Индукционный способ нагрева

17.4.3. Индукционный нагреватель может быть одно- или двухсекционным; двухсекционный индуктор дает возможность проводить подогрев перед сваркой и последующую термообработку без перемотки или перестановки индуктора.

17.4.4. При установке индуктора на трубу необходимо руководствоваться следующими положениями:

кольцевой зазор между индуктором и нагреваемой поверхностью должен быть минимальным и равномерным по периметру, для чего следует плотно навивать гибкий индуктор на трубу, покрытую тепловой изоляцией (асбестом);

на трубах диаметром менее 200 мм длина теплоизолируемого участка должна быть 200 - 250 мм в каждую сторону от сварного шва при толщине изоляции 8 - 12 мм, на трубах диаметром менее 400 мм - 300 - 400 мм при той же толщине изоляции, на трубах диаметром 400 мм и более эти размеры должны быть соответственно 500 - 700 и 15 - 20 мм; при использовании двухсекционных индукторов, которые применяют одновременно для подогрева перед сваркой, зона сварного шва изолируется отдельно;

расстояние (зазор) между витками гибкого индуктора должно составлять 10 - 20 мм (кроме случая, оговоренного в п. 17.4.5);

не должно быть скруток, оборванных прядей медных жил, снижающих площадь поперечного сечения индуктора более чем на 15%.

17.4.5. Для выравнивания температуры по окружности вертикального стыка можно использовать следующие способы:

создать тепловую изоляцию различной толщины по окружности стыка - в нижней части толще, чем в верхней (при изоляции листовым асбестом верхняя половина стыка изолируется обычно двумя слоями, нижняя - тремя);

установить индуктор так, чтобы расстояние между витками (или между секциями двухсекционного индуктора) в зоне стыка на верхнем участке было на 10 - 50 мм больше, чем на нижнем.

Для выравнивания температуры вдоль оси трубы при термообработке горизонтальных стыков рекомендуется смещать ось индуктора относительно оси стыка вниз на один-два витка.

При термообработке стыков труб диаметром 900 мм и более для эффективного и равномерного нагрева следует устанавливать (если это возможно) внутри труб на расстоянии 300 - 500 мм по обе стороны стыка теплоизоляционные заглушки.

Рекомендуемое расположение гибких индукторов на вертикальных и горизонтальных стыках труб в зависимости от диаметра показано в табл. 17.4.

17.4.6. Индуктор для подогрева стыка перед сваркой и для последующей термообработки нужно устанавливать на трубу в следующей последовательности:

закрепить (приварить) бобышки для установки горячих спаев термоэлектрических преобразователей (ТП) согласно требованиям подраздела 17.5;

Таблица 17.4

Расположение гибких неохлаждаемых индукторов на вертикальных

и горизонтальных стыках труб

на трубу в районе сварного шва наложить тепловую изоляцию в соответствии с требованиями пп. 17.3.8, 17.4.4 и 17.4.5;

намотать индуктор на трубу;

закрепить горячие спаи ТП в приваренные бобышки в соответствии с требованиями подраздела 17.5 (предварительно надрезав теплоизоляцию в месте установки бобышки) и подключить провода ТП к регистрирующему прибору;

присоединить к выводам индуктора токопроводящие провода от источника питания;

подключить конденсаторную батарею (при нагреве током средней частоты);

включить источник питания и провести нагрев по заданному режиму.

17.4.7. Ориентировочные технологические и электрические параметры термообработки сварных стыков труб различных диаметров гибкими индукторами из неизолированного медного провода приведены в табл. 17.5. Ориентировочные режимы нагрева стыков труб тиристорными преобразователями средней частоты (инверторами) даны в табл. 17.6.

17.4.8. Нагрев для термообработки угловых штуцерных сварных соединений производится, как правило, гибким неохлаждаемым индуктором. Примеры намотки таких индукторов на штуцерные соединения приведены на рис. 17.7.

Для нагрева тройникового сварного соединения трубопровода большого диаметра (трубы диаметром 325 мм, штуцер 245 мм) током частотой 50 Гц используется индуктор из гибкого медного кабеля сечением 120 - 180 мм². Намотка кабеля производится по схеме рис. 17.7, а или 17.7, б. По первой схеме индуктор состоит из 12 - 14 витков. Витки, наматываемые на штуцер, удерживаются установочными штырями, которые привариваются к штуцеру. Нагрев производится от одного трансформатора ТДФЖ-2002. При использовании второй схемы нагрев производится двумя индукторами: основной индуктор наматывается на трубу двумя секциями по 8 - 10 витков в каждой, вспомогательный - на штуцер и состоит из 5 - 7 витков. Каждый индуктор питается от своего источника: основной - от трансформатора ТДФЖ-2002, вспомогательный - от трансформатора ТДФЖ-1002 (или от трансформаторов других типов такой же мощности).

