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¿Cómo diseñar una línea de producción de tratamiento térmico por inducción de frecuencia intermedia?

Introducción del equipo de la línea de tratamiento térmico por inducción de frecuencia intermedia

La bobina secundaria de un transformador de extinción de frecuencia intermedia es una bobina de inducción de CA. La pieza de trabajo se coloca en una bobina de inducción ca y se calienta mediante un campo magnético alterno. Enfriamiento y revenido de tuberías de acero por inducción de frecuencia intermedia, la línea de producción de tratamiento térmico tiene muchas características, como menos inversión, efecto rápido, bajo costo de producción, menos costo de mantenimiento del equipo y menos mantenimiento. Además, se rompe el método de tratamiento térmico tradicional, lo que mejora en gran medida la eficiencia de producción y reduce los costos de producción.

Horno de forja de inducción de frecuencia intermedia

1. Rendimiento, especificación y variedad.

1.1 Salida y especificación máxima de expansión de tubería

Se espera que la producción anual supere las 30,000 t. El tamaño máximo de expansión del tubo alcanza los 700 mm.

1.2 Tipos y acero

Puede trabajar con acero de bajo carbono, acero de medio carbono y acero aleado cuyo contenido de aleación es inferior al 5%. Las variedades corresponden a la serie de carcasas de petróleo, la serie de accesorios hidráulicos, la serie de calderas, la serie de tuberías y la tubería sin costura para el transporte de fluidos.

2. Tecnología de producción de cada área de operación.

El trabajo del proceso se divide en un área de materia prima, un área de tratamiento térmico, un área de enderezamiento, un área de detección de fallas, un área de operación hidráulica y un área de operación de biselado. La operación de tratamiento térmico se divide en 3 líneas de enfriamiento y 2 líneas de templado.

El proceso tecnológico es el siguiente:

Tubería sin costura → rectificado → calentamiento por inducción → enfriamiento rápido con agua → calentamiento en duda → templado → dimensionamiento → detección de fallas → enderezamiento → presión de agua → biselado → verificación de almacenamiento.

2.1 Área de operación de materia prima

En el área de operación de materia prima se realiza la descarga, almacenamiento, marcado, triturado y limpieza de tubos de acero. Después del marcado, los tubos de acero ingresan al área de operación de tratamiento térmico a través de la mesa de rodillos giratorios. El objetivo principal de la mesa de rodillos giratorios es girar el tubo de acero hacia adelante y evitar que se doble después del enfriamiento.

Requisitos para las materias primas: la longitud máxima es de 1400 mm; Diámetro exterior ∅219 ~ ∅470mm; Espesor de pared 6 ~ 40 mm; Requisitos de rectitud: la rectitud de longitud total no debe exceder el 0.2%; La desviación máxima dentro de 1.5 mm desde el extremo de la tubería no debe ser superior a 3.18 mm.

2.2 Zona de tratamiento térmico

La línea de producción de tratamiento térmico puede realizar temple + revenido, normalización + revenido, normalización, revenido y otros procesos, que pueden satisfacer las necesidades de tratamiento térmico de diferentes tipos de acero.

2.2.1 área de enfriamiento

Se utiliza una bobina de inducción de frecuencia intermedia para calentar y la temperatura máxima está diseñada para ser 1040 ℃. La velocidad de procesamiento es de 5 mm por segundo; El acero es alimentado por el rodillo giratorio y el enfriamiento se trata con rociado interno y externo. El rociado interno es suministrado por la presión de la tubería limitadora, y el rociado externo es extinguido por el rociado del tanque de agua. Parámetros del horno de inducción de frecuencia intermedia: potencia 400kW, corriente 550A.

El proceso de enfriamiento es un proceso de tratamiento térmico en el que el acero se calienta a una cierta temperatura por encima del punto AC3 o AC1, se mantiene durante un tiempo determinado y luego se enfría a una velocidad adecuada para obtener una estructura de martensita y/o bainita.

