D0I:10.13374/i.issnl100103x.2011.02.015 第33卷第2期 北京科技大学学报 Vo133 No 2 2011年2月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing Feb 2011 大口径无缝钢管淬火冷却均匀性影响因素 刘国勇 朱冬梅张少军 李谋渭边新孝 北京科技大学机械工程学院，北京100083 通信作者，Ema时y666@163m 摘要根据目前无缝钢管常用的外表面常压管射流与内表面轴向喷射冷却方式，采用有限元分析软件ANSYS对大口径钢 管淬火过程温度场进行数值模拟.分析了钢管的管径、钢管的旋转速度及内喷射冷却介质一水的浸润角对钢管径向冷却均 匀的影响.结果表明：在大管径条件下，管径对冷却均匀影响不大：钢管的旋转速度不低于60m江，水的浸润角为270左右 时，钢管径向冷却均匀较好. 关键词钢管：淬火：温度分布：数值方法 分类号TG1553 Infuuencng factors on cooling unifom ity of arge caliber seam less steel pipes during quench ng L.IU Guo yong,ZHU Dongm ei ZHANG Shaa jin LIMouwei B IAN Xnxao Mechan cal Engineering School University of Science and Technopgy Beijng Beijing100083 Chna Correspandng author Email gy 1i666@163 com ABSTRACT Based on current cooling methods commonly used to cool he outer surface by a lov pressure pipe et and he inner sur face by a high Pressue axial et num erical siultons w ith fn ite elm ent sofware ANSYS were perfommed p sudy he tm peraure fieH of arge calber sea ess seelp pes during quench ing The consdered facprs are the diaeter of seelppes he rotaton speed of steel ppes and the wetting angle of coolng water Numerical results reveal hat ppe diameter has little nfluence on the coolng ui fom ity The rad ial coolng unipmity of steel pipes is the best under the cond ition of the rouation speed of no ss than 60 rm and the wetting angle of abait270. KEY WORDS steelppe quenching temperaure distribu tion numericalmethods 目前无缝钢管淬火主要有槽内水淬工艺和槽外 钢管旋转装置，还能使钢管在圆周方向均匀冷却和 水淬工艺·.槽内水淬工艺最简单的方法就是浸 冷却变形极小，甚至无淬火弯曲变形. 淬：但浸淬的主要缺点是钢管上下部的冷却速度不 由于层流喷射加内轴向喷射这种方式，管外表 一致。容易使钢管弯曲. 面采用是低压水(0.1~0.2MP)冷却，一般情况下， 槽外水淬工艺中应用较成功的是“在钢管旋转 钢管外上半部分是水冲击冷却，而钢管外下半部分 同时，进行钢管内表面轴流喷水，外表面层流喷水淬 是少量流水冷却；钢管内表面采用是高压水（在钢 火”的水淬热处理工艺，日本钢管生产厂及我国的 管内流动速度为10~15ms1冷却，一般情况下， 宝钢及天津无缝钢管厂等采用就是此工艺一.日 对于小直径钢管是充满整个钢管内孔.钢管内外表 本钢管公司比较了浸淬、浸淬加内轴向喷射、外喷射 面冷却形式的不同，往往会造成钢管冷却不均匀，产 加内轴向喷射和层流喷射加内轴向喷射等冷却方法 生变形.内轴向喷射产生的沿钢管长度方向冷却不 的冷却能力-？，表明钢管外表面层流喷射和内轴 均匀可通过局部调整层流水量给以弥补，在实际生 向喷射工艺的冷却能力极强，淬火效率高.若配以 产中，有大直径钢管(D空300需要淬火，采用内轴 收稿日期：2010-03-22
