tiedustella

Sähkömagneettisen induktiolämmityksen käyttö suurten petrokemian alusten valmistuksessa

Esipuhe

  Kotimainen petrokemian- ja hiilikemianteollisuus on viime vuosina kehittynyt nopeasti, ja parhaan taloudellisen hyödyn saavuttamiseksi tuotantoyksiköt ovat yleensä suuria. Kemiallisten säiliöiden korkeat parametrit ja erityiset mekaaniset ominaisuudet tuovat haasteita tuotteiden valmistukseen. Hitsauksen jäännösjännityksen vähentämiseksi, hitsin kylmähalkeamisen estämiseksi ja hitsauksen laadun varmistamiseksi hitsausprosessin toimenpiteitä on parannettava, mukaan lukien esilämmitys, jälkilämmitys, dehydrauskäsittely, hitsauksen jälkeinen lämpökäsittely jne. Petrokemian säiliön valmistusprosessissa tuotteet, dehydrauskäsittely ja hitsauksen jälkeinen paikallinen lämpökäsittely ovat erittäin tärkeitä prosesseja, joiden päätarkoituksena on nopeuttaa vedyn diffuusiota, eliminoida hitsauksen jäännösjännitystä ja parantaa hitsausliitosten suorituskykyä. Kemikaalisäiliön seinämän suuren paksuuden vuoksi on erityisen tärkeää valita sopiva lämmityslaitteisto, jotta lämpötilagradientti seinämän paksuuden suuntaan pienennetään ja lämmitysvaikutus varmistetaan. Keskitaajuiset induktiolämmityslaitteet käyttävät IGBT-moduulisuunnittelua, koska sen pieni koko, kevyt paino, energiansäästö ja ympäristönsuojelu, hyvä lämmitysvaikutus ovat ihanteellinen hitsauslämpökäsittelylaitteisto.

1. Kotimaan petrokemian astioiden hitsauksen lämmitystila

  Tällä hetkellä petrokemian säiliötuotteiden hitsauksen esilämmityksessä, jälkilämmityksessä, dehydrauskäsittelyssä ja hitsauksen jälkeisessä paikallisessa lämpökäsittelyssä käytettyjä lämmitysmenetelmiä ovat liekkilämmitys, infrapunalämmitys ja induktiolämmitys. Induktiolämmitys sisältää tehotaajuuden induktiolämmityksen, välitaajuuden induktiolämmityksen ja superäänitaajuisen induktiolämmityksen.

1.1 Liekkilämmitys

Liekkilämmitys on nesteytetyn kaasun, palavan kaasun suoralämmityshitsaussuuttimen käyttö, jota käytetään pääasiassa hitsauksen esilämmitykseen, jälkilämmitykseen, dehydrauskäsittelyyn ja muihin prosesseihin, tätä lämmitysmenetelmää käytetään laajalti yksinkertaisen toiminnan vuoksi, vähemmän kertaluonteisia investointeja. . Mutta liekkilämmitystä ei ole helppo hallita, lämmitysteho on huono, lämmityslämpötila on epätasainen, lämpötehokkuus on alhainen (vain noin 15%), mikä johtaa korkeisiin käyttökustannuksiin. Ja koska liekki koskettaa suoraan hitsausta, koska palaminen ei ole riittävä, kerääntyy hitsausliitokseen liekki-ilotulitus, vaikuttaa hitsauksen laatuun. Lisäksi liekkilämmitys saastuttaa ympäröivää ympäristöä, mikä johtaa erittäin huonoon työympäristöön työntekijöille.

1.2 Infrapunalämmitys

Infrapunalämmitys on lämmitystä lämmityslaitteen vastuksen kautta, jolloin työkappale absorboi suuren määrän infrapunasädettä, jolloin työkappaleen lämpötila nousee. Infrapunasädelämmitystä käytetään pääasiassa hitsauksen esilämmitykseen, jälkilämmitykseen, dehydrauskäsittelyyn ja hitsauksen jälkeiseen paikalliseen lämpökäsittelyyn. Infrapunakuumennushitsauksen esilämmityksen, dehydrauskäsittelyn, energiatehokkuuden käyttö voi nousta 60 %:iin, koska on luotettava lämmittimen lämmönjohtavuuden tapaan, työkappaleen paksuussuunnassa on suuri lämpötilaero, seinämän paksuuden suhteen. suurempi työkappale, sisäseinä on vaikea täyttää prosessin vaatimukset.

