淺談石油機(jī)械熱處理技術(shù)

馬鑰

摘 要：目前金屬熱處理節(jié)能降耗已成為最重要的可持續(xù)發(fā)展技術(shù)目標(biāo)之一。本文介紹了我國石油機(jī)械設(shè)備狀況， 論述了現(xiàn)階段石油機(jī)械制造業(yè)的熱處現(xiàn)狀以及熱處理技術(shù)發(fā)展趨勢和對策，以鞏固我國石油機(jī)械熱處理的成果，振興民族工業(yè)，跨入國際競爭的大市場。

關(guān)鍵詞：石油機(jī)械；熱處理；挑戰(zhàn)；對策

一、我國石油機(jī)械熱處理技術(shù)概況

現(xiàn)代金屬熱處理技術(shù)的發(fā)展趨勢是在3C（Cool 涼爽、Clean 干凈、Calm 安靜）條件下，實(shí)現(xiàn)3S（Sure 可靠、Safety 安全、Saving 節(jié)約）目標(biāo)，即所謂“3C-3S”系統(tǒng)。因此，節(jié)能降耗已成為其最重要的可持續(xù)發(fā)展技術(shù)目標(biāo)之一。石油機(jī)械涵蓋了石油勘探、鉆井、采油、輸油等整個過程中使用的機(jī)械裝備。石油機(jī)械的熱處理技術(shù)發(fā)展基本上代表了我國機(jī)械制造過程中熱處理技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。具有典型的大件熱處理特色。

二、我國石油機(jī)械制造行業(yè)熱處理總的現(xiàn)狀分析

（一）相對落后的熱處理加熱設(shè)備

目前熱處理加熱設(shè)備能源主要是電，部分采用天然氣、煤氣；大約80 %的產(chǎn)品加熱仍在氧化氣氛中進(jìn)行，表面氧化、脫碳情況嚴(yán)重，淬火表面裂紋傾向大，預(yù)留加工余量大，造成熱處理質(zhì)量不穩(wěn)定。鉆頭、標(biāo)準(zhǔn)件等專業(yè)廠使用連續(xù)爐、保護(hù)氣氛爐、周期作業(yè)爐生產(chǎn)，形成了一定規(guī)模的生產(chǎn)能力。

（二）未受重視的冷卻循環(huán)系統(tǒng)

多數(shù)熱處理生產(chǎn)廠淬火冷卻仍采用靜置方式，缺乏對冷卻系統(tǒng)建設(shè)足夠的重視和足夠投入，自動控制或強(qiáng)制冷卻循環(huán)能力弱，介質(zhì)使用過程中的溫度、濃度、時間、循環(huán)方式等的控制仍是一個薄弱環(huán)節(jié)。

（三）熱處理產(chǎn)品質(zhì)量檢測與控制的不適應(yīng)性

熱處理后產(chǎn)品的性能等質(zhì)量控制主要靠事后試棒檢驗(yàn)和檢測產(chǎn)品表面硬度確定。而熱處理工藝參數(shù)設(shè)計(jì)只能按常規(guī)鋼材牌號選擇，首爐產(chǎn)品經(jīng)試生產(chǎn)后修正工藝參數(shù)。當(dāng)產(chǎn)品種類較多，材料成分變化時，造成返工率高，生產(chǎn)周期長，熱處理成本大。

（四）工人勞動強(qiáng)度大，設(shè)備使用壽命短

石油機(jī)械產(chǎn)品多數(shù)具有“多品種、小批量”的特點(diǎn)，周期式作業(yè)，工人勞動強(qiáng)度大，質(zhì)量狀況受人為因素影響較大，同爐不同件或不同部位的產(chǎn)品質(zhì)量重復(fù)性差。人工拋扔式裝出爐，造成熱處理爐早期損壞。

三、我國石油機(jī)械熱處理技術(shù)發(fā)展的對策

我國石油機(jī)械行業(yè)“重冷輕熱”的現(xiàn)象及不少國有企業(yè)的熱處理廠、點(diǎn)由于“小而全”生產(chǎn)任務(wù)不飽滿，設(shè)備利用率低，不能實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行，生產(chǎn)成本高，能耗大的現(xiàn)狀，在全球一體化的市場上很難有競爭力和生存的空間。因此，要盡快轉(zhuǎn)變觀念，以地區(qū)主管部門或熱處理行業(yè)組織牽頭使熱處理行業(yè)朝專業(yè)化、地區(qū)化的熱處理中心發(fā)展。各地區(qū)或行業(yè)的專業(yè)熱處理廠要結(jié)合自身優(yōu)勢和地區(qū)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的要求，及早做出必要的調(diào)整和進(jìn)行必要的技改，按照“有所為，有所不為”的原則，使各自的熱處理廠逐步辦成在某些方面具有技術(shù)領(lǐng)先特色的高水平的專業(yè)廠，逐步走向世界熱處理領(lǐng)域。