第 33卷 第 2期 2011年 2月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.33 No.2 Feb.2011 大口径无缝钢管淬火冷却均匀性影响因素 刘国勇 朱冬梅 张少军 李谋渭 边新孝 北京科技大学机械工程学院, 北京 100083 通信作者, E-mail:gy liu666@163.com 摘 要 根据目前无缝钢管常用的外表面常压管射流与内表面轴向喷射冷却方式 , 采用有限元分析软件 ANSYS对大口径钢 管淬火过程温度场进行数值模拟.分析了钢管的管径、钢管的旋转速度及内喷射冷却介质———水的浸润角对钢管径向冷却均 匀的影响.结果表明:在大管径条件下, 管径对冷却均匀影响不大;钢管的旋转速度不低于 60r·min-1 , 水的浸润角为 270°左右 时, 钢管径向冷却均匀较好. 关键词 钢管;淬火;温度分布;数值方法 分类号 TG155.3 Influencingfactorsoncoolinguniformityoflargecaliberseamlesssteelpipes duringquenching LIUGuo-yong , ZHUDong-mei, ZHANGShao-jun, LIMou-wei, BIANXin-xiao MechanicalEngineeringSchool, UniversityofScienceandTechnologyBeijing, Beijing100083, China Correspondingauthor, E-mail:gy liu666@163.com ABSTRACT Basedoncurrentcoolingmethodscommonlyusedtocooltheoutersurfacebyalowpressurepipejetandtheinnersurfacebyahighpressureaxialjet, numericalsimulationswithfiniteelementsoftwareANSYSwereperformedtostudythetemperature fieldoflarge-caliberseamlesssteelpipesduringquenching.Theconsideredfactorsarethediameterofsteelpipes, therotationspeedof steelpipesandthewettingangleofcoolingwater.Numericalresultsrevealthatpipediameterhaslittleinfluenceonthecoolinguniformity.Theradialcoolinguniformityofsteelpipesisthebestundertheconditionoftherotationspeedofnolessthan60r·min-1 and thewettingangleofabout270°. KEYWORDS steelpipe;quenching;temperaturedistribution;numericalmethods 收稿日期:2010--03--22 目前无缝钢管淬火主要有槽内水淬工艺和槽外 水淬工艺 [ 1] .槽内水淬工艺最简单的方法就是浸 淬 ;但浸淬的主要缺点是钢管上下部的冷却速度不 一致, 容易使钢管弯曲 . 槽外水淬工艺中应用较成功的是 “在钢管旋转 同时, 进行钢管内表面轴流喷水 ,外表面层流喷水淬 火 ”的水淬热处理工艺 , 日本钢管生产厂及我国的 宝钢及天津无缝钢管厂等采用就是此工艺 [ 1 -5] .日 本钢管公司比较了浸淬、浸淬加内轴向喷射、外喷射 加内轴向喷射和层流喷射加内轴向喷射等冷却方法 的冷却能力 [ 1 -2] ,表明钢管外表面层流喷射和内轴 向喷射工艺的冷却能力极强 , 淬火效率高.若配以 钢管旋转装置 ,还能使钢管在圆周方向均匀冷却和 冷却变形极小 ,甚至无淬火弯曲变形. 