CN106755921A - 奥氏体不锈钢高压管道焊缝稳定化热处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种奥氏体不锈钢高压管道焊缝稳定化热处理系统，其包括热处理机、空芯软电缆、热电偶和冷却系统，所述热电偶安装在高压不锈钢管的焊缝表面并通过补偿导线连接至热处理机，在焊缝表面覆盖有一层保温隔垫，所述空芯软电缆缠绕在保温隔垫上，并且空芯软电缆内的电缆连接至热处理机，同时所述空芯软电缆的外表面还设有一层外保温层，其两端与所述冷却系统连接，通过冷却系统对其内部电缆进行冷却。本发明解决了厚壁管道热处理内外壁温度差大的问题，并且该热处理设备能对奥氏体不锈钢进行稳定化热处理，热处理工艺能满足规范要求。

Description

奥氏体不锈钢高压管道焊缝稳定化热处理系统
技术领域
本发明属于工程施工技术领域，涉及一种奥氏体不锈钢高压管道焊缝稳定化热处理系统。
背景技术
目前，国内外石化装置奥氏体不锈钢高压管道焊缝现场稳定化热处理基本采用电阻加热法，即用电加热器片（或绳形加热器）覆盖（或者缠绕）在焊缝外壁进行电加热，通过热电偶连接热处理机进行温度控制和记录，这种传统的热处理方法设备轻便，操作简单，且费用相对较低，适用于管道壁厚小于20mm的焊缝进行热处理。
随着装置规模越来越大，操作温度、压力也越来越高，管道的壁厚也越来越厚，管道最厚的可以达到108mm，这时采用这种传统的电阻加热法进行热处理存在管内壁外壁的温度差超过允许偏差，焊缝内部存在温度梯度，使焊缝内部应力加大，导致焊缝机械性能下降，甚至出现裂纹等缺陷。
这就要求解决厚壁管道热处理内外壁温度差大的问题，需要开发出一种新型的热处理设备来满足发展的需要。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种奥氏体不锈钢高压管道焊缝稳定化热处理系统。
本发明采取的技术方案如下：
一种奥氏体不锈钢高压管道焊缝稳定化热处理系统，其包括热处理机、空芯软电缆、热电偶和冷却系统，所述热电偶安装在高压不锈钢管的焊缝表面并通过补偿导线连接至热处理机，在焊缝表面覆盖有一层保温隔垫，所述空芯软电缆缠绕在保温隔垫上，并且空芯软电缆内的电缆连接至热处理机，同时所述空芯软电缆的外表面还设有一层外保温层，其两端与所述冷却系统连接，通过冷却系统对其内部电缆进行冷却。
所述热处理机包括变频电源、控制面板、控制系统、记录仪和显示屏，所述变频电源用于将380v交流电变换成特定工作频率ft工频电流，所述控制系统用于接收热电偶检测反馈的信号、并控制空芯软电缆的电流及电压大小，所述记录仪用于记录热处理过程的温度随时间的变化关系。
所述冷却系统包括冷却液槽和冷却泵，所述冷却泵的出口通过出液管连接空芯软电缆的进液端，空芯软电缆的出液端通过回液管连接所述冷却液槽。
所述空芯软电缆采用标号4N及以上无氧铜制作的空芯电缆，工作时电缆内通过冷却液对电缆冷却。
本发明的有益效果是：用于传统电阻加热法不适用（壁厚35mm及以上）的焊缝热处理，解决了厚壁管道热处理内外壁温度差大的问题。并且该热处理设备能对奥氏体不锈钢进行稳定化热处理，热处理工艺能满足规范要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明加热原理图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，一种奥氏体不锈钢高压管道焊缝稳定化热处理系统，其包括热处理机1、空芯软电缆2、热电偶3和冷却系统8，所述热电偶3安装在高压不锈钢管6的焊缝7表面并通过补偿导线4连接至热处理机1，在焊缝7表面覆盖有一层保温隔垫9，所述空芯软电缆2缠绕在保温隔垫9上，并且空芯软电缆2内的电缆5连接至热处理机1，同时所述空芯软电缆2的外表面还设有一层外保温层10，其两端与所述冷却系统8连接，通过冷却系统8对其内部电缆进行冷却。
