吳艷瑛

（大慶油田工程建設(shè)有限公司國(guó)際事業(yè)部第三工程部，黑龍江 大慶 163453）

大量實(shí)例表明，高效、先進(jìn)的石油機(jī)械熱處理技術(shù)，是提高石油品質(zhì)和質(zhì)量的基礎(chǔ)保證，同時(shí)也對(duì)石油的價(jià)格造成影響。石油機(jī)械熱處理技術(shù)是目前我國(guó)石油機(jī)械中最重要的一項(xiàng)技術(shù)，在工業(yè)技術(shù)日新月異的背景下，提高石油機(jī)械處理技術(shù)水平，能夠有效保證石油機(jī)械裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性。我國(guó)對(duì)此方面的研究還有待于進(jìn)一步深入，因此，本文基于實(shí)例，對(duì)石油機(jī)械熱處理技術(shù)做如下分析。

1 實(shí)例分析

某油田企業(yè)始建于1960年，截至2017年12月底，累積探明的石油地質(zhì)儲(chǔ)量為57．67億t，累積生產(chǎn)石油21．41億t，占全國(guó)陸地石油總產(chǎn)量的45．6%，從2006～2017年，實(shí)現(xiàn)連續(xù)11年穩(wěn)定5000萬(wàn)t以上。由于該石油企業(yè)規(guī)模比較龐大，集石油開采、煉制、銷售等為一體。石油機(jī)械包括：石油勘測(cè)、開采、鉆井等機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備終年在惡劣的環(huán)境下運(yùn)行，且工作強(qiáng)度比較大，對(duì)石油機(jī)械熱處理技術(shù)提出了更高的要求。需要經(jīng)過(guò)在表面氧化、防腐處理、力學(xué)上檢驗(yàn)合格，才能充分發(fā)揮石油機(jī)械的作用和價(jià)值。

2 石油機(jī)械熱處理技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 大大提高產(chǎn)品的可靠性

在石油機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用熱處理技術(shù)，可大幅度提升產(chǎn)品的可靠性，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

應(yīng)用水溶性淬火介質(zhì)。隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)材料的淬透性、淬硬性提出更高的要求，如在處理高強(qiáng)度鉆桿接頭時(shí)，應(yīng)用水基合成淬火劑取代了傳統(tǒng)油淬火液，熱處理工藝更加先進(jìn)，經(jīng)過(guò)此種熱處理技術(shù)淬火的石油機(jī)械設(shè)備，其熱處理的性能可達(dá)到API標(biāo)準(zhǔn)的要求。

通過(guò)雙室真空處理裝備，可對(duì)精密量具、絲扣等細(xì)小、精度高的工件進(jìn)行熱處理，可大幅度提升石油機(jī)械運(yùn)行的穩(wěn)定性和質(zhì)量。

通過(guò)應(yīng)用連續(xù)爐、周期爐，以及先進(jìn)的計(jì)算機(jī)滲碳工藝技術(shù)，可有效解決傳統(tǒng)鉆頭、泵閥體等工件在滲碳熱處理中存在的問(wèn)題。此系統(tǒng)由STD總線工業(yè)計(jì)算機(jī)、智能控溫儀、熱電偶、可控硅等共同組成，爐中溫度誤差可控制在±0．5℃之內(nèi)，硬化層深度可達(dá)0．3～5mm，硬化深入誤差高達(dá)±0．1mm。

2.2 可有效滿足產(chǎn)品綜合機(jī)械性能較高的需求

就該石油企業(yè)而言，在2010年就實(shí)現(xiàn)了用20SiMn2MoVA來(lái)加工廠生產(chǎn)500t單臂吊環(huán)、吊卡等產(chǎn)品，并取得了良好的應(yīng)用效果，在國(guó)際市場(chǎng)上也占得一席之地。在2011年應(yīng)用27SiMn2WVA鋼來(lái)制作石油鉆桿和母錐等工件，并采用碳氮共滲工藝來(lái)熱處理，經(jīng)過(guò)上述方法處理的石油機(jī)械，不但具有高強(qiáng)度、高韌性的特點(diǎn)，而且表面硬度可到60～65HRC。

