Indukcinis pašildymas prieš suvirinimą, skirtas stresą mažinančiam šildytuvui

Kodėl prieš suvirinant naudoti indukcinį pašildymą?Indukcinis pašildymas gali sulėtinti aušinimo greitį po suvirinimo. Naudinga išvengti pasklidusio vandenilio suvirinimo metale ir išvengti vandenilio sukeltų įtrūkimų. Tuo pačiu metu jis taip pat sumažina suvirinimo sandariklį ir karščio paveiktos zonos kietėjimo lygį, pagerina suvirintos jungties atsparumą įtrūkimams.
Indukcinis pašildymas gali sumažinti suvirinimo įtampą. Temperatūros skirtumas (taip pat žinomas kaip temperatūros gradientas) tarp suvirintojų suvirinimo srityje gali būti sumažintas tolygiai vietiniu arba visu indukciniu išankstiniu šildymu. Tokiu būdu, viena vertus, sumažinamas suvirinimo įtempis, kita vertus, sumažėja suvirinimo deformacijos greitis, o tai naudinga siekiant išvengti suvirinimo įtrūkimų.

Indukcinis pašildymas gali sumažinti suvirintų konstrukcijų suvaržymo laipsnį, ypač akivaizdu sumažinti kampinės jungties suvaržymą. Didėjant indukcinio pakaitinimo temperatūrai, įtrūkimų dažnis mažėja.
Indukcinio pakaitinimo temperatūra ir tarpsluoksnio temperatūra (Pastaba: kai suvirinamas kelių sluoksnių ir kelių eigų suvirinimas, žemiausia priekinio suvirinimo siūlės temperatūra vadinama tarpsluoksnio temperatūra, kai suvirinamas postūmis. Medžiagoms, kurioms reikalingas indukcinio pakaitinimo suvirinimas , kai reikalingas daugiasluoksnis suvirinimas, tarpsluoksnio temperatūra turi būti lygi arba šiek tiek aukštesnė už indukcinio pakaitinimo temperatūrą.Jei tarpsluoksnio temperatūra yra žemesnė už indukcinio pakaitinimo temperatūrą, ją reikia dar kartą pašildyti indukciniu būdu.
Be to, indukcinio pakaitinimo temperatūros vienodumas plieno plokštės storio kryptimi ir suvirinimo srityje turi didelę įtaką suvirinimo įtempių mažinimui. Vietinio indukcinio pakaitinimo plotis turi būti nustatomas pagal suvirintojo apribojimus, paprastai tris kartus didesnis už sienelės storį aplink suvirinimo zoną ir ne mažesnis kaip 150-200 mm. Jei indukcinis pašildymas nėra vienodas, suvirinimo įtempis ne tik nesumažės, bet ir padidins suvirinimo įtempį.

Kaip rasti tinkamą indukcinio pakaitinimo sprendimą?

Renkantis tinkamą indukcinio pašildymo įrangą, pirmiausia atsižvelkite į šiuos aspektus:

Šildomo ruošinio forma ir dydis.: Didelis ruošinys, strypo medžiaga, kieta medžiaga, turi būti parinkta santykinė galia, žemo dažnio indukcinė šildymo įranga; Jei ruošinys yra mažas, vamzdis, plokštė, krumpliaratis ir pan., reikia pasirinkti mažos santykinės galios ir aukšto dažnio indukcinio pakaitinimo įrangą.
Šildomas gylis ir plotas: Gilus šildymo gylis, didelis plotas, bendras šildymas, reikėtų rinktis didelės galios, žemo dažnio indukcinio šildymo įrangą; Nedidelis šildymo gylis, mažas plotas, vietinis šildymas, santykinai mažos galios pasirinkimas, aukšto dažnio indukcinio pakaitinimo įranga.
Reikalingas šildymo greitis: Jei kaitinimo greitis yra greitas, reikia pasirinkti indukcinę šildymo įrangą su santykinai didele galia ir santykinai aukštu dažniu.
Įrangos nepertraukiamo darbo laikas: Nepertraukiamo darbo laikas yra ilgas, santykinai pasirinkite šiek tiek didesnės galios indukcinio pakaitinimo įrangą.
Atstumas tarp indukcinio šildymo galvutės ir indukcinės mašinos: Ilgas jungtis, net naudojant vandeniu aušinamą kabelio jungtį, turėtų būti palyginti didelės galios indukcinio pakaitinimo aparatas.

