ТЕХНОЛОГИИ
И ОБОРУДОВАНИЕ
.............................................................
Особенности
локального
индукционного
нагрева
труб
с
толщиной
стенки
30
мм
Е.А. Пантелеймонов,
канд. техн. наук,
А.С. Письменный,
д-р техн. наук,
Институт электросварки им. Е.
О.
Патона НАН Украины
Характерное для индукционного нагрева токами повышен-
ной
частоты генерирование энергии непосредственно в на-
греваемое изделие позволяет получить высокие скорости на-
грева в ограниченной по ширине зоне термического влияния.
Такая особенность индукционного нагрева используется при
термообработке
сварных
стыков
трубопроводов,
нагреве
стыков труб под сварку и др.
При
нагреве труб с толщ иной стенки до
25 мм для обеспечения максимального КПД
системы «индуктор—труба», минимального
времени и равномерности нагрева рекомен-
дую т
применять
частоту
тока
150-850
Гц.
О днако
с
увеличением
толщ ины
стенки
трубы
увеличиваю тся
продолжительность
нагрева и
ш ирина зоны нагрева. Это может
вызвать
разупрочнение
металла
шва,
сни-
жение его прочностных характеристик и по-
вреждение
изоляционного
покрытия
труб,
примыкаю щ его
к
стыку.
Необходима
ин-
тенсификация
процесса нагрева. Поскольку
в
условиях
строительно-монтаж ной
пло-
щадки
возможны
ограничения
по
мощ но-
сти
источника
индукционного
нагрева,
од-
ним
из способов интенсификации процесса
локального
нагрева
является
увеличение
частоты тока.
В
настоящ ей
работе
приведены
резуль-
таты поисковых исследований процесса ло-
кального
нагрева
трубы
диаметром
630x30 мм
из
низкоуглеродистой
стали
то-
ками частотой 2,4 кГц. И спользовано нагре-
вательное устройство в виде охватываю щ е-
го одновиткового
индуктора с
П -образным
магнитопроводом
и
индуктирую щ им
про-
водом
круглого
сечения
диаметром
10 мм.
Н агрев трубы осущ ествляли в режимах ста-
билизации
напряж ения
индуктора
при
не-
изменных условиях согласования
индукто-
ра с источником нагрева (тиристорны й пре-
образователь
частоты
Т П Ч Т -160/2,4).
Удельную
мощ ность
источника
нагрева
определяли
как
р0
=
Ш/Б,
кВ т/см 2,
где
и
и
/ — соответственно напряж ение и сила тока
нагрузки
вы прямителя
источника,
5 —
ус-
ловная
площ адь
«настила тока»
на
наруж -
ной
поверхности
грубы,
см2.
Ш ирина
«на-
стила
тока»
принята
равной
диаметру
ин-
дуктирую щ его
провода
индуктора. Д ля
из-
мерения
температуры
трубы
применяли
хромель-алю мелевые
термоэлектрические
преобразователи.
Горячие
спаи
преобразо-
вателей
крепили
вдоль
наружной
и
внут-
ренней поверхностей трубы на расстояниях
до 1=60 мм от центра индуктирую щ его про-
вода индуктора.
На
рис. 1
показаны временные зависим о-
сти
температуры
поверхностей трубы.
При
низком
значении
удельной
мощности
;;01=0,1
кВ т/см 2
(рис. 1, а)
высокая скорость
нагрева
АГ/А/=250 °С /м ин
характерна
для
наружной
поверхности
трубы
под
индук-
тором
(1= 0
мм,
зависимость
1)
в
течение
первой
минуты
нагрева.
По
мере удаления
от
центра
индуктора
скорость
нагрева
уменьш алась. В точках наружной поверхно-
сти трубы
на расстоянии
А=15 мм
(зависи-
мость
2)
и
внутренней
поверхности
трубы
Таблица 1. Распределение температуры на поверхностях трубы при удельных
мощностях р03 > р02 > р
0 1
У
д е л ь н а я
М О Щ Н О С Т Ь
,
к
В
т / с м
2
Д77Д/.,
° С / м м .
н а у ч а с т
к а х
1,
м
м
Т е м п е р а т
у р а , ° С ,
н а р а с с т
о я н и и
£..
м
м
П
о в е р х н о с т
ь
т р у б ы
0-15
15-60
0
60
Р
оі
~0,1
18
6,6
770
200
Наружная
1,0
5,1
460
210
Внутренняя
Р02=0*3
10,6
7,3
870
380
Наружная
4.0
7,3
680
290
Внутренняя
Роз“ 0-4
13,3
7,3
910
380
Наружная
6,2
6,4
760
380
Внутренняя
3(79)2011 С В А Р Щ И К *»
предыдущая страница 29 Сварщик 2011 03 читать онлайн следующая страница 31 Сварщик 2011 03 читать онлайн Домой Выключить/включить текст