专利名称：无断点软带式电磁感应加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种长输石油天然气管道尤其是在大口径、高强度钢施工安装 中，焊接前对管口进行预热作业的无断点软带式电磁感应加热器。涉及管道系统 技术领域。
背景技术：
随着我国西部石油天然气的大开发及跨国能源通道工程的实施，大口径长输 管道的建设安装全面展开，焊接是管道施工的重要环节。为保证焊接质量，焊接 前对管口的预热非常关键，以防止焊缝裂紋、气孔、缩孔、夹渣等缺陷的发生。 目前，中频预热方式被广泛应用，中频预热就是把中频电源的交变电能输送至套 在被加热钢管上的电磁感应加热器，加热器把交变电能转变为交变磁场。交变磁 场在钢管内产生祸流和磁带，从而使管体发热升温。中频预热装置，由中频电源 和电磁感应加热器两部份组成。现有中频电磁感应预热设备，因其技术上的原因，不能满足西气东输大口径管口预热要求，从而引发此项研究，具体情况是1) 现在电磁感应加热器绕组都是螺旋式绕法，感应线圈以闸刀为结合点，使 感应线圈成串联接；把加热器套在管体上或从管体取下来，都必须把加热器绕组 各匝通过闸刀断开；作业过程中，工作电流随管径增加而加大；靠弹力结合的闸 刀出现故障的可能性加大，安全性、可靠性差；每加热一道口，闸刀开关开启、 闭合一次，操作烦瑣；2) 线圈绕组固定在铝质材料制作的环形框架上，其外形尺寸随管径的增大而 增加；对于直径711mm以下钢管还能适用；而对于大口径钢管，如西气东输二线 的直径1219mm钢管，框架重量达40kg，施工现场的移位、安装、操作、拆卸就很不方便；3) 开合式电磁感应加热器，受闸刀开关结合片安全间距的限制，形成感应线 圈各匝间距加大，往往出现感应线圈宽度超过焊接工艺要求的预热宽度，从而导 致电磁感应产生热量分散，影响加热效果，浪费能源，甚至损坏了钢管的防腐层； 如400A闸刀，刀片安全间距50咖，4匝线圈加热宽度达180mm,而预热宽度仅为 100~ 120mm;4) 开合式电磁感应加热器，受框架结构的限制，线圈绕组与钢管外壁往往需3留有一定的间距，导致线圈磁场不能直接作用于钢管，因此，升温速度慢，(升温速度小于3(TC/min)与全自动焊机的焊接配套使用，升温速度滞后，影响自动焊 的效率发挥。实用新型内容本实用新型的目的是设计一种升温速度快、热能利用率高的无断点软带式电 磁感应加热器。本实用新型釆用无结点绕线法(如图1)，形成以电缆绕线1绕成宽为B、长 为L的加热感应带，加热感应带以耐高温橡胶4用压力浇铸的方法使感应线带成为规整的软带状，再用耐高温的特制工业专用布料通过缝制而成。本实用新型的结构如图2所示，以电缆绕线l在一平面内绕一圈以上，构成宽 为B、长为L的加热感应带，电缆绕线1的两端各接一快速接头2，该加热感应带 以耐高温橡胶4 (大于20CTC )浇铸成规整的软带，耐高温橡胶4外包缝制的耐 高温布料，软带的长度为被加热钢管5的周长，宽度略小于被加热钢管5焊接工 艺要求的预热宽度，加热感应带敷在焊接管口处后两端对搭，围成加热感应圈，电 源输入线3通过接快速接头2与加热感应圈连接。 其中快速接头2为通常用的电源接插头；电缆绕线1在绕制时，其中与感应圈交叉的引出端要与感应圈之间相隔开，由 耐高温橡胶4予以绝缘。本实用新型在使用时，将软带状加热感应带敷在焊接管口处，软带两端对搭 构成加热感应圏，加热感应带的两端由快速接头2接电源即可。加热感应圈在焊 接管口处的布置密度可按焊接工艺要求进行合理选择。线圈贴近钢管外壁，感应 线圈匪间距合理布置，使温度场范围缩小，感应磁力线趋于集中，强磁场集中在 焊接管口需预热的范围内，排除闸刀开合的安装弊端，以使加热器的热能得到充 分利用，提高了升温速度和热能利用率。 可见，本实用新型具有以下特点1 )取消闸刀开关，从根本上解决加热宽度超过焊接工艺要求而形成的热量分 散，影响升温速度，用电浪费问题及闸刀闭合，打开的频繁操作，消除安全隐患；2) 除去安装感应线圈及闸刀开关的铝制框架；每套可节约框架制造成本，减 轻加热器重量60%,安装操作简便，搬迁移位容易；3) 加热圈以无节点绕线法取代口间以闸刀闭合成为串联的螺旋线的绕法；4) 以软带式包装使感应线圈成为-一个柔软的但又是一个固定式的整体；取闸刀开关及安装感应线圈的铝制框架，都是以无结点绕线法为前提，没有无结点 绕法就不能取消闸刀开关和安装框架。