Indukcinis šildymas: kaip tai veikia?

Indukcinės šildymo sistemos naudokite nekontaktinį šildymą. Jie indukuoja šilumą elektromagnetiniu būdu, o ne naudoja kaitinimo elementą, besiliečiantį su dalimi, kad praleistų šilumą, kaip ir atsparus šildymas. Indukcinis šildymas veikia kaip mikrobangų krosnelė – prietaisas išlieka vėsus, kol maistas ruošiamas iš vidaus.

Pramoniniame pavyzdyje indukcinio kaitinimo, detalėje indukuojama šiluma, pastatant ją į aukšto dažnio magnetinį lauką. Magnetinis laukas sukuria sūkurines sroves detalės viduje, sužadina dalies molekules ir generuoja šilumą. Kadangi kaitinimas vyksta šiek tiek žemiau metalinio paviršiaus, šiluma nėra švaistoma.

Indukcinio šildymo panašumas į varžinį šildymą yra tas, kad norint šildyti sekciją ar dalį reikalingas laidumas. Vienintelis skirtumas yra šilumos šaltinis ir įrankio temperatūra. Indukcinis procesas įkaista detalės viduje, o pasipriešinimo procesas įkaista detalės paviršiuje. Šildymo gylis priklauso nuo dažnio. Aukšto dažnio (pvz., 50 kHz) šildo arti paviršiaus, o žemo dažnio (pvz., 60 Hz) skverbiasi giliau į detalę, pastatydamas šildymo šaltinį iki 3 mm gylio, o tai leidžia šildyti storesnes dalis. Indukcinė ritė neįkaista, nes laidininkas yra didelis srovei. Kitaip tariant, norint šildyti ruošinį, ritės nereikia įkaisti.

Indukcinio šildymo sistemos komponentai

Indukcinės šildymo sistemos gali būti aušinamos oru arba skysčiu, priklausomai nuo taikymo reikalavimų. Pagrindinis komponentas, bendras abiem sistemoms, yra indukcinė ritė, naudojama šilumai gaminti.

Oru aušinama sistema. Įprastą oru aušinamą sistemą sudaro maitinimo šaltinis, indukcinė antklodė ir susiję kabeliai. Indukcinė antklodė susideda iš indukcinės ritės, apsuptos izoliacija ir įsiūtos į aukštos temperatūros keičiamą kevlaro rankovę.

Šio tipo indukcinėje sistemoje gali būti valdiklis, skirtas stebėti ir automatiškai valdyti temperatūrą. Sistemoje, kurioje nėra valdiklio, reikia naudoti temperatūros indikatorių. Sistema taip pat gali turėti nuotolinį įjungimo-išjungimo jungiklį. Oru aušinamas sistemas galima naudoti iki 400 laipsnių F, nurodant, kad tai tik išankstinio pašildymo sistema.

Skysčiu aušinama sistema. Kadangi skystis vėsina efektyviau nei oras, šio tipo indukcinio šildymo sistema tinka naudoti, kai reikia aukštesnės temperatūros, pvz., pašildyti aukštoje temperatūroje ir sumažinti įtampą. Pagrindiniai skirtumai nuo oru aušinamos sistemos yra vandens aušintuvo pridėjimas ir lanksčios, skysčiu aušinamos žarnos, kurioje yra indukcinė ritė, naudojimas. Skysčiu aušinamose sistemose taip pat paprastai naudojamas temperatūros reguliatorius ir įmontuotas temperatūros registratorius, ypač svarbūs komponentai stresą mažinančiose programose.