1.3 Induktiolämmitys

Induktiolämmitys on ympäristönsuojelua, energiaa säästävää ja tehokasta lämmitysmenetelmää. Sen periaate on: kun vaihtovirta kulkee kelan läpi, sen sisälle ja ympärille muodostuu vaihtomagneettikenttä. Vaihtelevan magneettikentän sisällä oleva metalli synnyttää pyörrevirtoja sähkömagneettisen induktion vaikutuksesta

Lämpötila nousee.

Induktiolämmitystä on käytetty laajasti metallin sulatuksen ja lämpökäsittelyn alalla pitkään, ja laitteet ovat enimmäkseen kiinteitä. Induktiokuumennusta ei kuitenkaan käytetä petrokemian säiliöiden hitsaukseen pitkään aikaan. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että petrokemian säiliöiden hitsausrakenne on monimutkainen, standardointia ei ole helppo saavuttaa, eikä hitsauskohta ole kiinteä.

Lämmityslaitteita on siirrettävä usein. Kuitenkin, kun IGBT-tekniikkaa käytetään induktiivisessa lämmitysteholähteessä, se tekee virtalähteestä kooltaan pienen, kevyen ja suuren tehotiheyden, jotka ovat mobiilikäytön ensisijaisia ​​ehtoja. Lisäksi kehitetty joustava induktiolämmityskaapeli voi mukautua hitsausrakenteen muutokseen käyttökustannusten pienentämiseksi.

Induktiovirralla on korkea lämmitystehotiheys iho- ja rengasilmiön vuoksi. Sylinterimäisessä työkappaleessa ihovaikutus saa indusoidun virran jakautumaan pääasiassa työkappaleen ulkopinnalle. Rengasvaikutus saa suurimman indusoidun virrantiheyden jakautumaan lämmityskäämin sisäpuolelle. Siksi metalli, jolla on tietty paksuus työkappaleen pinnalla, kuumennetaan muodostaen lämmönlähteen renkaan. Lämmönlähteen tuottama lämpö siirtyy nopeasti koko työkappaleen seinämän paksuudelle. Koska lämmönlähde syntyy työkappaleen seinämän paksuuden sisällä, lämpö siirtyy lämmön johtuessa ja sähkön lämmönmuunnostehokkuus on korkein, yli 90 %. Sama määrä lämpöä tuotetaan verrattuna muihin lämmitysmenetelmiin,

Pienin kulutetun sähkövirran määrä.

2. Induktiolämmityksen soveltaminen petrokemian konttien valmistuksessa

2.1 Laitteiden esittely

Tällä hetkellä petrokemian säiliöissä käytetään laajalti keskitaajuisten induktiolämmityslaitteiden induktiolämmityslaitteiden valmistuksessa, invertterilaite koostuu virtalähteestä ja induktiolämmityskaapelista, teho-IGBT-tehomoduulin suunnittelusta ja KÄYTTÄÄ DSP-digitaalista ohjaustarkkuutta, kaikki tyhjät. kylmä vähentää järjestelmän rakenteen menetystä ja poistaa vesijärjestelmästä vikaa, rajasuojan parantaminen tekee laitteistosta turvallisen toiminnan eri olosuhteissa ylläpitää jatkuvasti; Ei-napainen tehokapasitanssi parantaa laitteen käyttöikää ja turvallista käyttökapasiteettia. Tasavirtapuolen katkaisijapiiri parantaa tehokkaasti laitteen tehokerrointa ja vähentää ulostulon harmonista, joten laitteilla on huomattavat ominaisuudet: korkea luotettavuus, korkea hyötysuhde ja korkea tehokerroin.

