CN107090538B - 风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工艺 - Google Patents

风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工装，包括喇叭形感应加热模块、保温棉、板条支撑和补强结构，补强结构焊接在塔筒和弹性支撑部件之间，弹性支撑部件焊接于塔筒内侧，喇叭形感应加热模块套装在弹性支撑部件上并覆盖焊缝，保温棉位于塔筒外侧也覆盖焊缝，板条支撑设于保温棉外侧。去应力退火热处理工艺：将感应加热模块套装在弹性支撑部件上并覆盖焊缝，将塔筒外侧用保温棉密封，然后将板条支撑焊接点固在塔筒外侧；给感应加热模块通电升温，使温度整体均匀上升，直至达到610℃；当温度达到610℃时，开始进入保温，降温时，温度≥400℃，降温速度为55‑92℃/h，温度＜400℃后在空气中冷却。优点是加热快、成本低、耗能小、效果好。

Description

风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工艺
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，具体是一种风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工装及热处理工艺。
背景技术
弹性支撑为海上风电塔筒支撑塔筒内部电器等设备的重要部件，由于弹性支撑需要焊接在塔筒内部，根据强度计算塔筒开洞区域需要采取加厚补强结构，此类焊缝焊接过程中容易产生应力集中，为消除焊接残余应力从而提高塔筒质量和安全性，焊后需要采取退火去应力热处理。传统局部热处理用不可横向折叠的陶瓷片加热，成本高、耗能大，且对弹性支撑结构加热、保温效果难以达到工艺要求。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工装及热处理工艺，加热快、成本低、耗能小、效果好。
本发明采用的技术方案是：风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工装，包括喇叭形感应加热模块、保温棉、板条支撑和补强结构，所述补强结构焊接在塔筒和弹性支撑部件之间，弹性支撑部件焊接于塔筒内侧，所述喇叭形感应加热模块套装在弹性支撑部件上并覆盖焊缝，所述保温棉位于塔筒外侧也覆盖焊缝，所述板条支撑设于保温棉外侧。
风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工艺，包括以下步骤：
（1）准备工作：将喇叭形感应加热模块套装在弹性支撑部件上并覆盖焊缝，保持稳定，将塔筒外侧用保温棉密封，以防影响保温，然后将板条支撑焊接点固在塔筒外侧；
（2）升温：给感应加热模块通电升温，并确保温度整体均匀上升；温度在400℃之前，升温速度是380℃/h，升温时间是1h，当温度达到400℃时，开始打开热处理的自动曲线记录仪记录热处理过程，升温至400℃后，升温速度控制在55-72 ℃/h，直至温度达到610℃；
（3）保温：当温度达到610℃时，开始进入保温状态；保温温度为610±10℃，保温时间不少于150min，保温时，加热区内最高与最低温度之差不得超过80℃；
（4）降温：降温过程中，温度≥400℃时，降温速度控制在 55-92 ℃/h ，工件降温至400℃时，停止热处理的自动曲线记录；当温度＜400℃后应在静止的空气中冷却。
其中，步骤（2）中，升温时，加热区内任意4600mm长度内的温差≤120℃；
升温及保温时，应控制加热区气氛，防止工件表面过度氧化。
本发明的有益效果是：1、采用喇叭形感应加热模块、保温棉及板条支撑，加热快、成本低、耗能小、效果好。2、工期短、效率高，加热时间比传统可节约80%；3.绿色、节能，加热所需热量约为传统加热方式的25%，节能约75%；3.安全，采用防漏电、短路、过载、过热、进水等多重保护保证对人和周围环境的安全；4、喇叭形感应加热模块可保证焊缝全覆盖，加热均匀，温差小，背侧保温棉和板条支撑工装也能起到较好支撑和保温作用。
附图说明
图1为本发明去应力退火热处理工装的结构示意图；
图2是喇叭形感应加热模块的主视图；
图3是喇叭形感应加热模块的俯视图；
图4是风电塔筒和弹性支撑部件的结构关系图；
图5是去应力退火热处理工艺热处理工艺曲线；
其中：1、塔筒，2、补强结构，3、弹性支撑部件，4、焊缝，5、感应加热模块，6、保温棉，7、板条支撑，8、电缆线，9、控制器。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1至4所示，风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工装，包括喇叭形感应加热模块5、保温棉6、板条支撑7和补强结构2，补强结构2焊接在塔筒1和弹性支撑部件3之间，弹性支撑部件3焊接于塔筒1内侧，喇叭形感应加热模块5套装在弹性支撑部件3上并覆盖焊缝4，保温棉6位于塔筒1外侧也覆盖焊缝4，板条支撑7设于保温棉6外侧。喇叭形感应加热模块可保证焊缝全覆盖，加热均匀，温差小，背侧保温棉和板条支撑工装也能起到较好支撑和保温作用。
感应加热模块的工作原理是：电能 → 磁能 → 热能。高速变化的高频电压电流经过线圈产生高速变化的交变磁场，铁质金属在感应加热模块上面时，铁质金属表面切割交变磁力线在铁质金属底部产生交变电流（涡流），涡流使底部铁原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦产生热能。
风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工艺，包括以下步骤：
（1）准备工作：将喇叭形感应加热模块套装在弹性支撑部件上并覆盖焊缝，保持稳定，将塔筒外侧用保温棉密封，以防影响保温，然后将板条支撑焊接点固在塔筒外侧；
（2）升温：通过控制器9和电缆线8给感应加热模块5通电升温，并确保温度整体均匀上升；温度在400℃之前，升温速度是380℃/h，升温时间是1h，当温度达到400℃时，开始打开热处理的自动曲线记录仪记录热处理过程，升温至400℃后，升温速度控制在55-72℃/h，直至温度达到610℃；需要注意的是，升温时，加热区内任意4600mm长度内的温差≤120℃；
（3）保温：当温度达到610℃时，开始进入保温状态；保温温度为610±10℃，保温时间不少于150min，保温时，加热区内最高与最低温度之差不得超过80℃；
（4）降温：降温过程中，温度≥400℃时，降温速度控制在 55-92 ℃/h ，工件降温至400℃时，停止热处理的自动曲线记录；当温度＜400℃后应在静止的空气中冷却。
升温及保温时，应控制加热区气氛，防止工件表面过度氧化。具体的升温保温降温按照图5所示曲线要求进行。
本发明采用的感应加热改变了传统陶瓷加热所用的热传导方式对金属加热的高能耗、低效率的加热方式，通过电磁感应技术使电能以感应势的方式传导到加热输出模块，由加热模块将感应势输入到金属内部，使金属内部自身产生热量来达到退火去应力热处理的效果。根据弹性支撑部件结构特性，设计了图1中所示的示内侧喇叭形感应加热模块和外侧加热工装，加热快、成本低、耗能小、效果好。