由于层流喷射加内轴向喷射这种方式 ,管外表 面采用是低压水(0.1 ～ 0.2MPa)冷却, 一般情况下, 钢管外上半部分是水冲击冷却, 而钢管外下半部分 是少量流水冷却;钢管内表面采用是高压水 (在钢 管内流动速度为 10 ～ 15 m·s -1 )冷却 ,一般情况下, 对于小直径钢管是充满整个钢管内孔.钢管内外表 面冷却形式的不同 ,往往会造成钢管冷却不均匀 ,产 生变形.内轴向喷射产生的沿钢管长度方向冷却不 均匀可通过局部调整层流水量给以弥补 .在实际生 产中 ,有大直径钢管 (DN≥300)需要淬火,采用内轴 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2011.02.015
第2期 刘国勇等：大口径无缝钢管淬火冷却均匀性影响因素 ·233 向喷射充满内孔不仅浪费水资源，而且会加大冷却 钢管内表面， 泵站等的投资.文献[6一7对钢管淬火温度场及残 -k驯 =a2(工一T,流水冷却或空冷. 余应力进行有价值的探索.日本的冈村一男等也对 这种冷却方式中钢管旋转速度和水的浸润角进行研 式中，、T分别为钢管、水的温度1、a2分别为钢 究⑧，由于专利及相关工艺保密，没有相关钢管旋 管外表面、内表面换热系数、分别为钢管外表 转速度和水的浸润角等对冷却均匀性影响的报道. 面、内表面处钢管与水接触区域. 1.3有限元网格划分 1钢管温度场有限元模型 考虑到钢管在淬火时外表面上、下部分冷却条 1.1传热方程 件及内表面上、下部分冷却条件不同，加上旋转速度 ANSYS热分析基于能量守恒定律的热平衡方 的影响，在计算机硬件具备条件下，用整个钢管截面 程，用有限元法计算各节点的温度，进而导出其他热 作为计算对象.用三角形网格来划分，有限元模型 物理参数.在进行有限元求解时，钢管的实际物理 如图2所示. 模型长度远大于壁厚，钢管传热主要集中在壁厚方 向，钢管各点温度可看作厚度的函数，因此将钢管简 化为二维模型，其几何模型如图1所示. 图1钢管的几何模型 图2有限元模型 F 1 Geometricalmodel of a steel ppe Fi设2 Finite ekmetmodel 根据以上条件，该模型的热传导方程（极坐标） 为 2有限元换热条件及热载荷加载过程 寻T,1I,1净T1T 2.1换热边界条件 a肝rar子耶2-at 钢管外表面在射流冲击作用下的换热边界条件 式中：a为导温系数，=kPG妫热导系数，P为流 由两部分组成，上表面（即图1弧APC)是以单股射 体的密度，为定压比热：T为温度；为时间；和阝 流所覆盖面积取平均射流换热系数作为边界条 分别为极径和极角. 件，下表面卿图1弧DA是射流冲击区外以流 1.2定解条件 水二次冷却的换热系数作为边界条件.钢管内 定解条件如下采用极坐标表示，和D分别为 表面一部分（即图1弧GE)是在高压射流冲击作 钢管的内径和外径). 用下流水换热边界条件，另一部分（即图1弧GE) (1)几何条件： 是空气冷却的换热系数作为边界条件. 0≤360：d2D/2 2.2物理条件 (2初始条件： 在钢管温度的有限元计算中，为获得准确的模 七0，T(,B)为开冷温度. 拟结果，考虑材料的物理性能随温度变化.在淬火 (3边界条件： 中，钢管的温度变化很大，本文采用1C18N9T材 钢管外表面， 料属性7-，计算瞬态值时根据已知的数据插值得 =α1（一T,射流冲击或流水冷却： 到该温度下的物性值
第 2期 刘国勇等:大口径无缝钢管淬火冷却均匀性影响因素 向喷射充满内孔不仅浪费水资源, 而且会加大冷却 泵站等的投资.文献 [ 6 -7]对钢管淬火温度场及残 余应力进行有价值的探索 .日本的冈村一男等也对 这种冷却方式中钢管旋转速度和水的浸润角进行研 究 [ 8] ,由于专利及相关工艺保密, 没有相关钢管旋 转速度和水的浸润角等对冷却均匀性影响的报道. 1 钢管温度场有限元模型 1.1 传热方程 ANSYS热分析基于能量守恒定律的热平衡方 程 ,用有限元法计算各节点的温度,进而导出其他热 物理参数.在进行有限元求解时 , 钢管的实际物理 模型长度远大于壁厚, 钢管传热主要集中在壁厚方 向 ,钢管各点温度可看作厚度的函数 ,因此将钢管简 化为二维模型,其几何模型如图 1所示. 图 1 钢管的几何模型 Fig.1 Geometricalmodelofasteelpipe 根据以上条件,该模型的热传导方程 (极坐标 ) 为 2T r 2 + 1 r T r + 1 r 2 2 T β 2 = 1 a T t . 