本发明的热处理机1包括变频电源101、控制面板102、控制系统103、记录仪104和显示屏105，其中，所述变频电源101包括将380v交流电变换成特定工作频率ft工频电流的设备，特定工作频率ft针对奥氏体不锈钢非导磁材料特定材料。所述控制系统103由单片机等电路组成，用于接收热电偶检测反馈的信号、并控制空芯软电缆的电流及电压大小，起到控制温度的作用。所述记录仪104是将热处理过程的温度随时间的变化进行记录的仪器设备。
本发明的冷却系统8包括冷却液槽801和冷却泵802，所述冷却泵802的出口通过出液管803连接空芯软电缆2的进液端，空芯软电缆2的出液端通过回液管804连接所述冷却液槽801。其中空芯软电缆2缠绕成的线圈，由于通过线圈的电流大且产生交变磁场，线圈会发热，为降低运行时线圈的温度，要降低线圈的电阻，故通常空芯软电缆2采用标号4N及以上无氧铜（OFC）制作，同时将线圈做成空心，将冷却液通过电缆的空芯，达到冷却的目的。
如图2，本发明的加热原理为：在需要稳定化热处理的不锈钢焊缝外表面缠绕空心软电缆，形成一个线圈，将经过变频的特定频率的工频电流通过线圈，其交变电流在管道壁产生交变磁场，产生感应电流，感应电流对工件加热。由于工件整个截面都有感应加热电流，内部温度梯度小，最热区域在工件表面下方，热量在金属内部快速传导。
不锈钢稳定化热处理工艺：升温时300℃以下不控制，300℃以上升温速度为5000/δ℃/h，且不大于80℃/h，不低于50℃/h恒温温度：850℃～900℃，恒温时间1h-2h（根据管壁厚确定），在恒温结束后应立即断电，拆开保温棉，使焊缝空冷到室温。符号说明：δ，管壁厚mm；h，小时。
为达到上述热处理的升温和恒温工艺要求，由热处理控制系统进行温度控制，基本原理为安装在焊缝表面的热电偶将表面温度转化为电信号传到热处理机，热处理机的控制系统根据电信号控制通过线圈的电流大小，达到温度控制的目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种奥氏体不锈钢高压管道焊缝稳定化热处理系统，其特征在于包括热处理机（1）、空芯软电缆（2）、热电偶（3）和冷却系统（8），所述热电偶（3）安装在高压不锈钢管（6）的焊缝（7）表面并通过补偿导线（4）连接至热处理机（1），在焊缝（7）表面覆盖有一层保温隔垫（9），所述空芯软电缆（2）缠绕在保温隔垫（9）上，并且空芯软电缆（2）内的电缆（5）连接至热处理机（1），同时所述空芯软电缆（2）的外表面还设有一层外保温层（10），其两端与所述冷却系统（8）连接，通过冷却系统（8）对其内部电缆进行冷却。
2.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢高压管道焊缝稳定化热处理系统，其特征在于所述热处理机（1）包括变频电源（101）、控制面板（102）、控制系统（103）、记录仪（104）和显示屏（105），所述变频电源（101）用于将380v交流电变换成特定工作频率ft工频电流，所述控制系统（103）用于接收热电偶检测反馈的信号、并控制空芯软电缆的电流及电压大小，所述记录仪（104）用于记录热处理过程的温度随时间的变化关系。
3.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢高压管道焊缝稳定化热处理系统，其特征在于所述冷却系统（8）包括冷却液槽（801）和冷却泵（802），所述冷却泵（802）的出口通过出液管（803）连接空芯软电缆（2）的进液端，空芯软电缆（2）的出液端通过回液管（804）连接所述冷却液槽（801）。
4.根据权利要求1所述的奥氏体不锈钢高压管道焊缝稳定化热处理系统，其特征在于所述空芯软电缆（2）采用标号4N及以上无氧铜制作的空芯电缆，工作时电缆内通过冷却液对电缆冷却。
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