图1无断点软带式电磁感应加热器无结点绕线图 图2无断点软带式电磁感应加热器加热感应圈断面结构图 图3无结点绕线法与开合式加热器两种加热器升温曲线图 其中l一电缆绕线 2—快速接头
3—电源输入线 4一耐高温橡胶 5—钢管
实施例.本例是在①1019mm管道上进行试验的电磁感应加热器，其构成如图2 所示。以电缆绕线l在一平面内用无结点绕线法绕2圈，构成宽B为120mm、长L 为3200mm的加热感应带，电缆绕线1与感应圈交叉的引出端要与感应圈之间相隔 开2mm并两端各接一快速接头2，该加热感应带以耐高温橡胶4 (大于20CTC )浇 铸成规整的软带，耐高温橡胶4外包缝制的耐高温布料，软带的长度为被加热钢 管5的周长，宽度略小于被加热钢管5焊接工艺要求的预热宽度，加热感应带敷 在焊接管口处后两端对搭，围成加热感应圈，电源输入线3通过接快速接头2与加 热感应圈连接。
电缆绕线l选①20 mm铜电缆，感应线圈宽度120mm、长度3200mm，其重量不 超过15公斤， 一人便可轻便灵活的操作。
图3为两种加热器升温曲线图，I为本实用新型升温曲线，II为开合式升温 曲线。两种电磁感应加热器，在同一环境，相同电路工作参数下的被加热钢管升 温情况比较。可以看出，本例之加热器与原加热器相比，焊缝预热范围内温度高， 而预热范围外温度衰减加快，有明显的节能效果。
实践证明，无断点软带式加热器使用方便，升温速度快、热能利用率高，升温 速度可达45。C/rain,利于与自动焊的协调配套，有利于施工速度的提高。
权利要求1.一种无断点软带式电磁感应加热器，包括加热感应线圈，其特征是以电缆绕线(1)在一平面内用无结点绕线法绕一圈以上，构成宽为B、长为L的加热感应带，电缆绕线(1)的两端各接一快速接头(2)，该加热感应带以耐高温橡胶(4)浇铸成规整的软带，耐高温橡胶(4)外包缝制的耐高温布料，加热感应带敷在焊接管口处后两端对搭，围成加热感应圈，电源输入线(3)通过接快速接头(2)与加热感应圈连接。
2. 根据权利要求1所述的无断点软带式电磁感应加热器，其特征是所述加热 感应带的长度L为被加热钢管(5)的周长，宽度B小于被加热钢管(5)焊接工艺要 求的预热宽度。
3.根据权利要求1所述的无断点软带式电磁感应加热器，其特征是所述电缆 绕线(l)在绕制时，其中与感应圈交叉的引出端要与感应圈之间相隔开，由耐高温 橡胶(4)予以绝缘。
专利摘要本实用新型是一种油气管道尤其是在大口径、高强度钢管道施工安装中，焊接前对管口进行预热作业的无断点软带式电磁感应加热器。涉及管道系统技术领域。它是以电缆绕线(1)在一平面内绕一圈以上，构成宽为B、长为L的加热感应带，电缆绕线(1)的两端各接一快速接头(2)，该加热感应带以耐高温橡胶(4)浇铸成规整的软带，耐高温橡胶(4)外包缝制的耐高温布料，加热感应带的长度L为被加热钢管(5)的周长，宽度B小于被加热钢管(5)焊接工艺要求的预热宽度，加热感应带两端对搭，围成加热感应圈，电源输入线(3)通过接快速接头(2)与加热感应圈连接。本加热器使用方便，升温速度快、热能利用率高。
文档编号B23K37/00GK201393313SQ20092010743
公开日2010年1月27日 申请日期2009年4月20日 优先权日2009年4月20日
发明者涛 刘, 孙克刚, 贾治民, 郭西坤, 高豹华 申请人:中国石油天然气管道局