式中:a为导温系数 , a=k/ρcp, k为热导系数 , ρ为流 体的密度, cp为定压比热;T为温度 ;t为时间 ;r和 β 分别为极径和极角. 1.2 定解条件 定解条件如下(采用极坐标表示 , d和 D分别为 钢管的内径和外径). (1)几何条件 : 0°≤β≤360°, d/2≤r≤D/2. (2)初始条件 : t=0 , T(r, β)为开冷温度. (3)边界条件 : 钢管外表面 , -k· T n Γ1 =α1(Tw -Tf),射流冲击或流水冷却; 钢管内表面, -k· T n Γ2 =α2(Tw -Tf),流水冷却或空冷. 式中 , Tw、Tf分别为钢管 、水的温度, α1 、α2 分别为钢 管外表面 、内表面换热系数, Γ1 、Γ2分别为钢管外表 面、内表面处钢管与水接触区域. 1.3 有限元网格划分 考虑到钢管在淬火时外表面上、下部分冷却条 件及内表面上 、下部分冷却条件不同,加上旋转速度 的影响,在计算机硬件具备条件下 ,用整个钢管截面 作为计算对象 .用三角形网格来划分, 有限元模型 如图 2所示. 图 2 有限元模型 Fig.2 Finiteelementmodel 2 有限元换热条件及热载荷加载过程 2.1 换热边界条件 钢管外表面在射流冲击作用下的换热边界条件 由两部分组成 ,上表面(即图 1弧 ABC)是以单股射 流所覆盖面积取平均射流换热系数作为边界条 件 [ 9] , 下表面(即图 1弧 CDA)是射流冲击区外以流 水二次冷却的换热系数作为边界条件 [ 10] .钢管内 表面一部分(即图 1 弧 GHE)是在高压射流冲击作 用下流水换热边界条件 ,另一部分 (即图 1弧 GFE) 是空气冷却的换热系数作为边界条件. 2.2 物理条件 在钢管温度的有限元计算中 ,为获得准确的模 拟结果,考虑材料的物理性能随温度变化 .在淬火 中, 钢管的温度变化很大 , 本文采用 1Cr18Ni9Ti材 料属性 [ 7--8] ,计算瞬态值时根据已知的数据插值得 到该温度下的物性值. · 233·
。234 北京科技大学学报 第33卷 2.3有限元热载荷加载过程 温度变化. 为使数值模拟真实反映淬火过程，通过对钢管 表面对流换热边界条件的分析，考虑钢管在整个冷 8 却过程中要经历强水冷阶段一弱水冷阶段一强冷阶 一内表面 一中心 段或空冷，以此定义模拟程序中的载荷步.对钢 6 一外表面 管在水冷阶段的冷却过程进行模拟时，根据钢管通 :实测值 过冷却区的速度分别计算不同冷却方式的作用时 间，采用自适应步长计算时间步长且采用了分步循 环加载的方法.实际淬火时，钢管是运动状态，由于 Nw. 钢管与冷却区的相对运动是确定的，可以假设钢管 5101520253035 不动，而冷却区沿着钢管旋转的反方向以相同的速 时间 度运动.施加了这种反向的边界条件，就可得到钢 图3钢管淬火冷却温降曲线 管真实的瞬态温度场 Fg 3 Tempem tre_to tme curves of steel ppes during quench ng 3数值模拟结果 3.2钢管温度场模拟结果 根据某公司的需要，通过对1C18N9T不锈钢 3.1钢管温度场实验及模拟结果 管固溶处理进行温度场研究.所用的开冷温度及流 为验证模拟方法可靠性，图3为在淬火80级 量等工艺参数均为实际装置现场淬火参数 油井管时经某进口淬火系统的模拟钢管温降曲线及 3.2.1浸润角的影响 与实测值比较模拟值与实测值吻合较好.由此可 无缝钢管的周向几何尺寸为中325义10m四 以看出，本文采用数值模拟模型是可靠的、合理的， 旋转速度为120事mr,浸润角0分别为90°、 可以通过数值模拟方法来研究不同厚度钢管冷却时 180°、270和360时温度场数值模拟结果如图4所 10 内表面 一内表面 中心 一中心。 外表面 外表面 246810121416182022 00246810121416182022 时间s 时间/s c 10 d 8 内表面 一内表面 一中心 P 6 中心 一外表面 一外表面 2 2 0024681012141618202 00246810121416182022 时间/s 时间s 图4浸润角对钢管淬火冷却均匀的影响.（两浸润角0为90：(b)浸润角0为180°：(9浸润角0为270：(d小浸润角0为360° Fig 4 Effect ofwett ng angle on the cooling unifomity ofsteel ppes durngquenchng a)we tting ang le0=90:b)wetting ang le0-180 c we tting angle0=270:(d山weu ng ang le0=360°