Таблица 17.5

Ориентировочные технологические

и электрические параметры термообработки сварных стыков труб

гибкими неохлаждаемыми индукторами

Примечание. На трубы диаметром 108 - 168 мм устанавливается одна секция индуктора на каждом стыке, в остальных случаях - по одной-две секции.

На рис. 17.7, в приведена схема намотки гибкого индуктора для нагрева одновременно двух сварных соединений штуцеров малого диаметра (не более 100 мм) с коллектором диаметром 219 - 325 мм. Общее число витков индуктора 18 - 20, на каждый штуцер укладывается по 4 - 5 витков; сечение кабеля 90 - 150 мм².

При нагреве одного аналогичного сварного соединения индуктор из 10 - 11 витков такого же сечения наматывается по схеме рис. 17.7, г.

В обоих случаях нагрев производится от трансформатора ТДФЖ-2002.

При использовании в качестве источников питания сварочных трансформаторов регулирование режима нагрева производится с помощью дросселя или переключением ступеней обмотки трансформатора.

17.4.9. Термообработку стыков труб большого диаметра (более 900 мм) можно осуществлять с помощью двух трансформаторов ТДФЖ-2002. К каждому трансформатору присоединяются шесть - восемь витков гибкого индуктора из медного кабеля сечением 240 мм² по одной из схем, показанных на рис. 17.8. Трансформаторы должны быть подключены кабелями одинаковой длины и сечения к одним и тем же фазам сети через автоматические выключатели. При использовании преобразователей средней частоты термообработку стыков этих труб можно выполнять двумя индукторами сечением 95 - 120 мм², состоящими из пяти - семи витков каждый и соединенными последовательно. Индукторы устанавливаются симметрично оси стыка на расстоянии 70 - 90 мм один от другого.

Таблица 17.6

Ориентировочные технологические и электрические параметры

термообработки при нагреве стыков труб тиристорными

преобразователями частоты (инверторами) ИТ-100

Рис. 17.7. Схема расположения гибких

индукторов при нагреве угловых сварных соединений:

а, б - нагрев тройниковых сварных соединений паропроводов

(соединения штуцера большого диаметра с трубой):

1 - 5 - места расположения термоэлектрических

преобразователей; 6 - тепловая изоляция; 7 - установочные

штыри диаметром 6 - 8 мм, временно привариваемые

для крепления индуктора; в - нагрев сварных соединений

штуцеров малого диаметра с коллектором: 1, 2 - места

расположения ТП; 3 - тепловая изоляция; 4 - неизолированный

кабель; г - нагрев штуцерного сварного соединения

коллектора: 1 - труба; 2 - тепловая изоляция;

3 - индуктор; 4 - штуцер

Рис. 17.8. Схемы подключения

индукторов при нагреве стыка труб диаметром 980 мм:

а - два шестивитковых односекционных индуктора;

б - односекционный шестивитковый и двухсекционный

(по три витка в секции) индукторы; 1, 2 - места

расположения горячих спаев ТП

17.4.10. Нагрев при термообработке стыков труб диаметром 465 - 720 мм (например, 465 x 56, 630 x 25, 630 x 80, 720 x 22 мм) током промышленной частоты можно производить от одного трансформатора ТДФЖ-2002 (ТСД-2000) с помощью 12 - 14-виткового индуктора, если расстояние между трансформатором и стыком не превышает 15 м, или от двух трансформаторов, подключенных по одной из схем, показанных на рис. 17.8.

17.4.11. При термической обработке сварных соединений труб с фасонными деталями применяют следующие технологические приемы, обеспечивающие равномерность нагрева:

на сварные соединения труб с арматурой устанавливают индукторы с разным шагом намотки витков (на элементы с большей толщиной стенки шаг витков меньше) или на арматуру устанавливают двухслойный индуктор, в котором между первым и вторым слоями имеются асбоцементные прокладки (рис. 17.9, а, б);

при нагреве соединения трубы или коллектора с заглушкой к последней прихватывают отрезок трубы (фальшпатрубок) для возможности намотки индуктора как на обычное сварное соединение (рис. 17.9, в); после термообработки фальшпатрубок удаляют и места прихваток зачищают.

Рис. 17.9. Схемы установки индукторов

для термической обработки сварных соединений фасонных

изделий: а - соединение трубы с фланцем трубопровода:

1 - труба; 2 - теплоизоляция; 3 - индуктор с различным

шагом витков; 4 - фланец; б - соединение трубы с патрубком

задвижки: 1 - труба; 2 - теплоизоляция; 3 - первый слой

индуктора; 4 - асбоцементная прокладка; 5 - второй слой

индуктора; 6 - корпус задвижки; в - соединение трубы

с заглушкой: 1 - труба; 2 - теплоизоляция; 3 - индуктор;

4 - заглушка; 5 - временные прихватки; 6 - фальшпатрубок