2.3 可滿足大型設(shè)備對(duì)熱處理的基本要求

通過(guò)有效裝載面積為25×104cm2的大型光離子氮化爐，可以對(duì)石油鉆機(jī)的轉(zhuǎn)盤齒輪、傳統(tǒng)齒輪、變速箱齒輪等零件進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，研究表明，經(jīng)過(guò)大型光離子氮化爐的零件，具有變形系數(shù)小、抗腐蝕性強(qiáng)、耐磨程度高的優(yōu)勢(shì)。

200kWD的高頻設(shè)備，可以對(duì)大型軸類、鏈輪等工件的表面進(jìn)行感應(yīng)加熱淬火處理，可有效滿足產(chǎn)品對(duì)硬度、耐磨性、耐疲勞等機(jī)械性能的要求。

3 我國(guó)石油機(jī)械熱處理技術(shù)中存在的問(wèn)題

由于石油機(jī)械設(shè)備屬于專業(yè)型機(jī)械設(shè)備，其他化工企業(yè)幾乎不能使用，因此，石油機(jī)械設(shè)備的市場(chǎng)流通性比較差，需求量也較小，使得很多石油企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備研發(fā)等方面缺乏主動(dòng)性，這一點(diǎn)也是導(dǎo)致我國(guó)目前石油機(jī)械設(shè)備熱處理技術(shù)一直難以取得重大突破的主要原因。就目前我國(guó)石油機(jī)械熱處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，存在的問(wèn)題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

3.1 污染問(wèn)題

就該石油企業(yè)而言，始建于1960年，雖然在近60年的時(shí)間內(nèi)，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，但同時(shí)也給能源消耗和生態(tài)環(huán)境污染帶來(lái)了嚴(yán)重的問(wèn)題。大量實(shí)例表明，傳統(tǒng)石油機(jī)械熱處理技術(shù)，在能源消耗和環(huán)境污染上，對(duì)周圍社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響。特別是污染問(wèn)題，在熱處理過(guò)程中所產(chǎn)生的廢水、廢渣、油煙等，對(duì)當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量、水資源造成了嚴(yán)重污染。自從進(jìn)入21世紀(jì)以后，我國(guó)人民逐漸意識(shí)到環(huán)境污染的重要性，這就要求在石油機(jī)械熱處理的過(guò)程中，要消耗大量的材料、物力來(lái)控制對(duì)環(huán)境的污染，無(wú)形中增加了石油機(jī)械熱處理的難度和成本。

3.2 技術(shù)落后問(wèn)題

石油機(jī)械設(shè)備屬于專業(yè)化設(shè)備，在市場(chǎng)上具有很強(qiáng)的局限性，因此，石油機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)加工企業(yè)，并沒(méi)有在熱處理新技術(shù)和新工藝研發(fā)上投入更多精力。發(fā)展至今，仍然有很多企業(yè)還在沿用上世紀(jì)80年代的熱處理技術(shù)，雖然此種傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)可滿足石油開采設(shè)備的具體需求，但缺乏創(chuàng)新，導(dǎo)致生產(chǎn)效率得不到順利提升。再加上熱處理技術(shù)不夠規(guī)范，使得石油機(jī)械設(shè)備的各個(gè)工件、零部件的質(zhì)量參差不齊，很大程度上限制了石油開采和加工專業(yè)水平的提高。

3.3 設(shè)備陳舊問(wèn)題

發(fā)展至今，我國(guó)很多石油企業(yè)為降低生產(chǎn)成本，仍然采用上世紀(jì)70年代研制生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備，不但限制了生產(chǎn)效率的提升，而且也會(huì)增加安全事故發(fā)生的概率。主要原因是：石油機(jī)械設(shè)備的供需量比較大，而且常年在自然條件比較惡劣的環(huán)境下運(yùn)行，再加上石油機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)廠家對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備更新?lián)Q代的積極性比較差，導(dǎo)致石油機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)一直沒(méi)有實(shí)現(xiàn)規(guī)?；同F(xiàn)代化的生產(chǎn)。

4 發(fā)展我國(guó)石油機(jī)械熱處理技術(shù)的建議

4.1 直面WT〇，盡快實(shí)現(xiàn)石油機(jī)械專業(yè)化熱處理生產(chǎn)

