專利名稱：無斷點軟帶式電磁感應(yīng)加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種長輸石油天然氣管道尤其是在大口徑、高強(qiáng)度鋼施工安裝 中，焊接前對管口進(jìn)行預(yù)熱作業(yè)的無斷點軟帶式電磁感應(yīng)加熱器。涉及管道系統(tǒng) 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國西部石油天然氣的大開發(fā)及跨國能源通道工程的實施，大口徑長輸 管道的建設(shè)安裝全面展開，焊接是管道施工的重要環(huán)節(jié)。為保證焊接質(zhì)量，焊接 前對管口的預(yù)熱非常關(guān)鍵，以防止焊縫裂紋、氣孔、縮孔、夾渣等缺陷的發(fā)生。 目前，中頻預(yù)熱方式被廣泛應(yīng)用，中頻預(yù)熱就是把中頻電源的交變電能輸送至套 在被加熱鋼管上的電磁感應(yīng)加熱器，加熱器把交變電能轉(zhuǎn)變?yōu)榻蛔兇艌?。交變?場在鋼管內(nèi)產(chǎn)生禍流和磁帶，從而使管體發(fā)熱升溫。中頻預(yù)熱裝置，由中頻電源 和電磁感應(yīng)加熱器兩部份組成?，F(xiàn)有中頻電磁感應(yīng)預(yù)熱設(shè)備，因其技術(shù)上的原因，不能滿足西氣東輸大口徑管口預(yù)熱要求，從而引發(fā)此項研究，具體情況是1) 現(xiàn)在電磁感應(yīng)加熱器繞組都是螺旋式繞法，感應(yīng)線圈以閘刀為結(jié)合點，使 感應(yīng)線圈成串聯(lián)接；把加熱器套在管體上或從管體取下來，都必須把加熱器繞組 各匝通過閘刀斷開；作業(yè)過程中，工作電流隨管徑增加而加大；靠彈力結(jié)合的閘 刀出現(xiàn)故障的可能性加大，安全性、可靠性差；每加熱一道口，閘刀開關(guān)開啟、 閉合一次，操作煩瑣；2) 線圈繞組固定在鋁質(zhì)材料制作的環(huán)形框架上，其外形尺寸隨管徑的增大而 增加；對于直徑711mm以下鋼管還能適用；而對于大口徑鋼管，如西氣東輸二線 的直徑1219mm鋼管，框架重量達(dá)40kg，施工現(xiàn)場的移位、安裝、操作、拆卸就很不方便；3) 開合式電磁感應(yīng)加熱器，受閘刀開關(guān)結(jié)合片安全間距的限制，形成感應(yīng)線 圈各匝間距加大，往往出現(xiàn)感應(yīng)線圈寬度超過焊接工藝要求的預(yù)熱寬度，從而導(dǎo) 致電磁感應(yīng)產(chǎn)生熱量分散，影響加熱效果，浪費能源，甚至損壞了鋼管的防腐層； 如400A閘刀，刀片安全間距50咖，4匝線圈加熱寬度達(dá)180mm,而預(yù)熱寬度僅為 100~ 120mm;4) 開合式電磁感應(yīng)加熱器，受框架結(jié)構(gòu)的限制，線圈繞組與鋼管外壁往往需3留有一定的間距，導(dǎo)致線圈磁場不能直接作用于鋼管，因此，升溫速度慢，(升溫速度小于3(TC/min)與全自動焊機(jī)的焊接配套使用，升溫速度滯后，影響自動焊 的效率發(fā)揮。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是設(shè)計一種升溫速度快、熱能利用率高的無斷點軟帶式電 磁感應(yīng)加熱器。