Después del templado, se puede mejorar la dureza y la resistencia, pero debe templarse para optimizar el rendimiento de la resistencia y la tenacidad.

La temperatura de enfriamiento se determina según la composición, la microestructura y los diferentes requisitos de rendimiento del acero. Al seleccionar la temperatura de calentamiento de enfriamiento de la pieza de trabajo en la práctica de producción, es necesario tener en cuenta la influencia de muchos factores, como la composición química, los requisitos técnicos, el tamaño, la forma, la estructura original, el equipo de calentamiento de frecuencia intermedia y medio de enfriamiento, y ajustar la temperatura de calentamiento apropiadamente. La temperatura máxima de calentamiento de frecuencia intermedia de 1040 ℃ puede cumplir básicamente con los requisitos de enfriamiento de todo tipo de acero.

Para completar la transformación de la microestructura, la disolución del carburo y la homogeneización de la austenita de todas las partes dentro y fuera de la pieza de trabajo, se debe mantener un cierto tiempo a la temperatura de enfriamiento rápido, es decir, el tiempo de mantenimiento [2]. Bajo la condición de calentamiento por inducción de frecuencia media, la temperatura de enfriamiento requerida se puede alcanzar entre el tubo de acero y el centro de la bobina de inducción. Bajo la premisa de aumentar adecuadamente la temperatura de enfriamiento, el recorrido restante básicamente puede hacer que la estructura sea uniforme.

2.2.2 volver al área de fuego

También se utiliza una bobina de inducción de frecuencia intermedia para templar, y la temperatura máxima está diseñada para ser de 800 ℃. Adopte una forma de rodillo giratorio para ingresar acero; Parámetros del horno de inducción de frecuencia media: potencia 350kW, corriente 550A.

Debido a que la temperatura máxima está diseñada a 800 ℃, se pueden garantizar los requisitos del proceso de templado a alta y baja temperatura.

Después del templado, los requisitos del proceso de tenacidad y plasticidad se pueden obtener reduciendo la fragilidad, eliminando o reduciendo la tensión interna.

2.2.3 Método de enfriamiento rápido con agua

El rociado interno y el rociado externo se usan para apagar, el rociado interno se usa para rociar y el rociado interno se usa para apagar, y el rociado externo se usa para rociar el anillo de tubería de alta presión en el tanque de caja, y el rociado interno y el rociado externo pueden garantizar la templabilidad de tubo de acero de pared gruesa. La temperatura del agua de rociado debe controlarse por debajo de 35 ℃, la presión del agua es de 3MPa, el flujo de agua es de 5L/s.

El medio de extinción elige agua con una fuente amplia, precio bajo y composición estable. Al controlar la temperatura del agua, la martensita puede enfriarse sin causar demasiada tensión de enfriamiento.

Teniendo en cuenta que la capacidad de endurecimiento de la pared de la tubería es demasiado gruesa, puede agregar una cantidad adecuada de sal y álcali en el agua, de modo que la pieza de trabajo de alta temperatura sumergida en el medio de enfriamiento, en la etapa de película de vapor precipitó cristales de sal y álcali e inmediatamente Al estallar, la película de vapor se destruirá, la superficie de la piel de óxido de la pieza de trabajo también se granalla, a fin de mejorar la capacidad de enfriamiento del medio en la región de alta temperatura.

2.2.4 Refrigeración por agua circulante

Se utiliza una torre de agua de refrigeración para el enfriamiento del agua en circulación para garantizar que la temperatura del agua sea inferior a 35 ℃.

2.2.5 Defectos de calentamiento y control

En primer lugar, se debe prestar atención al sobrecalentamiento y la sobrecombustión para evitar una temperatura de calentamiento excesiva, lo que dará lugar a grandes granos de austenita y oxidación local o fusión de los límites de grano, lo que provocará el debilitamiento de los límites de grano. En casos severos, el rendimiento se deteriora seriamente después de la sobrecocción y se forman grietas durante el enfriamiento rápido. El tejido sobrequemado no se puede recuperar y solo se puede desechar. Así que realmente necesitas controlar la temperatura de calentamiento.

