SU807507A1 - Inductor for local heating of zone of seam of spiral tubes in the end-face region - Google Patents

Inductor for local heating of zone of seam of spiral tubes in the end-face region Download PDF

Info

Publication number
SU807507A1
SU807507A1 SU792730490A SU2730490A SU807507A1 SU 807507 A1 SU807507 A1 SU 807507A1 SU 792730490 A SU792730490 A SU 792730490A SU 2730490 A SU2730490 A SU 2730490A SU 807507 A1 SU807507 A1 SU 807507A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inductor
pipe
seam
current
winding
Prior art date
Application number
SU792730490A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Кирилл Павлович Филиппов
Жанна Витальевна Лобанова
Original Assignee
Предприятие П/Я А-3602
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-3602 filed Critical Предприятие П/Я А-3602
Priority to SU792730490A priority Critical patent/SU807507A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU807507A1 publication Critical patent/SU807507A1/en

Links

Landscapes

  • General Induction Heating (AREA)

Description

Изобретение относится к электротермии , в частности к индукционному нагреву, и может быть использовано, в трубной промышленности при локальной термической обработке спиральношовных труб.The invention relates to electrothermal, in particular to induction heating, and can be used in the pipe industry with local heat treatment of spiral-seam pipes.

Известен индуктор для локального нагрева швов труб, состоящий из обмотки и магнитопровода. Обмотка индуктора состоит из индуктирующих проводников, обращенных к нагреваемому участку изд'елия, и обратных проводников. Магнитопровод охватывает индуктирующие проводники и концентрирует ток в узкой зоне на поверхности нагреваемого изде*лия Elf.Known inductor for local heating of pipe seams, consisting of a winding and magnetic circuit. The inductor winding consists of induction conductors facing the heated portion of the product and return conductors. The magnetic core covers the induction conductors and concentrates the current in a narrow zone on the surface of the heated * Elf product.

Недостатком известного индуктора при нагреве шва трубы в области торца является перегрев шва в зоне, прилегающей к торцу трубы.A disadvantage of the known inductor when heating the pipe seam in the end area is overheating of the seam in the area adjacent to the pipe end.

Наиболее близким к предлагаемому является индуктор для локального нагрева зоны шва спиральношовных труб в области торца* содержащий П-образный магнитопровод,-средний стержень которого охвачен многовитковой обмоткой в соответствии с его формой (27.Closest to the proposed one is an inductor for local heating of the weld zone of spiral-seam pipes in the end area * containing a U-shaped magnetic circuit, the middle core of which is covered by a multi-turn winding in accordance with its shape (27.

Недостатком известного индуктора ’ при нагреве зоны шва спиральношовных труб в области торца, когда шов составляет с торцом трубы угол, стлич- , ный от прямого, заключается в неравномерном нагреве околошовной зоны по обе стороны от шва. Со стороны тупого угла, образованного швом и торцом трубы, наблюдается перегрев. При нагреве шва для локальной нормализации указанный перегрев является недопустимым, и торец трубы приходится обрезать, что увеличивает расход металла при производстве труб.A disadvantage of the known inductor ’when heating the weld zone of the spiral-seam pipes in the end area, when the seam makes an angle with the pipe end, straight from the straight line, consists in the uneven heating of the heat-affected zone on both sides of the seam. From the obtuse angle formed by the seam and the pipe end, overheating is observed. When the weld is heated for local normalization, the specified overheating is unacceptable, and the end of the pipe must be cut, which increases the metal consumption in the production of pipes.

Цель изобретения - выравнивание температуры околошовной зоны в области торца.The purpose of the invention is the equalization of the temperature of the heat-affected zone in the end region.

Указанная цель достигается тем, что средний стержень магнитопровода со стороны одного из торцов индуктора, предназначенного для реализации со стороны торца нагреваемой трубы, выполнен с участком меньшей ширины, а намотанная на нем обмотка выполнена на этом участке уменьшающейся длины на величину, у, определяемую из соотношения *=κ“οΓ' где К - коэффициент, зависящий от ’ материала трубы, угла формовки, толщины стенки трубы, частоты тока;This goal is achieved by the fact that the middle core of the magnetic circuit on the side of one of the ends of the inductor, designed to be realized on the side of the end of the heated pipe, is made with a section of smaller width, and the winding wound on it is made in this section of decreasing length by an amount, y, determined from the relation * = κ “οΓ 'where K is a coefficient depending on' the pipe material, molding angle, pipe wall thickness, current frequency;

X - расстояние от середины витка обмотки до оси индуктора;X is the distance from the middle of the coil of the winding to the axis of the inductor;

Я- ширина обмотки.I am the width of the winding.