北 京 科 技 大 学 学 报 第 33卷 2.3 有限元热载荷加载过程 为使数值模拟真实反映淬火过程 ,通过对钢管 表面对流换热边界条件的分析 ,考虑钢管在整个冷 却过程中要经历强水冷阶段—弱水冷阶段 —强冷阶 段 (或空冷),以此定义模拟程序中的载荷步.对钢 管在水冷阶段的冷却过程进行模拟时, 根据钢管通 过冷却区的速度分别计算不同冷却方式的作用时 间 ,采用自适应步长计算时间步长且采用了分步循 环加载的方法.实际淬火时, 钢管是运动状态, 由于 钢管与冷却区的相对运动是确定的, 可以假设钢管 不动, 而冷却区沿着钢管旋转的反方向以相同的速 度运动 .施加了这种反向的边界条件 , 就可得到钢 管真实的瞬态温度场 . 3 数值模拟结果 图 4 浸润角对钢管淬火冷却均匀的影响 .(a)浸润角 θ为 90°;(b)浸润角 θ为 180°;(c)浸润角 θ为 270°;(d)浸润角 θ为 360° Fig.4 Effectofwettingangleonthecoolinguniformityofsteelpipesduringquenching:(a)wettingangleθ=90°;(b)wettingangleθ=180°;(c) wettingangleθ=270°;(d)wettingangleθ=360° 3.1 钢管温度场实验及模拟结果 为验证模拟方法可靠性, 图 3为在淬火 N80级 油井管时经某进口淬火系统的模拟钢管温降曲线及 与实测值比较, 模拟值与实测值吻合较好.由此可 以看出 ,本文采用数值模拟模型是可靠的 、合理的 , 可以通过数值模拟方法来研究不同厚度钢管冷却时 温度变化 . 图 3 钢管淬火冷却温降曲线 Fig.3 Temperature-to-timecurvesofsteelpipesduringquenching 3.2 钢管温度场模拟结果 根据某公司的需要, 通过对 1Cr18Ni9Ti不锈钢 管固溶处理进行温度场研究.所用的开冷温度及流 量等工艺参数均为实际装置现场淬火参数. 3.2.1 浸润角的影响 无缝钢管的周向几何尺寸为 325 mm×10mm, 旋转速度 n为 120 r·min -1 , 浸润角 θ分别为 90°、 180°、270°和 360°时温度场数值模拟结果如图 4所 · 234·
第2期 刘国勇等：大口径无缝钢管淬火冷却均匀性影响因素 ·235 示.图4为钢管外表面、心部和内表面（图1点BI3.2.2旋转速度的影响 和F点，下图均同此在冷却过程中温度变化.选取钢 无缝钢管的周向几何尺寸为中325m<10m? 管截面不同的外表面、心部和内表面的点仅影响图4 浸润角0为270°，旋转速度分别为30.60和240 中冷却时间先后，并不改变曲线的波动形状及大小. m前时温度场数值模拟结果如图5所示.旋转 由图4中可知，钢管在淬火过程中，外表面要交 速度为120mr时温度场数值模拟结果见图4 替经历冲击强冷区及流水区，故在图3中温度曲线 (c. 呈锯齿形.同样，内表面要水冷区及空冷区浸润角 由图5及图4(9可知，钢管旋转速度越小钢 0为360除外，温度曲线也呈锯齿形.当浸润角0 管内外表面温度差延续时间会更长，会加大内外温 分别为90°、180时，外表面冷却过强：当浸润角0为 差从而导致钢管的变形加大.考虑到大口径钢管 360时，内表面冷却过强.当浸润角0为270时（图 情况，过高的旋转速度也会使动力消耗大，淬火过程 4(9,内外表面温度曲线的均线基本重合，即内外 稳定性受到影响.故钢管旋转速度不低于60 达到均匀冷却. mr,不高于120mr 一内表面 一内表面 中心 6 一中心 一外表面 6 一外表面 N 0246 8 10121416182022 0024681012416182022 时间/s 时间s 6 8 一内表面 中心 6 一外表面 00246810121416182022 时间s 图5旋转速度对钢管淬火冷却均匀的影响.(8旋转速度为30mr!