文档介绍：外加厚油管机械手设计自动化改造技术研究
外加厚油管机械手设计自动化改造技术研究
摘要:本文通过对国内外加厚油管的技术现状和设备现状的分析,选取了N80油管外加厚设备。根据相关理论对管端加热、模具、热处理工艺和冷床进行了计算和分析,结合现场试验最终确定了各项工艺参数。经机械性能检验和矿场试验,产品各项性能指标满足API 5CT标准要求和现场使用要求。
关键词:油管加厚热处理模具
油管是油田生产过程中重要的消耗物质,油管在石油工业中占有很重要的地位:外加厚油管是我厂主打产品之一,各油田普遍采用加厚油管高的连接强度和较低的成本,以保证油层开发的稳产增产。
世界上一些发达国家,如美国、前苏联等早在上个世纪50年代均已采用空心钢管在端部局部加热锻造的方法来生产加厚油管。为了满足日益发展的石油工业的需要,我国在上个世纪80年代开始引进国外设备进行端部加厚油管的制造,在随后的时间内,在消化吸收国外先进技术的同时,实现了加厚油管设备的国产化,同时油管加厚的自动化控制技术也在不断的发展。
一、油管端头加厚技术现状
管端加厚分为内加厚、外加厚和内外加厚三种。目前油管使用最多、技术最为成熟的是管端外加厚[2]。
其中管端加厚和热处理是影响产品质量的关键工序。

在锻造生产中,金属坯料锻前加热的目的是:提高金属塑性,降低变形抗力,从而使金属易于流动成形,并使锻件获得良好的锻后组织和力学性能。按所采用的热源不同、可分为燃料加热和电加热两大类。对于油管这种外形规则,结构简单的薄壁金属管体,采用感应电加热的方式进行管体加热。

目前,我厂管端加厚工艺根据平锻机工作运行速度快,金属聚料和终锻成型总时间也较短,故采用一火镦粗成形。

目前,国内外加厚机有两种方式,液压加厚机和卧式锻造机(平锻机)。
:运行平稳、冲击力小、环境无噪音污染,工件成形好,设备自动化程度高,操作者劳动强度小;设备模型空间小,只能装夹一个模具,对于锻件纵向飞边需要进行修磨,修磨工作量较大。
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,生产效率高;,可以装夹3~4个模腔,一次加热,可两次镦粗成形,生产成本低;,修磨工作量小;,减少了生产线建设投资;,受力大,工作时冲击力大,环境噪音较大;,镦粗时多为人工操作,操作者劳动强度大。
目前锻机使用也较为广泛,一些生产线配套了自动上下料的机械手,使生产效率进一步提高,同时产品质量得到稳步提高,操作者得到了解放。
二、关键技术研究

API 5CT对油管的钢材牌号未作具体要求,只要求机械性能。所以各轧管生产厂家所用的钢材牌号不完全一致。目前我厂N80油管材料普遍为36Mn2V。
油管外加厚属于管坯的局部镦粗,在进行局部镦粗时要避免因管壁失稳而产生纵向弯曲和形成折叠。实践证明,产生弯曲的方向是向外。管坯镦粗时要遵守以下顶镦规则:

模具是油管镦粗成形的重要工具,模具的使用寿命影响油管加厚的成本和生产效率。采用自动化控制技术,有效避免了送料过长,同时各工位衔接更流畅,降低了