一种管道焊接热处理中频感应加热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种焊接热处理装置，具体说是一种管道焊接热处理中频感应加热装置，属于管道焊接辅助设备技术领域。
【背景技术】
[0002]目前我国电站、化工建设中合金管道焊接热处理主要采用陶瓷电阻加热器外加保温棉进行。缺点是管道焊缝内外壁温差过大，焊缝硬度高，韧性差，热处理质量低，焊缝的残余应力大，许多电站因为这种原因使用不到十年焊缝就产生了裂纹，只能割断从新焊接甚至更换整条管道(设计寿命应为30年)ο并且该材料完全依赖从日本、美国等地进口，浪费巨大；开采陶瓷矿和瓷件在窑炉烧制过程中排碳和产生的雾霾对环境破坏严重，且不可恢复。易碎和报废的陶瓷无法再回收利用，几乎不会被分解，继而造成二次污染。
[0003]少量进口的串联谐振热处理中频电源频率较高，一般在5000Hz以上，且工作过程中频率变化较大，最高达20000多Hz。负载电感量较小，一款35KW中频电源的负载电感量要求在5 μ Η-50 μ H之间，我国100万千瓦火电的主蒸汽管的外径560mm，管壁厚度达115mm，规程要求感应加热宽度为壁厚的6倍以上，感应线圈最小宽度为690mm，如果满足宽度必加大感应圈的匝间距，会造成工件温度不均匀，且功率小无法满足工艺要求。负载线分布电感不得超过10 μΗ，过大的电感量会降低工件加热功率。并且作业半径小，较远的特殊位置工件无法进行热处理，且进口产品造价较高。而且串联谐振的槽路电感加热器与谐振电容为串联连接，一旦由于干扰丢失一个触发脉冲信号，槽路立即停止震荡，热处理会被迫中断。
[0004]化工、电站使用的管材合金含量各异，有高合金Ρ91、Ρ92、Χ20类也有低合金12CrlMoV, 10CrMo910, 15CrMo等，规格各异，管径、壁厚差距很大，有些管径小至Φ 219mm或更小，大达Φ 1400mm或更大，壁厚从1mm至140mm或更厚，现场施工过程中有时今天做12CrlMoVO 273*30mm管，明天就做 P92Φ 560*120mm管，后天可能做 P91Φ 1400*30 mm管，如何选择正确的加热功率既不会大牛拉小车以减少不必要浪费，也不会小牛拉大车致温度升不到预定值，热处理无法完成。怎样选择准确的加热宽度即不会过多加热母管，使机械强度降低，也不会加热过窄，使焊缝的内外壁温差大(高合金不应超过30°C)，应力消除不彻底，导致热处理不合格，寻求合理的管道焊接热处理中频感应加热装置是行业中迫切解决的问题。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是:针对以上现有技术存在的缺点，提出一种管道焊接热处理中频感应加热装置，热处理效果好，消除残余应力彻底，热处理后焊缝使用寿命长，且结构简单，节能环保。
[0006]本实用新型解决以上技术问题的技术方案是:
[0007]一种管道焊接热处理中频感应加热装置，包括中频感应线圈、中频电源、保温层和热电偶，保温层包裹在需要热处理的管道焊缝周围，热电偶的热端固定在需要热处理的管道焊缝的温度采样点上，冷端位于保温层外，中频感应线圈由金属导电体绕在需要热处理的管道的保温层外侧外成弹簧状，中频感应线圈与中频电源连接。
[0008]本实用新型进一步限定的技术方案是:
[0009]前述的管道焊接热处理中频感应加热装置，中频电源的功率多P，其中，P=(d+ δ )l72XdX δ +17，单位为KW，d为需要热处理的管道的外径d，单位为cm，δ为需要热处理的管道的壁厚，单位为cm，管道的长度无限制；