(b旋转速度为60mT:(9旋转速度为240mT1 Fig 5 Effect of rota tion speed on the cooling unifom ity of steelpipes during quenching (a)ron tion speed30 Fm (b)rotation speed60r mr (9 otation speed240m 3.23钢管管径的影响 4结论 钢管中426mX10m四中630mmX10mm在旋 转速度为120mr时，浸润角0为270时，钢 在无缝钢管淬火过程中，通过对外表面管流与 管内、心及外部温度变化如图6所示.同样条件下， 内表面轴向喷射冷却方式相关影响因素的分析，得 钢管中325mmX10mm冷却温度变化见图4(9.由 到如下结果：在大口径条件下，管径对冷却均匀影响 图6可看出，在旋转速度及浸润角较为合适的条件 不大；大口径钢管的旋转速度不低于60m前'且 下，管径对冷却均匀性影响不大 不高于120mr,水的浸润角为270左右时，钢 管径向冷却较均匀
第 2期 刘国勇等:大口径无缝钢管淬火冷却均匀性影响因素 示 .图 4为钢管外表面、心部和内表面 (图 1点 B、I 和 F点,下图均同此)在冷却过程中温度变化.选取钢 管截面不同的外表面、心部和内表面的点仅影响图 4 中冷却时间先后,并不改变曲线的波动形状及大小. 由图 4中可知 ,钢管在淬火过程中,外表面要交 替经历冲击强冷区及流水区 ,故在图 3中温度曲线 呈锯齿形.同样 ,内表面要水冷区及空冷区 (浸润角 θ为 360°除外),温度曲线也呈锯齿形 .当浸润角 θ 分别为 90°、180°时 ,外表面冷却过强;当浸润角 θ为 360°时 ,内表面冷却过强.当浸润角 θ为 270°时 (图 4(c)),内外表面温度曲线的均线基本重合, 即内外 达到均匀冷却. 3.2.2 旋转速度的影响 无缝钢管的周向几何尺寸为 325 mm×10mm, 浸润角 θ为 270°, 旋转速度 n分别为 30、60和 240 r·min -1时温度场数值模拟结果如图 5 所示.旋转 速度 n为 120 r·min -1时温度场数值模拟结果见图 4 (c). 由图 5及图 4(c)可知, 钢管旋转速度越小, 钢 管内外表面温度差延续时间会更长 , 会加大内外温 差, 从而导致钢管的变形加大 .考虑到大口径钢管 情况 ,过高的旋转速度也会使动力消耗大,淬火过程 稳定性受到影响 .故钢管旋转速度不低于 60 r· min -1 , 不高于 120 r·min -1. 图 5 旋转速度对钢管淬火冷却均匀的影响 .(a)旋转速度为 30r·min-1;(b)旋转速度为 60r·min-1 ;(c)旋转速度为 240r·min-1 Fig.5 Effectofrotationspeedonthecoolinguniformityofsteelpipesduringquenching:(a)rotationspeed30r·min-1 ;(b)rotationspeed60r· min-1;(c)rotationspeed240r·min-1 3.2.3 钢管管径的影响 钢管 426 mm×10 mm、 630 mm×10 mm在旋 转速度 n为 120 r·min -1时 ,浸润角 θ为 270°时 ,钢 管内、心及外部温度变化如图 6所示 .同样条件下 , 钢管 325 mm×10mm冷却温度变化见图 4(c).由 图 6可看出 ,在旋转速度及浸润角较为合适的条件 下 ,管径对冷却均匀性影响不大 . 4 结论 在无缝钢管淬火过程中, 通过对外表面管流与 内表面轴向喷射冷却方式相关影响因素的分析, 得 到如下结果:在大口径条件下 ,管径对冷却均匀影响 不大 ;大口径钢管的旋转速度不低于 60 r·min -1且 不高于 120 r·min -1 ,水的浸润角为 270°左右时, 钢 管径向冷却较均匀 . · 235·
