關(guān)于石油機(jī)械熱處理問題的幾點(diǎn)探討

摘 要：眾所周知，經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展離不開石油的重要支持，而石油處理與利用的高效性既關(guān)乎石油質(zhì)量和品質(zhì)，又與其市場價格和環(huán)境效益有關(guān)，所以為在滿足石油機(jī)械基本需求的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗就必須切實(shí)優(yōu)化其熱處理技術(shù)。對此，作者關(guān)于石油機(jī)械熱處理問題和對策作了探討，希望對改善現(xiàn)狀有所幫助。

關(guān)鍵詞：石油機(jī)械；熱處理；問題

對于石油機(jī)械而言，熱處理是一項(xiàng)必不可少且無法替代的重要工序，其工作環(huán)境惡劣，需要具有足夠的耐高溫、防腐化等性能。雖然經(jīng)過發(fā)展石油機(jī)械熱處理技術(shù)日趨成熟，但依舊存在一定的問題和缺陷亟待改善。這就要求我們從其問題出發(fā)探索解決之道，以此保障石油機(jī)械能夠安全、高效而長期的進(jìn)行作業(yè)。

1 石油機(jī)械熱處理技術(shù)簡析

簡單的說，石油機(jī)械熱處理技術(shù)是指在特定條件下將金屬材料置于介質(zhì)中進(jìn)行加熱、保溫和冷卻處理，用于改變其表面和內(nèi)部的金相組織結(jié)構(gòu)，以此達(dá)到優(yōu)化力學(xué)性能和使用性能的目的[1]。其之所以在石油機(jī)械中如此重要，主要是因?yàn)槭蜋C(jī)械在使用過程中往往面臨著嚴(yán)酷的自然環(huán)境，承受著巨大的工作負(fù)荷，只有經(jīng)過恰當(dāng)?shù)臒崽幚?、防腐處理和?qiáng)化處理，才能適應(yīng)高溫和深海低溫環(huán)境，滿足高效運(yùn)作的要求，進(jìn)而保障石油能夠順利開采、運(yùn)輸和利用?？梢哉f熱處理技術(shù)在石油機(jī)械性能提升中起著決定性作用。

2 石油機(jī)械熱處理存在的問題

目前用于石油機(jī)械熱處理的主要是以電加熱為主的設(shè)備，常見的有箱式爐、連續(xù)爐、真空熱處理爐等多種加熱爐，以及用于石油機(jī)械表面強(qiáng)化和防腐的氣體涂焊裝置等，但在實(shí)際應(yīng)用中還存在一定的問題，制約著石油機(jī)械熱處理性能和質(zhì)量的提高。

2.1 處理設(shè)備相對滯后

優(yōu)良的設(shè)備有利于石油機(jī)械熱處理保質(zhì)高效的進(jìn)行，可是就現(xiàn)階段而言，電在熱處理能源中依舊占有很大比重，而煤氣、天然氣等使用的較少，只局限于鉆頭、鏈條、標(biāo)準(zhǔn)件等一定的零部件，而且熱處理環(huán)境多為氧化氣氛，使得加熱零件表面脫碳、氧化等質(zhì)量缺陷層出不窮，既耗費(fèi)資源又浪費(fèi)人力，顯然不利于石油機(jī)械可靠性和耐久性的保障。

2.2 專業(yè)性生產(chǎn)受限制

石油供需矛盾的加劇促使石油機(jī)械產(chǎn)業(yè)競爭日趨激烈，如何在保證質(zhì)量的前提下進(jìn)行專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)便顯得十分重要。然而石油機(jī)械一般種類繁多，需求不同，性能有所差異，那么所需要的熱處理?xiàng)l件和參數(shù)也隨之不同，這無疑限制了熱處理效率的提升，也不利于熱處理效果的保證；同時表面熱處理、物流熱處理、化學(xué)熱處理等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的缺失造成大規(guī)模的專業(yè)化生產(chǎn)難以實(shí)現(xiàn)。

2.3 輕冷重?zé)醿A向嚴(yán)重

雖然石油機(jī)械熱處理不容忽視，但過度強(qiáng)調(diào)熱處理而忽視后續(xù)的冷卻環(huán)節(jié)也不難以達(dá)到預(yù)期要求，不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量，也存在一定的安全隱患，這主要與資金投入和技術(shù)支持不足有關(guān)，而且當(dāng)下所采用的靜置冷卻處理方法，根本不能實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制冷卻或者自動冷卻控制效果，可見忽視冷卻處理在石油機(jī)械熱處理中是一個薄弱環(huán)節(jié)。

2.4 環(huán)境問題有所忽視

在積極倡導(dǎo)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境的大環(huán)境下，很多石油機(jī)械熱處理廠家并未貫徹落實(shí)，甚至為了經(jīng)濟(jì)利益直接忽視環(huán)境問題，即使有相關(guān)法律法規(guī)就其熱處理中的環(huán)保要求作了規(guī)定，可現(xiàn)實(shí)中的廠家依舊鋌而走險置“三廢”于不顧，致使廢氣、廢渣等隨意排放造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

3 石油機(jī)械熱處理問題的解決措施

3.1 熱處理技術(shù)與設(shè)備要與時俱進(jìn)

傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)與設(shè)備是制約石油機(jī)械性能和產(chǎn)量的重要環(huán)節(jié)，另一角度來說也是改善現(xiàn)狀的一大途徑，所以可根據(jù)實(shí)際情況分步進(jìn)行，優(yōu)先對關(guān)鍵零件的熱處理進(jìn)行設(shè)備升級，具體可積極推廣真空爐、連續(xù)滲碳淬火爐、多用密封熱處理爐等設(shè)備用于鉆桿接頭等零件生產(chǎn)，盡量提高熱處理技術(shù)的無氧化或少氧化，如氣體淬火技術(shù)相對安全，零件很少變形和損壞，且環(huán)境污染??；乙炔低壓滲碳熱處理工藝有著相對均勻的深層組織和強(qiáng)大的滲碳能力，可為細(xì)小孔縫滲碳創(chuàng)造有利條件等，均值得推廣和應(yīng)用[2]。

3.2 加快專業(yè)化和智能化生產(chǎn)步伐

隨著對石油機(jī)械熱處理質(zhì)量和要求的不斷提高，企業(yè)應(yīng)將熱處理技術(shù)視為關(guān)鍵技術(shù)，在此基礎(chǔ)上加大資金投入和人才培養(yǎng)，著力研究生產(chǎn)的專業(yè)化和智能化，以期節(jié)約人力，提高效率，推動熱處理技術(shù)健康而穩(wěn)定的發(fā)展。具體可參考國外成功案例，根據(jù)自身情況引入仿真技術(shù)和自動化控制技術(shù)，即將計算機(jī)仿真技術(shù)融入石油機(jī)械熱處理工藝環(huán)節(jié)中，基于合理的數(shù)據(jù)庫借助可視化編程獲取溫度變化、應(yīng)力情況、加熱速度、爐內(nèi)碳勢、組織轉(zhuǎn)變等相關(guān)信息和數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上對儀表裝置進(jìn)行在線控制等，條件成熟時可對不同零件的熱處理制定合理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，逐步實(shí)現(xiàn)專業(yè)化和智能化生產(chǎn)[3]。

3.3 重視并強(qiáng)化熱處理的冷卻環(huán)節(jié)

首先企業(yè)應(yīng)正確認(rèn)識冷卻環(huán)節(jié)在石油機(jī)械熱處理過程中的重要性，畢竟冷卻處理效果與機(jī)械零件的實(shí)際性能有很大的關(guān)系，要想獲得高水平、高質(zhì)量的熱處理產(chǎn)品，就必須保證每一環(huán)節(jié)步驟可靠；然后從實(shí)際情況出發(fā)加大資金支持，強(qiáng)化人才開發(fā)，以為優(yōu)化冷卻工藝開展冷卻工作提供基本保障；最后應(yīng)積極創(chuàng)新冷卻工藝，如淬火冷卻等，具體要根據(jù)材質(zhì)和工藝嚴(yán)格控制冷卻速度，使其能良好地配合熱處理其他環(huán)節(jié)，滿足產(chǎn)品使用需求，從而為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的熱處理產(chǎn)品打下堅實(shí)基礎(chǔ)。

3.4 將節(jié)能與環(huán)保納入熱處理過程

由于石油機(jī)械熱處理過程產(chǎn)生的油煙、廢氣、廢渣、廢水等物質(zhì)，如果直接排放不僅對環(huán)境有很大的污染性，還有著一定的腐蝕性和毒性，威脅著周圍生物和人類的健康，而且也會造成資源浪費(fèi)。所以一方面要大力引進(jìn)節(jié)能技術(shù)和先進(jìn)設(shè)備，如改造電阻爐，盡量選用硅酸鋁纖維等高強(qiáng)耐火又輕質(zhì)的材料，對大功率的電阻爐可通過加熱電阻帶用于節(jié)能等等[4]；另一方面則要對現(xiàn)有的熱處理生產(chǎn)線加以適當(dāng)改造，除了運(yùn)用無氧化或少氧化工藝以減少環(huán)境污染外，更應(yīng)根據(jù)相關(guān)規(guī)定做好污染物處理工作，保證在達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行排放。此外有關(guān)部門也應(yīng)進(jìn)一步加大監(jiān)督和檢測力度督促其按章辦事。

4 結(jié)束語

總之，熱處理技術(shù)的先進(jìn)性與可靠性直接關(guān)乎石油機(jī)械的使用性能和運(yùn)行效率，在工業(yè)生產(chǎn)中的作用不可替代。因此針對石油機(jī)械熱處理在現(xiàn)實(shí)中存在的問題，我們十分有必要積極尋求解決措施，不斷優(yōu)化和改進(jìn)熱處理技術(shù)工藝，唯有如此，石油機(jī)械才能高效而安全運(yùn)行，石油產(chǎn)量和質(zhì)量也會得到進(jìn)一步保障。

參考文獻(xiàn)

[1]張冠軍.石油機(jī)械熱處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].石油機(jī)械，

2004，3：44-47.

[2]曲景權(quán).石油機(jī)械制造中熱處理技術(shù)的現(xiàn)狀與技術(shù)改造[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014，v.34；No.30701：32.

[3]王建友.石油機(jī)械熱處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2014，3：4-5.

[4]臺和志.石油機(jī)械熱處理面臨的挑戰(zhàn)與對策研究[J].石化技術(shù)，2015，v.2202：9+21.

作者簡介：劉鑫（1982-），男，漢族，湖北省荊州市人，長江大學(xué)碩士，中國石油大學(xué)鉆井工程技術(shù)研究院江漢機(jī)械研究所，工程師，研究方向：石油鉆井機(jī)械設(shè)備設(shè)計與維修。