2.2 Laitesovellus

Yrityksemme käytti välitaajuisia induktiolämmityslaitteita kontin valmistuksessa vuonna 2010. Teholähde on 80 kW ja 160 kW. 80 kW on yksityyppinen, kuten kuvassa 1 näkyy, ja 160 kW on jaettu tyyppi, kuten kuvassa 2. 80 kW:n laitteistolla  1 800 mm x 80 mm:n eritelmissä tuotteessa, joka on esilämmitetty ennen hitsausta lämmityskoe suoritettiin, lämmitysalue on 200 mm leveä, lämmityskaapeli sylinterin rungon seinämässä koristeluun, 1 tunnin sisällä tuotteet lämmitetty sisällä 230 ℃, suurin lämpötilaero sisä- ja ulkoseinän välillä 30 ℃, täyttää täysin esilämmitysprosessin vaatimus. 160 kW:n laitteistolla putken rungossa  100 mm x 100 mm ympärysmittaisille tuotteille paikallisessa lämpökäsittelyssä hitsauskokeen jälkeen, hitsaa lämmitetyn leveyden molemmin puolin 200 mm, koristele putken ympärillä olevat seinät neljän termoparin ulkopuolella, sylinterin rungon sisäseinään järjestetty yläasentoon 1 termopari. Testi suoritettiin seuraavan prosessin mukaisesti: lämpötila nostettiin 400 ℃ nopeudella 180 ℃ /h, lämpötila nostettiin 470 ~ 500 ℃ nopeudella 50 ℃ /h, lämpötila pidettiin 470 ~ 500 ℃ 1 tunnin ajan, lämpötila laskettiin 400 ℃:seen 65 ℃/h, ja lämpötila laskettiin vapaasti alle 400 ℃. Lämpökäsittelyprosessin käyrä on esitetty kuvassa 3. Testiprosessi osoittaa, että laitteisto pystyy asettamaan lämpökäsittelyn teknologiset parametrit teknisten vaatimusten mukaisesti. Laite on helppokäyttöinen ja turvallinen. Lämpötilaero seinämän paksuuden suunnassa on 30 ℃, mikä täyttää täysin lämpökäsittelytekniikan vaatimukset. Tällä hetkellä 160 kW:n välitaajuustunnistinsovellusteknologian lämmityslaitteita on käytetty yrityksemme suurten säiliöiden esihitsauksen esilämmityksessä ja hitsauksen jälkeisessä dehydrauslämmityksessä, mikä on saavuttanut odotetun lämpövaikutuksen.

80KW välitaajuinen induktiolämmitysvirtalähde

KUVA. 1 80KW välitaajuinen induktiolämmitysvirtalähde

160KW jaettu välitaajuus induktiolämmitysvirtalähde

KUVA. 2 160KW jaettu välitaajuus induktiolämmitysvirtalähde

3. Taloudellinen analyysi

Lämmitysvaikutuksesta ja välitaajuudella induktiokuumennustekniikalla on ilmeisiä etuja noudattamisen, seuraavat tiedot, kuten  457 mm x 84 mm teräsputken ympärysmitta esilämmitys, esimerkiksi taloudellinen tehokkuusanalyysi. Hitsauksen esilämmityksen, jälkilämmityksen ja dehydrauskäsittelyn kokonaiskustannukset koostuvat työvoimakustannuksista, energiankulutuksesta, laitteiden kulutuksesta, tuotannon tehokkuudesta ja muista kustannuksista.

Laskentatiedot: Kuumennusleveys hitsin kummallakin puolella on 252 mm, jolloin lämmitysmetallin paino W = 390 kg, huonelämpötila T 1 =20 ℃, lämmityslämpötila T 2 = 220 ℃, lämmönpoistokerroin K = 1.2. Seosteräksen ominaislämpökapasiteetti lämpötilassa 220 ℃ on C, P =0.52 kJ/(kg•℃), infrapunalämpöhyötysuhde 60 %, tarvitaan 4 lämmitystabletteja; Välitaajuisen induktiolämmityksen lämpöhyötysuhde on 90 % ja lämmityskaapeli tarvitaan. Liekkilämmityksen lämpöhyötysuhde on 15 % ja maakaasun lämpöarvo on 35 MJ/m 3.

Jaa tämä artikkeli alustallesi:

virhe:

Pyydä tarjous