В описываемом индукторе участок меньшей ширины магнитопровода выполнен в виде одной ступени.In the described inductor, the section of the smaller width of the magnetic circuit is made in the form of one step.

Индуктор также дополнительно снабжен шиной-экраном, установленной в пазу магнитопровода вдоль его боковой стороны, причем на участке его меньшей ширины шина-экран выполнена уменьшающейся длины на величину Z, определяемую из соотношения где в - расстояние от текущей точки на торце шины-экрана до оси индуктора;The inductor is also additionally equipped with a shield bus installed in the groove of the magnetic circuit along its lateral side, and in the section of its smaller width, the shield bus is made of decreasing length by the value Z, determined from the relation where c is the distance from the current point on the end of the shield bus to the axis inductor;

с - ширина шины-экранаc - screen bus width

Размещают индуктор на трубе таким образом, что укороченные витки обмотки индуктора располагают со стороны тупого угла, образованного швом и торцом трубы.The inductor is placed on the pipe so that the shortened turns of the inductor winding are placed on the obtuse side formed by the seam and the pipe end.

На фиг.1а и 16 представлена развертка трубы с эпюрами путей тока при применении известного индуктора и предлагаемого соответственно; на фиг.2а и 26 - индуктирующие витки обмотки индуктора, вид сверху; на фиг.З - индуктор, вид снизу; на фиг.4 - индуктор, общий вид.On figa and 16 presents a scan of the pipe with plots of current paths when using the known inductor and proposed accordingly; on figa and 26 - induction coils of the inductor winding, top view; in Fig.Z - inductor, bottom view; figure 4 - inductor, General view.

Ток 1, индуктированный в зоне шва 2 трубы 3 индуктором 4, замыкается по телу трубы 3 по двум параллельным ветвям 5 и 6. В известном способе ветвь 5 со стороны острого угла между швом 2 и торцом 7 трубы 3 в пределах околошовной зоны не достигает торца, а ветвь б тока со стороны тупого угла обтекает стороны этого угла в силу известных свойств тока высокой частоты. Таким образом, область 8 торца 7 со стороны тупого угла перегревается. Выравнивание температуры нагрева достигается за счет перераспределения ветвей 5 и 6 тока в области торца 7 (фиг.1б)ч Ток перераспределяют таким образом, что вет)вь :6 тока растекается в области 8 торца 7 по большей площади, определяемой удлинением участка растекания за счет отнесения витков от торца трубы, чем в случае применения известного индуктора, поэтому плотность тока в области 8 торца 7 уменьшается и таким образом достигав ется выравнивание температуры. Перераспределение тока достигается за счет укорачивания индуктирующих витков 9-11 индуктора 4 в области 8 торца 7 со стороны тупого угла, образованного швом 2 с торцом 7 трубы 3.The current 1, induced in the zone of the weld 2 of the pipe 3 by the inductor 4, closes along the body of the pipe 3 in two parallel branches 5 and 6. In the known method, the branch 5 from the acute angle between the weld 2 and the end 7 of the pipe 3 does not reach the end within the heat-affected zone , and the current branch b from the obtuse side flows around the sides of this angle due to the known properties of the high-frequency current. Thus, the region 8 of the end 7 from the obtuse angle is overheating. Equalization of the heating temperature is achieved due to the redistribution of the current branches 5 and 6 in the region of the end face 7 (Fig. 1b) h. The current is redistributed in such a way that the branch: 6 of the current flows in the region 8 of the end face 7 over a larger area determined by the extension of the spreading section due to assignment of turns from the end of the pipe than in the case of the use of a known inductor; therefore, the current density in the region 8 of the end 7 decreases and thus the temperature is equalized. The redistribution of current is achieved by shortening the induction coils 9-11 of the inductor 4 in the region 8 of the end 7 from the obtuse angle formed by the seam 2 with the end 7 of the pipe 3.

