现无接触加工，具有以下 艺应用于油管和接箍的加工工艺中，显著提高了产 特点： 品质量，降低了生产成本，使产品的生命力和市场 (1)材料表面高速加热、高速自冷和自回火； 竞争力大大提高。激光表面热处理新技术在油管和 (2)能实现局部加工，能量集中，加工速度 接箍的加工乃至石油机械零部件上的推广应用中具 快。热影响区小，变形小，后续加工量少； 有非常显著的经济效益。 (3)可对容器内部进行加工处理； (4)能加工高硬度、高脆性、高熔点的各种 激光表面热处理 金属材料： 技术原理及特点 (5)极易与数控系统配合，形成极为灵活的 加工方法： 1．激光表面热处理技术原理… (6)生产效率高，加工成本低，经济效益和 激光表面热处理是用高能激光束对工件表面进