[0010]金属导电体绕在需要热处理的管道外形成的中频感应线圈的加热宽度为:LX70%彡加热宽度彡LX 140%，其中，L= (d+ δ ) 1/2Χ4.5+δ Χ5.3，单位为cm (需要热处理的管道如果是高合金P91、P92类型可采取正偏差，需要热处理的管道如果是低合金12CrlMoV、10CrMo910、15CrMo类型可采取负偏差，需要热处理的管道如果是高低合金异种钢连接可采取无偏差计算值)，加热宽度为中频感应线圈形成的圆柱体的底面至顶面的垂直距离；
[0011]保温层的宽度大于等于所述加热宽度，保温层的宽度为保温材料包裹在管道上形成的圆柱体的底面至顶面的垂直距离。
[0012]前述的管道焊接热处理中频感应加热装置，中频电源具有温度自动控制功能，输出电源频率为400Hz-5000Hz。
[0013]前述的管道焊接热处理中频感应加热装置，其特征在于:所述热电偶的长度为KL, KL 彡 l/2L+30cm。
[0014]前述的管道焊接热处理中频感应加热装置，其中保温层以焊缝为中心包裹在需要热处理的管道焊缝周围，保温层的宽度为BL，BL多加热宽度+20cm。
[0015]前述的管道焊接热处理中频感应加热装置，其中保温层的厚度为2cm_10cm。
[0016]前述的管道焊接热处理中频感应加热装置，其中金属导电体以焊缝为中心绕在需要热处理的管道的保温层外侧外成弹簧状。
[0017]前述的管道焊接热处理中频感应加热装置，其中热电偶的热端通过点焊或铁丝捆扎的方式固定在焊缝的温度采样点上，热电偶的走向与需热处理的管道平行且与中频感应线圈垂直。
[0018]前述的管道焊接热处理中频感应加热装置，其中热电偶采用K分度热电偶，材质为镍铬镍硅或镍铬镍铝，型号选用WRN或WRNK。
[0019]前述的管道焊接热处理中频感应加热装置，其中保温层采用玻璃丝带或铁丝捆绑，当采用铁丝捆绑时，需将铁丝与感应线圈进行隔热与绝缘。
[0020]本实用新型的有益效果是:本实用新型的管道焊接热处理中频感应加热装置结构简单，使用方便解决了电站、化工等合金管道中频感应焊接热处理的施工工艺问题。首先通过测量或已知得到各种大小管道的外径d和壁厚δ (长度无限)通过公式计算及能准确选择中频电源的输出功率，避免了无从参考选择的中频电源功率过低以致热处理工程半途而废，或因功率过大，大牛拉小车浪费资源。焊接热处理主要作用是消除焊缝的残余应力，但是在焊缝热处理的同时也降低了加热区管道母材的应力，导致机械强度下降；如果加热宽度L过窄，会造成焊缝的内外壁温差过大，应力消除不彻底；材质的合金含量不同加热宽度也能区分；通过本发明的加热宽度计算公式，能得出最佳加热宽度值，得到高质量的热处理效果，延长管道的使用寿命。
[0021]在对本实用新型的装置作性能试验时，在材质为P91，外径d=58cm，δ =8cm (长度1840mm，天气晴，最高气温38°C，地点广州市)实验中，需要加热中频电源功率多P，P=(58 + 8)1/2 X 58 X 8 +17=73.5KW，最后选择设备型号为RLPC-7200，中频电源功率80KW，加热宽度L= (58 + 8) 1/2X 4.5+8cmX5.3=54.5cm，正偏差选择确定L=60cm，保温棉厚5cm，宽度BL=60cm+20cm=80cm，热电偶长度 KL=60cm+2+30cm=60cm，经查设备 RLPC-7200 使用手册，感应加热器导电体采用横截面70mm2铜线，缠绕匝数20匝，升温过程最大输出功率69KW，恒温4小时后，内外壁温差小于30°C，效果非常理想。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
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