В случае, если индуктор снабжен экраном 12, производится соответствующее укорачивание экрана 12.If the inductor is equipped with a screen 12, a corresponding shortening of the screen 12 is made.

При этом, чтобы не усложнять конструкцию магнитопр -,э®сда 13, выполняя паз переменного сечения, целесообразно набрать участок магнитопровода 14, на котором экран укорочен, из Г-образных пластин.In this case, in order not to complicate the design of the magneto -, e®sda 13, by performing a groove of variable cross-section, it is advisable to dial a portion of the magnetic circuit 14, on which the screen is shortened, from L-shaped plates.

Индуктор 4 располагется над нагреваемым швом 2 таким образом, что продольные оси симметрии индуктора совмещаются со швом. Торец индуктора 4 совмещается с торцом 7 трубы 3. Витки 9-11 индуктора 4 укорочены в соответствии с приведенной формулой и расположены со стороны тупого угла, образованного швом 2 и торцом 7 трубы 3. После включения нагрева происходит рост температуры шва и околошовной зоны и, по достижении определенной величины температуры, нагрев выключается. В результате перераспределения тока на торце, температура околошовной зоны с обеих сторон шва одинакова.The inductor 4 is located above the heated seam 2 in such a way that the longitudinal axis of symmetry of the inductor are aligned with the seam. The end face of the inductor 4 is combined with the end 7 of the pipe 3. The coils 9-11 of the inductor 4 are shortened in accordance with the above formula and are located on the obtuse side formed by the seam 2 and the end 7 of the pipe 3. After the heating is turned on, the temperature of the seam and the heat-affected zone increases, and when a certain temperature is reached, the heating is turned off. As a result of the redistribution of current at the end, the temperature of the heat-affected zone on both sides of the seam is the same.

Claims (3)