Įprasta streso mažinimo procedūra reikalauja žingsnio iki 600–800 laipsnių F, o po to pakyla arba kontroliuojama temperatūros pakėlimas iki maždaug 1,250 600 laipsnių mirkymo temperatūros. Pasibaigus palaikymo laikui, dalis kontroliuojama aušinama iki 800–XNUMX laipsnių. Temperatūros registratorius renka duomenis apie tikrosios dalies temperatūros profilį, pagrįstą termoporos įėjimu, o tai yra kokybės užtikrinimo reikalavimas stresą mažinančioms programoms. Darbo tipas ir taikomas kodas nustato tikrąją procedūrą.

Indukcinio šildymo pranašumai

Indukcinis šildymas suteikia daug privalumų, įskaitant gerą šilumos tolygumą ir kokybę, trumpesnį ciklo laiką ir ilgaamžes eksploatacines medžiagas. Indukcinis šildymas taip pat yra saugus, patikimas, paprastas naudoti, taupantis energiją ir universalus.

Vienodumas ir kokybė. Indukcinis šildymas nėra ypač jautrus ritės išdėstymui ar tarpui. Paprastai ritės turi būti išdėstytos tolygiai ir suvirintos jungties centre. Taip įrengtose sistemose temperatūros reguliatorius gali nustatyti galios poreikį analoginiu būdu, tiekdamas tik tiek galios, kad palaikytų temperatūros profilį. Maitinimo šaltinis tiekia energiją viso proceso metu.

Pasivažinėjimo dviračiu laikas. Indukcinis išankstinio pašildymo ir streso mažinimo metodas užtikrina gana greitą temperatūros pakilimą. Naudojant storesnius įrenginius, pvz., aukšto slėgio garų linijas, indukcinis kaitinimas gali sutrumpinti dvi valandas nuo ciklo laiko. Galima sutrumpinti ciklo laiką nuo kontrolinės temperatūros iki mirkymo temperatūros.

Eksploatacinės medžiagos. Indukciniam šildymui naudojamą izoliaciją lengva pritvirtinti prie ruošinių ir ją galima naudoti daug kartų. Be to, indukcinės ritės yra tvirtos ir joms nereikia trapios vielos ar keraminių medžiagų. Be to, kadangi indukcinės ritės ir jungtys neveikia esant aukštai temperatūrai, jos nesugenda.

Lengva naudoti. Pagrindinis indukcinio pakaitinimo ir streso mažinimo pranašumas yra jo paprastumas. Izoliaciją ir kabelius montuoti paprasta, paprastai tai užtrunka mažiau nei 15 minučių. Kai kuriais atvejais, kaip naudotis indukcine įranga, galima išmokti per vieną dieną.

Energijos efektyvumas. Inverterio maitinimo šaltinis yra 92 procentų efektyvus, o tai yra esminis pranašumas sparčiai didėjančių energijos sąnaudų eroje. Be to, indukcinio šildymo procesas yra efektyvesnis nei 80 proc. Kalbant apie įvestą galią, indukciniam procesui reikia tik 40 amperų linijos 25 kW galiai.

Saugumas. Įkaitinimas ir streso mažinimas naudojant indukcinį metodą yra patogus darbuotojui. Indukciniam šildymui nereikia karštų kaitinimo elementų ir jungčių. Su izoliacinėmis antklodėmis siejama labai mažai ore sklindančių kietųjų dalelių, o pati izoliacija nėra veikiama aukštesnės nei 1,800 laipsnių temperatūros, todėl izoliacija gali suirti į dulkes, kurių darbuotojai gali įkvėpti.