。236 北京科技大学学报 第33卷 (b) 10 10 一内表面 一内表面 一中心 一中心 6H 一外表面 6 外表面 2 10 12 6 810 12 时间 时间 图6管径对钢管淬火冷却均匀的影响.（两管径为426m四(b)管径为630mm Fg6 Effectof ppe diameter on the cooling unifmit of steel pipes during quenching a)ppe dimeer426 mm (b)Ppe dimeter630mm 参考文献 of quench ing Process of hot olled hgh-strength seam less pipe by 1]XuY H W aterquenching teclnokges for eam kess steel ppes FEM JTanjin Univ Technol 2006 22(6).28 (武斌斌温殿英李连进，等.热轧高强度无缝钢管淬火工艺 employed n Japan Steel Pe 1996 25(3).57 温度场有限元模拟.天津理工大学学报，200622(6)片28) (许亚华.日本无缝钢管水淬工艺.钢管199625(3)：57) 【】DoiT TaueT Nisha期T et a]An outline of new quench and [7]Wu BB WenDY LiL J Analsis of quenchirg residualstress tm per facility or smalldiameter tubing Tech R Kawasaki Steel of seam kess Ppe by FEM HeavyMac 2006(5)24 198113(1片25 (武斌斌温殿英，李连进用有限元方法分析无缝钢管的淬火 (土居武雄，田上俊久，西原忠志，等.小径千一ュ七y用热 残余应力.重型机械2006(5,24) [8 Okamura Y Shojil C Hariki Q et al Coolng Melod of Steel 处理設備)概要.川崎制铁技报，198113(1)：25) PP9 Chna Patent971054754199804-01 3 YnGH Heat teament sysim ofwater quenchng pr oilwell ubes n Baostee.l HeatTrea,t 2003 18(3):10 (冈村一男，东海林成人，播木遒春，等.钢管的冷却方法：中国 殷光虹.宝钢股份油井管水淬热处理系统.热处理，20B18 专利.9710547541998-04-01) (3):10) [9 LiuG Y LiMW W ang BW et al Cooling capac ity sudy a [4 YangX P WuM F Qi L Devekpment and applicaton of he nomal pesure colmn like jet flow and spray ing jet fow in oon trolled cooling and quenching medium and heavy phte Metall quench ng systm fr large_calber steel ppe Chna Pet Mac 200836(7):37 E91P2005(5片10 (杨献平，吴苗法，潜凌.大口径钢管淬火系统研制与应用.石 (刘国勇，李谋滑.王邦文等。常压柱状流与中高压射流在控 油机械200836(7：37) 冷及淬火中冷却能力研究.治金设备，2005(5：10) [5]ZhangX Q LuMZ Xu N H Full autonation of oil steel ppe [10 Wag F I,Sudy an Numerical Smuhtion of Contolled Cooling hadening and wmpering line Heavy Mach 2002(4):12 Medam Steel Plate and Its Cooling Malel Dissentation.Bei jng University of Sckence ad Techtokgy Beijing 2003 42 张喜庆，卢明忠，徐能慧.全自动石油钢管调质生产线.重型 机械2002(4方12) (任峰丽.中厚板控冷过程的数值模拟及控冷模型研究[学 [6 WuB B WenDY LiLJ et al Smultion of mpemaure fel 位论文】.北京：北京科技大学，200342)