Además, se debe prestar atención para evitar la descarburación y la oxidación para garantizar la dureza de la superficie, la resistencia a la fatiga y la resistencia al desgaste del acero después del enfriamiento.

2.3 zona de alisado

(1) Después del templado, el enderezador hidráulico de seis rodillos de apertura rápida se puede utilizar para enderezar.

(2) Parámetros del proceso de enderezado. La temperatura de alisado es la temperatura normal ~ 650 ℃. Doblado después de enderezar: cuerpo del tubo menos de 1.5/1000 mm; Extremo de tubería inferior a 1/1000 mm; Ellipticity cumple con diferentes requisitos de entrega; No se permitirán hendiduras en la superficie de la tubería de acero después del enderezado.

2.4 área de inspección

(1) Adopte la máquina de detección de fallas por ultrasonidos y la unidad de detección de fallas por fugas magnéticas.

(2) Verifique los tipos de defectos y elementos de medición. Tipos de defectos a verificar: defectos longitudinales, transversales y estratificados en superficies internas y externas; Elementos de medida: diámetro exterior, espesor de pared, ovalidad. Las dimensiones geométricas se midieron por el método ultrasónico.

La precisión de detección se divide en precisión de medición del espesor de la pared y precisión de medición del diámetro exterior. La precisión de medición del espesor de pared requiere ±30 m. La precisión de la medición del diámetro exterior requiere ±50 m.

2.5 Área de operación hidráulica

Inspección de resistencia y agujeros de tubos de acero sin costura y otros defectos internos.

La prueba hidrostática se realizó de acuerdo con API Spec 5CT y API Spec 5L, y la presión de prueba fue de 35 ~ 100 MPa. Medio de prueba: emulsión; Tiempo de mantenimiento de la presión: 5~300 s; Modo de presurización: bomba de alta presión más cilindro de refuerzo; Forma de retención de presión: presión de retención del rompeolas o presión de retención del cilindro presurizado.

2.6 Área de operaciones de acabado

Verifique y almacene los productos terminados, bisele la tubería de acero.

2.7 Otro equipo

Equipo de transporte de elevación 3 juegos, especificaciones para la grúa de gancho principal 20/5T. Se utiliza principalmente para el mantenimiento de equipos, levantamiento de materias primas, reemplazo de herramientas, tratamiento de accidentes, levantamiento de material de tubería intermedia, etc.

Cama fría y banco de transferencia de acero 5. Los lugares de distribución son materias primas y soporte frontal de temple, soporte frontal de temple y templado, soporte trasero de templado, soporte frontal de detección de fallas y presión de agua, soporte trasero de presión de agua.

3. Dotación de auxiliares de repuestos y mano de obra de taller

Las piezas de control eléctrico, el suministro de agua y las instalaciones de drenaje (incluido el sistema de agua limpia, el nuevo sistema de suministro de agua para la producción, el sistema doméstico de agua contra incendios, el sistema de suministro de agua segura, etc.), la calefacción, el aire acondicionado, la ventilación, etc., se diseñarán de acuerdo con a las normas y reglamentos nacionales pertinentes; La terminación deberá cumplir con los requisitos de protección ambiental; La seguridad y la salud en el trabajo cumplen los requisitos de las leyes y reglamentos nacionales pertinentes.

Se adoptan 4 turnos y 3 operaciones inversas, incluida la línea de producción, la operación de equipos auxiliares y el personal de administración, etc., todo el taller necesita un total de 60 personas.

4.Conclusion

La adopción de calentamiento por inducción de frecuencia media para el tratamiento de tubos de acero sin costura es factible, tiene las características de lotes pequeños y muchas especificaciones, y tiene el valor de popularización y aplicación.

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