（一）大力推廣少無氧化熱處理技術(shù)

首先要喚起石油機(jī)械企業(yè)對少無氧化熱處理技術(shù)的認(rèn)識和重視，特別是各級領(lǐng)導(dǎo)干部。要大力宣傳少無氧化熱處理具有節(jié)能、節(jié)約原材料、零件熱處理質(zhì)量穩(wěn)定，無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。其次，要加大固定資產(chǎn)投資的力度，發(fā)展和推廣先進(jìn)的密封多用熱處理爐、連續(xù)滲碳淬火爐、真空爐、油淬爐、高效清洗設(shè)備等熱處理工藝裝備，提高我國石油機(jī)械熱處理的少無氧化加熱生產(chǎn)比重。

（二）加快發(fā)展先進(jìn)的精密和清潔熱處理技術(shù)

所謂先進(jìn)的熱處理技術(shù)，就是一個高新技術(shù)群。是計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)與傳統(tǒng)熱處理技術(shù)結(jié)合形成的一系列優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活熱處理技術(shù)的總稱。

（三）積極研究和推廣熱處理節(jié)能技術(shù)

研究和推廣各種節(jié)能熱處理工藝，如碳素鋼和低合金鋼的零保溫加熱、亞溫淬火、不均勻奧氏體加熱淬火、真空高溫滲碳、低壓滲碳、鐵素體狀態(tài)下的化學(xué)熱處理以及感應(yīng)加熱表面淬火代替整體加熱淬火等，并開發(fā)應(yīng)用各種節(jié)能熱處理設(shè)備，推廣陶瓷纖維耐火絕熱材料和合理的筑爐方法、燃料的合理燃燒控制方法及廢熱多次利用、各種高效換熱器等。

（四）大力開發(fā)和推廣計(jì)算機(jī)模擬仿真和控制技術(shù)（在大型石油機(jī)械零件熱處理過程中的應(yīng)用）

計(jì)算機(jī)在熱處理過程中應(yīng)用的范圍非常廣泛，需要開發(fā)和應(yīng)用的項(xiàng)目有：各種熱處理工藝過程和計(jì)算機(jī)模擬仿真，通過建立數(shù)據(jù)庫，用可視化編程技術(shù)開發(fā)軟件來實(shí)現(xiàn)加熱速度、淬火過程、組織轉(zhuǎn)變、應(yīng)力狀況、開裂傾向及預(yù)防、畸變規(guī)律、零件性能等的計(jì)算機(jī)仿真，為摸索工藝與組織性能、探求合理的熱處理工藝以及減少產(chǎn)品廢損率打下基礎(chǔ)；設(shè)備方面可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制爐內(nèi)氣氛、溫度變化、爐內(nèi)碳勢；計(jì)算機(jī)還可以用來在線控制數(shù)控儀表和裝出爐工裝，建立集散控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)熱處理生產(chǎn)的機(jī)械化或自動化；冷卻介質(zhì)系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)介質(zhì)濃度的自動調(diào)整、介質(zhì)溫度的自動散熱循環(huán)控制等。

（五）加強(qiáng)人力資源的開發(fā)，穩(wěn)定專業(yè)人才隊(duì)伍面

人是生產(chǎn)力中最活躍的因素，在知識經(jīng)濟(jì)中，人才是創(chuàng)造財(cái)富的最缺少和最珍貴的資源，在激烈的市場競爭中，人贏則贏已為企業(yè)界共識。要使我國早日趕上世界先進(jìn)工業(yè)國家，振興我國的石油機(jī)械熱處理產(chǎn)業(yè)，就必須依靠技術(shù)進(jìn)步和提高勞動者素質(zhì)，以及重視熱處理人才的培養(yǎng)教育，鞏固我國石油機(jī)械熱處理的成果，振興民族工業(yè)，跨入國際競爭的大市場。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴擁軍.石油機(jī)械熱處理技術(shù)研究[J].科技與企業(yè)，2015，（13）：196.

[2]李晉之，朱成，郭明月，黃潔.石油機(jī)械熱處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢淺析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016，（19）：78-79.