典型的感應(yīng)調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線，能夠達(dá)到的產(chǎn)能范圍為4~15t/h，甚至更大，通常由以下部分組成：
①一個(gè)整理/上料臺(tái)，對(duì)長(zhǎng)材捆進(jìn)行整理，將單根管/棒送入接下來(lái)的輥道。
②一套由有幾個(gè)“特殊設(shè)計(jì)”的輥道組成的系統(tǒng)單根處理管材/棒材，并貫穿整個(gè)熱處理過(guò)程。
③一套感應(yīng)變頻器（通常采用晶體管IGBT技術(shù)）作為電源，在正確的頻率下，用于奧氏體化，回火和保溫區(qū)域。
④若干套感應(yīng)器組，每套均由幾個(gè)單個(gè)的加熱線圈組成，管材/棒材通過(guò)其中，進(jìn)行奧氏體化和回火工藝過(guò)程中的加熱。
⑤一個(gè)淬冷工位，主要包括“特殊設(shè)計(jì)”的噴淋頭，對(duì)奧氏體化后的材料進(jìn)行噴淋。
⑥一個(gè)冷卻臺(tái)后接收集擱架，用于在空氣中冷卻從回火區(qū)域出來(lái)的材料，并將其收集成捆。
西馬克公司開(kāi)發(fā)了獨(dú)特的、技術(shù)成熟的、堅(jiān)固耐用且極其可靠的解決方案，用于處理此類產(chǎn)品，端部加厚無(wú)縫管也同樣適用。此類解決方案最近已經(jīng)成功應(yīng)用于出售給某全球著名石油管材制造商的一條全新調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線上，既可加工端部加厚油管，也可加工外加厚套管。
外加厚套管
充分考慮到管體和加厚端重量的不同（根據(jù)API 5CT規(guī)范尺寸要求，加厚端的公制重量比平管部分公制重量最大可高出60%），正確奧氏體化/回火處理端部加厚油管的唯一可行方式是在主奧氏體化加熱爐和回火加熱爐前增加一個(gè)預(yù)加熱系統(tǒng)。
對(duì)這種特殊的奧氏體化/回火加熱爐生產(chǎn)線，加厚端預(yù)熱器采用特別設(shè)計(jì)的IGBT中頻變頻電源，并配以專門設(shè)計(jì)的多圈式加熱線圈。通過(guò)精確的管材跟蹤系統(tǒng)，加厚端的位置能被控制，并實(shí)現(xiàn)底－底對(duì)接。通過(guò)特殊的設(shè)計(jì)/制造/跟蹤/控制，加厚端預(yù)熱器將有選擇性地在端部通過(guò)時(shí)，根據(jù)加厚端/管體重量比，僅將加厚端加熱至各種所需預(yù)熱溫度。
在加厚端預(yù)熱器感應(yīng)器末端（此時(shí)加厚端已被預(yù)加熱到一致溫度，而管體仍然為室溫狀態(tài)），管材進(jìn)入主奧氏體化/回火感應(yīng)加熱爐繼續(xù)進(jìn)行奧氏體化/回火工序。而主奧氏體化/回火感應(yīng)加熱爐，采用多個(gè)單圈式感應(yīng)器，將管材的不同部分(即加厚端和主管體)均勻地加熱到奧氏體化/回火溫度。
技術(shù)的亮點(diǎn)在于能夠獲得頂級(jí)的調(diào)質(zhì)質(zhì)量（無(wú)論加厚端還是主管體，都能確保同樣的力學(xué)性能指標(biāo)，這是其他加工方式無(wú)法獲得的），管材在加工完成后同樣能獲得極好的直線度（見(jiàn)下圖）。
感應(yīng)調(diào)質(zhì)線加工后獲得極佳直線度
外加厚套管
在一些特別的油或氣井應(yīng)用中，套管必須設(shè)計(jì)成能夠適應(yīng)極端惡劣環(huán)境，即具有更高的強(qiáng)度和防漏能力。這些套管類產(chǎn)品，通常典型的外徑范圍為127~273.05mm，需要進(jìn)行端部加厚，并要適合調(diào)質(zhì)處理。
公司不僅在端部加厚油管（外徑范圍60.325~114.3m）的應(yīng)用中獲得極大成功，而且也成功開(kāi)發(fā)了適合對(duì)平頭無(wú)縫套管進(jìn)行調(diào)試處理的生產(chǎn)線，最大加工外徑可達(dá)406.4mm，且同樣也可用于外加厚套管產(chǎn)品。
在這類最前沿的應(yīng)用中，除了相同于上述油管加工的結(jié)構(gòu)部分外，還增加了專門的機(jī)械搬運(yùn)系統(tǒng)和加厚端預(yù)熱系統(tǒng)，以獲得同樣出色的最終力學(xué)性能指標(biāo) (在加厚端以及主管體)的均勻性和出眾的直線度。
結(jié)語(yǔ)
汽車工業(yè)已顯示出對(duì)長(zhǎng)材采用感應(yīng)調(diào)質(zhì)工藝的偏好，目前包括如動(dòng)力系統(tǒng)、懸掛系統(tǒng)、電機(jī)軸及安全設(shè)備（如門梁、氣囊管）等。這當(dāng)然應(yīng)歸功于上述的感應(yīng)加熱技術(shù)的種種優(yōu)點(diǎn)。同樣，建筑行業(yè)也顯示了類似的偏好，主要包括機(jī)械、螺桿機(jī)部件、油水分離罐及起重機(jī)臂等。
迄今為止，公司已在美國(guó)、歐洲、中東及遠(yuǎn)東地區(qū)安裝了多條高品質(zhì)管材感應(yīng)調(diào)質(zhì)生產(chǎn)線，大幅提升了熱處理管材的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也引發(fā)了旺盛的市場(chǎng)需求。
另外，公司設(shè)備以其極具競(jìng)爭(zhēng)力的運(yùn)營(yíng)和投資成本、廣泛的適用性（適用范圍包括油管、端部加厚油管、套管、外加厚套管及射孔槍等）等特點(diǎn)，在一些特定領(lǐng)域中，產(chǎn)生了自我營(yíng)銷的效果，激發(fā)了更多盈利性投資。
作者：Guido Opezzo 博士
單位：德國(guó)西馬克艾洛特姆公司
來(lái)源：《金屬加工（熱加工）》雜志
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