Изобретение относитс  к электро термии , в частности к индукционному нагреву, и может быть йспользрвано .в трубной промышленности при локальной термической обработке спиральношовных труб. Известен индуктор дл  локального нагрева швов труб, состо щий из обмотки и магнитопровода.Обмотка индукте ра состоит из индуктирующих проводников, обращенных к нагреваемому участку издели , и обратных проводников. Магнитопровод охватывает индуктирующие проводники и концентрирует ток в узкой зоне на поверхности нагреваемого издеЛИЯ if. Недостатком известного индуктора при нагревр шва трубы в области тор ца  вл етс  перегрев шва в зоне, пр легающей к торцу трубы. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  индуктор дл  локального н грева зоны шва спиральношовных труб в области торца, содержащий П-обра ный Магнитопровод,-средний стержен которого охвачен многовитковой обмоткой в соответствии с его формой 12. Недостатком известного индуктора при нагреве зоны шва спиральношовных труб в области торца, когда шов составл ет с торцом трубы угол, отличный от пр мого, заключаетс  в неравномерном нагреве околоиювной зоны по обе стороны от шва. Со стороны тупого угла, образованного швом и торцом трубы, наблнхцаетс  перегрев. При нагреве шва дл  локальной нормализации указанный перегрев  вл етс  недопустимым, и торец трубы приходитс  обрезать, что увеличивает расход металла при производстве труб. Цель изобретени  - выравнивание температуры околошовной зоны в области торца. Указанна  цель достигаетс  тем, что средний стержень магнитопровода СО| стороны одного из торцов индуктора , предназначенного дл  реализации со стороны торца нагреваемой трубы , выполнен с участком меньшей ширины а намотанна  на нем обмотка выполнена на этом участке уменьшающейс  длины на величину, у, определ емую из соотношени  vi У Кгде К - коэффициент, завис щий от материала трубы, угла формов ки, толщины стенки трубы, частоты тока; ;Х - рассто ние от середины витка обмотки до оси индуктора; и- ширина обмотки. В описываемом индукторе участок меньшей ширины магнитопровода выполнен в виде одной ступени. Индуктор также дополнительно сна жен шиной-экраном, установленной в пазу магнитопровода вдоль его боковой стороны, причем на участке его меньшей ширины шина-экран выполнена уменьшающейс  длины на величину Z, определ емую из соотношени  в - рассто ние от текущей точки на торце шины-экрана до оси индуктора; с - ширина шины-экрана Размещают индуктор на трубе таки образом, что укороченные витки обмо ки индуктора располагают со стороны тупого угла, образованного швом и торцом трубы. , На фиг.1а и 16 представлена развертка трубы с эпюрами путей тока при применении известного индуктора и предлагаемого соответственно; на фиг.2а и 26 - индуктирующие витк обмотки индуктора, вид сверху; на фиг.З - индуктор, вид снизу; на фиг.4 - индуктор, Общий вид. Ток 1, индуктированный в зоне шв 2 трубы 3 индуктором 4, замыкаетс  по телу трубы 3 по двум параллельны ветв м 5 и 6. В известном способе ветвь 5 со стороны острого угла меж швом 2 и торцом 7 трубы 3 в предела околошовной зоны не достигает торца а ветвь б тока со стороны тупого угла обтекает стороны этого угла в силу известных свойств тока высокой частоты. Таким образом, область 8 торца 7 со стороны тупого угла перегреваетс . Выравнивание температуры нагрева достигаетс  за счет перераспределени  ветвей 5 и 6 тока в области торца 7 (фиг. 16); Ток перераспредел ют таким образом, что ветЬь :6 тока растекаетс  в области 8 дарца 7 по большей площади, опре дел емой удлинением участка растекани  за счет отнесени  витков от торца трубы, чем в случае применени  известного индуктора, поэтому плотность тока в области В торца 7 уменьшаетс  и таким образом достига етс  выравнивание температуры. Пере распределение тока достигаетс  за счет укорачивани  индуктирующих вит ков 9-11 индуктора 4 в области 8 то ца 7 со стороны тупого угла, образованного швом 2 с торцом 7 трубы 3 в случае, если индуктор снабжен экраном 12, производитс  соответствуюее укорачивание экрана 12. При этом, чтобы не усложн ть конструкцию магнитопг is-f-sa 13, выполн   паз переменного сечени , целесообразно набрать участок магнитопровода 14, на котором экран укорочен, из Г-образных пластин. Индуктор 4 располагетс  над нагреваемым швом 2 таким образом, что продольные оси симметрии индуктора совмещаютс  со швом. Торец индуктора 4 совмещаетс  с торцом 7 трубы 3. БИТКИ 9-11 индуктора 4 укорочены в соответствии с п|эиведенной формулой и расположены со стороны тупого угла, образованного швом 2 и торцом 7 трубы 3. После включени  нагрева происходит рост температуры шва и околошовной зоны и, по достижении определенной величины температуры, нагрев выключаетс . В результате перераспределени  тока на торце, температура околошовной зоны с обеих сторон шва одинакова. Формула изобретени  1.Индуктор-дл  локального нагрева зоны шва спиральношовных труб в области торца, содержащий П-образный магнитопровод, средний стержень которого охвачен многовитковой обмоткой в соответствии с его формой, отличающ.ийс  тем, что, с целью повышени  равномерности нагрева , средний стержень магнитопровода со стороны одного из торцов индуктора , предназначенного дл  размегЦени  со стороны торца нагреваемой трубы, выполнен с участком меньшей ширины, а намотанна  на нем обмотка выполнена на этом участке уменьшающейс  длины на величину у, определ емую из соотношени  X где К - коэффициент, завис щий от материала трубы, угла формовки , толщины стенки трубы, частоты тока; X - рассто ние от середины витка - обмотки до оси индуктора; d- ширина обмотки. The invention relates to electrothermia, in particular to induction heating, and can be used in the pipe industry in the local heat treatment of helical pipes. An inductor is known for local heating of pipe joints, consisting of a winding and a magnetic conductor. An inductor winding consists of inducing conductors facing the heated section of the product and return conductors. The magnetic core covers