本實用新型釆用無結(jié)點繞線法(如圖1)，形成以電纜繞線1繞成寬為B、長 為L的加熱感應(yīng)帶，加熱感應(yīng)帶以耐高溫橡膠4用壓力澆鑄的方法使感應(yīng)線帶成為規(guī)整的軟帶狀，再用耐高溫的特制工業(yè)專用布料通過縫制而成。本實用新型的結(jié)構(gòu)如圖2所示，以電纜繞線l在一平面內(nèi)繞一圈以上，構(gòu)成寬 為B、長為L的加熱感應(yīng)帶，電纜繞線1的兩端各接一快速接頭2，該加熱感應(yīng)帶 以耐高溫橡膠4 (大于20CTC )澆鑄成規(guī)整的軟帶，耐高溫橡膠4外包縫制的耐 高溫布料，軟帶的長度為被加熱鋼管5的周長，寬度略小于被加熱鋼管5焊接工 藝要求的預(yù)熱寬度，加熱感應(yīng)帶敷在焊接管口處后兩端對搭，圍成加熱感應(yīng)圈，電 源輸入線3通過接快速接頭2與加熱感應(yīng)圈連接。 其中快速接頭2為通常用的電源接插頭；電纜繞線1在繞制時，其中與感應(yīng)圈交叉的引出端要與感應(yīng)圈之間相隔開，由 耐高溫橡膠4予以絕緣。本實用新型在使用時，將軟帶狀加熱感應(yīng)帶敷在焊接管口處，軟帶兩端對搭 構(gòu)成加熱感應(yīng)圏，加熱感應(yīng)帶的兩端由快速接頭2接電源即可。加熱感應(yīng)圈在焊 接管口處的布置密度可按焊接工藝要求進(jìn)行合理選擇。線圈貼近鋼管外壁，感應(yīng) 線圈匪間距合理布置，使溫度場范圍縮小，感應(yīng)磁力線趨于集中，強(qiáng)磁場集中在 焊接管口需預(yù)熱的范圍內(nèi)，排除閘刀開合的安裝弊端，以使加熱器的熱能得到充 分利用，提高了升溫速度和熱能利用率。 可見，本實用新型具有以下特點1 )取消閘刀開關(guān)，從根本上解決加熱寬度超過焊接工藝要求而形成的熱量分 散，影響升溫速度，用電浪費問題及閘刀閉合，打開的頻繁操作，消除安全隱患；2) 除去安裝感應(yīng)線圈及閘刀開關(guān)的鋁制框架；每套可節(jié)約框架制造成本，減 輕加熱器重量60%,安裝操作簡便，搬遷移位容易；3) 加熱圈以無節(jié)點繞線法取代口間以閘刀閉合成為串聯(lián)的螺旋線的繞法；4) 以軟帶式包裝使感應(yīng)線圈成為-一個柔軟的但又是一個固定式的整體；取閘刀開關(guān)及安裝感應(yīng)線圈的鋁制框架，都是以無結(jié)點繞線法為前提，沒有無結(jié)點 繞法就不能取消閘刀開關(guān)和安裝框架。

圖1無斷點軟帶式電磁感應(yīng)加熱器無結(jié)點繞線圖 圖2無斷點軟帶式電磁感應(yīng)加熱器加熱感應(yīng)圈斷面結(jié)構(gòu)圖 圖3無結(jié)點繞線法與開合式加熱器兩種加熱器升溫曲線圖 其中l(wèi)一電纜繞線 2—快速接頭
3—電源輸入線 4一耐高溫橡膠 5—鋼管
實施例.本例是在①1019mm管道上進(jìn)行試驗的電磁感應(yīng)加熱器，其構(gòu)成如圖2 所示。以電纜繞線l在一平面內(nèi)用無結(jié)點繞線法繞2圈，構(gòu)成寬B為120mm、長L 為3200mm的加熱感應(yīng)帶，電纜繞線1與感應(yīng)圈交叉的引出端要與感應(yīng)圈之間相隔 開2mm并兩端各接一快速接頭2，該加熱感應(yīng)帶以耐高溫橡膠4 (大于20CTC )澆 鑄成規(guī)整的軟帶，耐高溫橡膠4外包縫制的耐高溫布料，軟帶的長度為被加熱鋼 管5的周長，寬度略小于被加熱鋼管5焊接工藝要求的預(yù)熱寬度，加熱感應(yīng)帶敷 在焊接管口處后兩端對搭，圍成加熱感應(yīng)圈，電源輸入線3通過接快速接頭2與加 熱感應(yīng)圈連接。