北 京 科 技 大 学 学 报 第 33卷 图 6 管径对钢管淬火冷却均匀的影响 .(a)管径为 426mm;(b)管径为 630mm Fig.6 Effectofpipediameteronthecoolinguniformityofsteelpipesduringquenching:(a)pipediameter426mm;(b)pipediameter630mm 参 考 文 献 [ 1] XuYH.Water-quenchingtechnologiesforseamlesssteelpipes employedinJapan.SteelPipe, 1996, 25(3):57 (许亚华.日本无缝钢管水淬工艺.钢管, 1996, 25(3):57) [ 2] DoiT, TaueT, NishiharaT, etal.Anoutlineofnewquenchand temperfacilityforsmalldiametertubing.TechRepKawasakiSteel, 1981, 13(1):25 (土居武雄, 田上俊久, 西原忠志, 等.小径 チ一 ュビソゲ用熱 処理設備の概要.川崎制铁技报, 1981, 13(1):25) [ 3] YinGH.Heattreatmentsystemofwaterquenchingforoil-well tubesinBaosteel.HeatTreat, 2003, 18(3):10 (殷光虹.宝钢股份油井管水淬热处理系统.热处理, 2003, 18 (3):10) [ 4] YangXP, WuMF, QianL.Developmentandapplicationofthe quenchingsystem forlarge-calibersteelpipe.ChinaPetMach, 2008, 36(7):37 (杨献平, 吴苗法, 潜凌.大口径钢管淬火系统研制与应用.石 油机械, 2008, 36(7):37) [ 5] ZhangXQ, LuMZ, XuNH.Fullautomationofoilsteelpipe hardeningandtemperingline.HeavyMach, 2002(4):12 (张喜庆, 卢明忠, 徐能慧.全自动石油钢管调质生产线.重型 机械, 2002(4):12) [ 6] WuBB, WenDY, LiLJ, etal.Simulationoftemperaturefield ofquenchingprocessofhot-rolledhigh-strengthseamlesspipeby FEM.JTianjinUnivTechnol, 2006, 22(6):28 (武斌斌, 温殿英, 李连进, 等.热轧高强度无缝钢管淬火工艺 温度场有限元模拟.天津理工大学学报, 2006, 22(6):28) [ 7] WuBB, WenDY, LiLJ.Analysisofquenchingresidualstress ofseamlesspipebyFEM.HeavyMach, 2006(5):24 (武斌斌, 温殿英, 李连进.用有限元方法分析无缝钢管的淬火 残余应力.重型机械, 2006(5):24) [ 8] OkamuraY, ShojilC, HarikiQ, etal.CoolingMethodofSteel Pipe:ChinaPatent, 97105475.4.1998-04-01 (冈村一男, 东海林成人, 播木遒春, 等.钢管的冷却方法:中国 专利, 97105475.4.1998-04-01) [ 9] LiuGY, LiMW, WangBW, etal.Coolingcapacitystudyon normalpressurecolumn-likejetflowandsprayingjetflowincontrolledcoolingandquenchingmedium andheavyplate.Metall Equip, 2005(5):10 (刘国勇, 李谋渭, 王邦文, 等.常压柱状流与中高压射流在控 冷及淬火中冷却能力研究.冶金设备, 2005(5):10) [ 10] WangFL.StudyonNumericalSimulationofControlledCooling MediumSteelPlateandItsCoolingModel[ Dissertation] .Beijing:UniversityofScienceandTechnologyBeijing, 2003:42 (王峰丽.中厚板控冷过程的数值模拟及控冷模型研究[ 学 位论文] .北京:北京科技大学, 2003:42) · 236·