Patikimumas. Vienas iš svarbiausių veiksnių, turinčių įtakos produktyvumui mažinant stresą, yra nenutrūkstamas ciklas. Daugeliu atvejų ciklo nutraukimas reiškia, kad terminį apdorojimą reikės pakartoti, o tai svarbu, kai terminis ciklas gali užtrukti vieną dieną. Dėl indukcinės šildymo sistemos komponentų ciklo pertraukimai yra mažai tikėtini. Indukcinis kabelis yra paprastas, todėl mažesnė tikimybė, kad jis suges. Be to, jokie kontaktoriai nenaudojami šilumos įvedimui į dalį valdyti.

Universalumas. Be to, kad naudojate indukcinės šildymo sistemos Norėdami iš anksto pašildyti vamzdį ir sumažinti įtampą, vartotojai pritaikė suvirinimo vamzdžių, alkūnių, vožtuvų ir kitų dalių procesą. Vienas iš indukcinio šildymo aspektų, dėl kurių jis patrauklus sudėtingoms formoms, yra galimybė šildymo proceso metu reguliuoti gyvatukus, kad būtų galima pritaikyti unikalias dalis ir šilumos kriaukles. Operatorius gali pradėti procesą, nustatyti šildymo proceso poveikį realiuoju laiku ir pakeisti gyvatuko padėtį, kad pakeistų rezultatą. Indukcinius kabelius galima perkelti nelaukiant, kol ciklo pabaigoje atvės oru.

Indukcinis šildymas prieš suvirinant

Ši technologija pasiteisino daugelyje projektų, įskaitant naftos ir dujotiekius, sunkiosios įrangos statybą, kasybos įrangos priežiūrą ir remontą.

Naftotiekis. Šiaurės Amerikos naftotiekio techninės priežiūros operacija, reikalinga vamzdžiui šildyti prieš suvirinant aptvarų remonto movas arba jungiamąsias detales prie dujotiekio 48 colių. apimtis. Nors darbuotojai galėjo atlikti daug remonto darbų nestabdydami alyvos tekėjimo arba neišleisdami jos iš vamzdžio, pati žaliava sumažino suvirinimo efektyvumą, nes tekanti alyva sugeria šilumą. Propano degikliuose reikėjo nuolat nutraukti suvirinimą, kad būtų išlaikyta šiluma, o atsparus kaitinimas, tuo pačiu užtikrinant nuolatinį šilumą, dažnai neatitiko reikiamos suvirinimo temperatūros.

Darbininkai naudojo dvi 25 kW sistemas su lygiagrečiomis antklodėmis, kad gautų 125 laipsnių pašildymo temperatūrą, taisydami apgaubtą rankovę. Dėl to jie sutrumpino ciklo laiką nuo aštuonių iki 12 valandų iki keturių valandų vienam suvirinimui.

Išankstinis STOPPLE jungiamosios detalės (T jungties su vožtuvu) remontas buvo dar sudėtingesnis dėl didesnio jungiamosios detalės sienelės storio. Tačiau su indukciniu šildymu bendrovė naudojo keturias 25 kW sistemas su lygiagrečia antklodė. Jie naudojo dvi sistemas kiekvienoje T pusėje. Viena sistema buvo naudojama pagrindinėje linijoje, kad pašildytų alyvą, o antroji - T pašildymui ties apskritimo suvirinimo jungtimi. Įkaitinimo temperatūra buvo 125 laipsniai. Tai sumažino suvirinimo laiką nuo 12 iki 18 valandų iki septynių valandų vienam suvirinimui.