Claims (3)

1.风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）准备工作：将喇叭形感应加热模块套装在弹性支撑部件上并覆盖焊缝，保持稳定，将塔筒外侧用保温棉密封，以防影响保温，然后将板条支撑焊接点固在塔筒外侧；
（2）升温：给感应加热模块通电升温，并确保温度整体均匀上升；温度在400℃之前，升温速度是380℃/h，升温时间是1h，当温度达到400℃时，开始打开热处理的自动曲线记录仪记录热处理过程，升温至400℃后，升温速度控制在55-72 ℃/h，直至温度达到610℃；
（3）保温：当温度达到610℃时，开始进入保温状态；保温温度为610±10℃，保温时间不少于150min，保温时，加热区内最高与最低温度之差不得超过80℃；
（4）降温：降温过程中，温度≥400℃时，降温速度控制在 55-92 ℃/h ，工件降温至400℃时，停止热处理的自动曲线记录；当温度＜400℃后应在静止的空气中冷却。
2.根据权利要求1所述的风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工艺，其特征在于，步骤（2）中，升温时，加热区内任意4600mm长度内的温差≤120℃。
3.根据权利要求1所述的风电塔筒弹性支撑部件去应力退火热处理工艺，其特征在于，升温及保温时，应控制加热区气氛，防止工件表面过度氧化。
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