自從我國(guó)加入WTO以來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)和各項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)快速發(fā)展，很多外來(lái)先進(jìn)技術(shù)和理念進(jìn)入我國(guó)，為石油機(jī)械熱處理生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、規(guī)?；F(xiàn)代化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因此，各大石油生產(chǎn)企業(yè)，要盡快轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)理念，區(qū)域熱處理協(xié)會(huì)要做好帶頭作用，促使熱處理行業(yè)向著專業(yè)化、現(xiàn)代化的方向發(fā)展。同時(shí)石油機(jī)械設(shè)備熱處理廠家還要充分結(jié)合自身的優(yōu)勢(shì)和區(qū)域機(jī)械工業(yè)的發(fā)展要求，及時(shí)做出正確的調(diào)整和改革。促使熱處理工藝、技術(shù)逐步向更加高水平的方向發(fā)展，同時(shí)還要加強(qiáng)區(qū)域和周邊機(jī)械行業(yè)的服務(wù)能力，為優(yōu)化熱處理技術(shù)營(yíng)造良好的環(huán)境。

4.2 逐步落實(shí)IS〇 9000和IS〇 1400國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)

為促使我國(guó)石油機(jī)械熱處理企業(yè)能在國(guó)際市場(chǎng)中占得一席之地，就必須切實(shí)提升機(jī)械設(shè)備熱處理企業(yè)現(xiàn)代化、規(guī)范化的管理水平，才能在WTO的競(jìng)爭(zhēng)中取得勝利。所以，在熱處理過(guò)程中，要逐步貫徹ISO 9000和ISO 1400國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要途徑。

4.3 充分推廣少無(wú)氧化熱處理技術(shù)

第一，石油化工機(jī)械熱處理企業(yè)的管理人員要充分認(rèn)識(shí)到少無(wú)氧化熱處理的重要性，并積極宣傳少無(wú)氧化熱處理節(jié)能、節(jié)約材料和無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)。第二，加大固定資產(chǎn)的投入，充分發(fā)展和推廣先進(jìn)的密封多用處理爐、連續(xù)滲碳淬火爐等新型熱處理工藝裝備，充分發(fā)展適合中國(guó)國(guó)情的少無(wú)氧化加入淬火設(shè)備系統(tǒng)，逐步提升少無(wú)氧化生產(chǎn)在石油機(jī)械熱處理中所占的比例。

4.4 充分應(yīng)用先進(jìn)的精密和清潔熱處理技術(shù)

研究表明，在石油機(jī)械熱處理中應(yīng)用先進(jìn)、科學(xué)的熱處理技術(shù)，既能有效降低對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的影響，而且還能大幅度提升熱處理效率。所謂先進(jìn)的熱處理技術(shù)是指通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、新材料技術(shù)等相互結(jié)合而成的具有高效、低耗、清潔熱處理特點(diǎn)的總稱。目前應(yīng)用在石油機(jī)械熱處理中的先進(jìn)熱處理技術(shù)包括：真空熱處理、感應(yīng)熱處理、高能密集熱處理、熱處理工藝計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等。

4.5 推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬仿真和控制技術(shù)

隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，各項(xiàng)技術(shù)愈發(fā)成熟，被廣泛應(yīng)用在各大領(lǐng)域，大大提高了生活質(zhì)量和生產(chǎn)效率。計(jì)算機(jī)技術(shù)在石油機(jī)械熱處理中需要開發(fā)和應(yīng)用的項(xiàng)目包括以下幾種。

第一，石油機(jī)械熱處理工藝過(guò)程和計(jì)算機(jī)模擬方針，通過(guò)建立各種數(shù)據(jù)庫(kù)，然后通過(guò)可視化編程技術(shù)和開發(fā)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱速度、淬火過(guò)程、變化規(guī)律的全過(guò)程控制，可大大降低產(chǎn)品的費(fèi)損率。第二，在石油機(jī)械設(shè)備方面，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，對(duì)爐內(nèi)氣分、溫度變化情況等參數(shù)進(jìn)行全方位控制。第三，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)冷卻介質(zhì)系統(tǒng)濃度的自動(dòng)調(diào)整，和介質(zhì)溫度的自動(dòng)散熱循環(huán)控制。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)例，深入分析了石油機(jī)械熱處理技術(shù)的特點(diǎn)、存在的問(wèn)題，以及發(fā)展我國(guó)石油機(jī)械熱處理技術(shù)的建議。研究表明，在新常態(tài)大環(huán)境的背景下，石油機(jī)械熱處理技術(shù)中，要加大對(duì)新技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)造力度，提升生產(chǎn)水平，才能實(shí)現(xiàn)石油機(jī)械熱處理現(xiàn)代化和專業(yè)化的發(fā)展。

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