電纜繞線l選①20 mm銅電纜，感應(yīng)線圈寬度120mm、長度3200mm，其重量不 超過15公斤， 一人便可輕便靈活的操作。
圖3為兩種加熱器升溫曲線圖，I為本實用新型升溫曲線，II為開合式升溫 曲線。兩種電磁感應(yīng)加熱器，在同一環(huán)境，相同電路工作參數(shù)下的被加熱鋼管升 溫情況比較?？梢钥闯觯纠訜崞髋c原加熱器相比，焊縫預(yù)熱范圍內(nèi)溫度高， 而預(yù)熱范圍外溫度衰減加快，有明顯的節(jié)能效果。
實踐證明，無斷點軟帶式加熱器使用方便，升溫速度快、熱能利用率高，升溫 速度可達(dá)45。C/rain,利于與自動焊的協(xié)調(diào)配套，有利于施工速度的提高。
權(quán)利要求1.一種無斷點軟帶式電磁感應(yīng)加熱器，包括加熱感應(yīng)線圈，其特征是以電纜繞線(1)在一平面內(nèi)用無結(jié)點繞線法繞一圈以上，構(gòu)成寬為B、長為L的加熱感應(yīng)帶，電纜繞線(1)的兩端各接一快速接頭(2)，該加熱感應(yīng)帶以耐高溫橡膠(4)澆鑄成規(guī)整的軟帶，耐高溫橡膠(4)外包縫制的耐高溫布料，加熱感應(yīng)帶敷在焊接管口處后兩端對搭，圍成加熱感應(yīng)圈，電源輸入線(3)通過接快速接頭(2)與加熱感應(yīng)圈連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無斷點軟帶式電磁感應(yīng)加熱器，其特征是所述加熱 感應(yīng)帶的長度L為被加熱鋼管(5)的周長，寬度B小于被加熱鋼管(5)焊接工藝要 求的預(yù)熱寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無斷點軟帶式電磁感應(yīng)加熱器，其特征是所述電纜 繞線(l)在繞制時，其中與感應(yīng)圈交叉的引出端要與感應(yīng)圈之間相隔開，由耐高溫 橡膠(4)予以絕緣。
專利摘要本實用新型是一種油氣管道尤其是在大口徑、高強(qiáng)度鋼管道施工安裝中，焊接前對管口進(jìn)行預(yù)熱作業(yè)的無斷點軟帶式電磁感應(yīng)加熱器。涉及管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。它是以電纜繞線(1)在一平面內(nèi)繞一圈以上，構(gòu)成寬為B、長為L的加熱感應(yīng)帶，電纜繞線(1)的兩端各接一快速接頭(2)，該加熱感應(yīng)帶以耐高溫橡膠(4)澆鑄成規(guī)整的軟帶，耐高溫橡膠(4)外包縫制的耐高溫布料，加熱感應(yīng)帶的長度L為被加熱鋼管(5)的周長，寬度B小于被加熱鋼管(5)焊接工藝要求的預(yù)熱寬度，加熱感應(yīng)帶兩端對搭，圍成加熱感應(yīng)圈，電源輸入線(3)通過接快速接頭(2)與加熱感應(yīng)圈連接。本加熱器使用方便，升溫速度快、熱能利用率高。
文檔編號B23K37/00GK201393313SQ20092010743
公開日2010年1月27日 申請日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者濤 劉, 孫克剛, 賈治民, 郭西坤, 高豹華 申請人:中國石油天然氣管道局