Gamtinių dujų vamzdynas. Gamtinių dujų vamzdyno statybos projektas apėmė 36 colių skersmens 0.633 colio storio dujotiekį iš Albertos (Kanada) į Čikagą. Viename šio dujotiekio ruože suvirinimo rangovas naudojo du 25 kW galios maitinimo šaltinius, sumontuotus ant traktoriaus su indukcinėmis antklodėmis, pritvirtintomis prie strėlių, kad būtų užtikrintas greitis ir patogumas. Maitinimo šaltiniai iš anksto pašildydavo abi vamzdžio jungties puses. Šiam procesui labai svarbu buvo greitis ir patikima temperatūros kontrolė. Didėjant lydinių kiekiui medžiagose, siekiant sumažinti svorį ir suvirinimo laiką bei ilginti dalių tarnavimo laiką, pakaitinimo temperatūros kontrolė tampa vis svarbesnė. Naudojant indukcinį kaitinimą, prireikė mažiau nei trijų minučių, kad būtų pasiekta 250 laipsnių įkaitinimo temperatūra.

Sunki įranga. Sunkiosios įrangos gamintojas dažnai privirindavo adapterio dantis ant savo krautuvo kaušo kraštų. Suvirintas agregatas buvo perkeltas pirmyn ir atgal į didelę krosnį, todėl suvirinimo operatorius turėjo palaukti, kol dalis buvo pakartotinai kaitinama. Gamintojas pasirinko išbandyti indukcinį šildymą, kad iš anksto pašildytų mazgą, kad gaminys nejudėtų.

Medžiaga buvo 4 colių storio su aukšta reikalaujama pakaitinimo temperatūra dėl lydinio kiekio. Individualizuotos indukcinės antklodės buvo sukurtos taip, kad atitiktų taikymo reikalavimus. Izoliacija ir ritės konstrukcija suteikė papildomos naudos – apsaugo operatorių nuo detalės spinduliuojančios šilumos. Apskritai operacijos buvo daug efektyvesnės, sutrumpėjo suvirinimo laikas ir palaikoma temperatūra viso suvirinimo proceso metu.

Kasybos įranga. Kasykla susidūrė su šalto krekingo problemomis ir neefektyviu pašildymu, naudodama propano šildytuvus kasybos įrangos remonto operacijose. Suvirinimo operatoriai turėjo dažnai nuimti įprastą izoliacinę antklodę nuo storos dalies, kad būtų šildomas ir išlaikytų reikiamą temperatūrą.

Indukcinio pašildymo antklodė palaiko kaušo krašto temperatūrą dantų tvirtinimo metu.
Kasykla nusprendė išbandyti indukcinį šildymą, naudojant plokščias, oru aušinamas antklodes, kad prieš suvirinant dalis būtų pašildyta. Indukcinis procesas greitai šildo dalį. Jis taip pat gali būti nuolat naudojamas suvirinimo proceso metu. Suvirinimo remonto laikas sutrumpėjo 50 procentų. Be to, maitinimo šaltinis buvo aprūpintas temperatūros reguliatoriumi, kad dalis išlaikytų tikslinę temperatūrą. Tai beveik pašalino pertvarkymą, kurį sukėlė šaltas įtrūkimas.

Elektrinė. Elektrinės statytojas Kalifornijoje statė gamtinių dujų elektrinį. Katilų gamintojai ir vamzdynų montuotojai statybose vėlavo dėl pašildymo ir streso mažinimo metodų, kuriuos jie taikė gamyklos garo linijose. Bendrovė įdiegė indukcinio šildymo technologiją, siekdama padidinti efektyvumą, ypač dirbant su vidutinėmis ir didelėmis garų linijomis, nes šių dalių terminis apdorojimas darbo vietoje užima daugiausiai laiko.

Paprastas indukcinių antklodžių apvyniojimas aplink sudėtingas formas, pavyzdžiui, šioje gamtinių dujų elektrinėje, gali sutrumpinti terminio apdorojimo laiką.
Įprastoje 16 colių. weldolet su 2 colių. sienelės storis, indukcinis šildymas sugebėjo dviem valandoms sumažinti laiko iki temperatūros (600 laipsnių) ir dar valandą pasiekti mirkymo temperatūrą (600 laipsnių iki 1,350 laipsnių), kad būtų sumažintas stresas.