the inductive conductors and concentrates the current in a narrow zone on the surface of the heated article if. A disadvantage of the known inductor when the seam is heated in the area of the end face is overheating of the seam in the zone extending to the end of the pipe. The closest to the present invention is an inductor for local heating of the seam zone of spiral seam pipes in the end region, containing an U-shaped magnetic conductor, the middle core of which is covered by a multi-turn winding in accordance with its shape 12. A disadvantage of a known inductor is that when the seam zone of spiral seams is heated in the end areas, when the seam is different from the straight end with the pipe end, consist in uneven heating of the circumferential zone on either side of the seam. On the side of the obtuse angle formed by the seam and the end of the pipe, overheating is observed. When the seam is heated for local normalization, the specified overheating is unacceptable and the end of the pipe has to be cut, which increases the metal consumption in the production of pipes. The purpose of the invention is to equalize the temperature of the heat-affected zone in the end region. This goal is achieved by the fact that the middle core of the magnetic circuit WITH | The side of one of the ends of the inductor, designed for realization from the end of the heated tube, is made with a section of smaller width and the winding wound on it is made on this section of decreasing length by an amount, y, determined from the ratio vi Y Kgde K - coefficient depending on pipe material, ki angle, pipe wall thickness, current frequency; ; X is the distance from the middle of the winding turn to the inductor axis; and is the width of the winding. In the described inductor section of a smaller width of the magnetic circuit is made in one step. The inductor also additionally sleeps with a tire-screen installed in the slot of the magnetic conductor along its side, and in the part of its smaller width the tire-screen is made of decreasing length by Z, determined from the ratio в - distance from the current point at the end of the tire-screen to the inductor axis; c is the width of the tire-screen. The inductor is placed on the pipe in such a way that the shortened turns of the inductor foaming are placed on the side of the obtuse angle formed by the seam and end of the pipe. , Figures 1a and 16 show a scanning of the pipe with the plots of the current paths when using the known inductor and the proposed one, respectively; on figa and 26 - inducing coil winding of the inductor, top view; fig.Z - inductor, bottom view; figure 4 - inductor, General view. The current 1 induced in the zone of the seam 2 of the pipe 3 by the inductor 4 is closed along the body of the pipe 3 along two parallel branches 5 and 6. In the known method, the branch 5 from the acute angle between the seam 2 and the end 7 of the pipe 3 does not reach the heat-affected zone butt a, the current b branch from the obtuse angle wraps around the sides of this angle due to the well-known properties of the high-frequency current. Thus, the area 8 of the end 7 is overheated on the side of the obtuse angle. The equalization of the heating temperature is achieved due to the redistribution of the current branches 5 and 6 in the area of the end 7 (Fig. 16); The current is redistributed in such a way that the current: 6 current spreads in the area of 8 dartsa 7 over a larger area determined by the elongation of the area of spreading due to the separation of coils from the pipe end than in the case of the known inductor, therefore the current density in the area B of the butt 7 decreases and thus equalizes the temperature. Redistribution of current is achieved by shortening inductive coils 9-11 of inductor 4 in the area 8 of the end of 7 from the obtuse angle formed by the seam 2 with the end 7 of the pipe 3 if the inductor is provided with a screen 12, a corresponding shortening of the screen 12 is made. Thus, in order not to complicate the design of the is-f-sa 13 magnetic circuit, it made a groove of variable cross-section; The inductor 4 is located above the heated seam 2 in such a way that the longitudinal axes of symmetry of the inductor are aligned with the seam. The end of the inductor 4 is aligned with the end 7 of the pipe 3. BITCHI 9-11 of the inductor 4 are shortened in accordance with the established formula and are located on the side of an obtuse angle formed by the seam 2 and the end 7 of the pipe 3. After the heating is turned on, the temperature of the weld and heat-affected zone increases and, upon reaching a certain temperature, the heating is turned off. As a result of current redistribution at the end, the temperature of the heat-affected zone on both sides of the weld is the same. 1. Inductor-for local heating of the weld zone of spiral-welded pipes in the end area, containing a U-shaped magnetic conductor, the middle rod of which is covered by a multi-turn winding in accordance with its shape, characterized in that, in order to increase the heating uniformity, the middle rod The magnetic circuit on the side of one of the ends of the inductor, designed to be defrosted on the side of the end of the heated tube, is made with a section of smaller width, and the winding is wound on it on this section of decreasing s by the value of y, determined from the relation X, where K is a coefficient depending on the pipe material, the forming angle, the wall thickness of the pipe, the frequency of the current; X is the distance from the middle of the turn - winding to the axis of the inductor; d is the width of the winding. 2.Индуктор попЛ, отлич аю щ и и с   тем, что участок меньшей ширины магнитопровода выполнен в виде одной ступени. 2. The inductor popl, differs ay u u and in that the portion of the smaller width of the magnetic circuit is made in one step. 3.Индуктор по пп.1,2, о т ли чающийс  тем, что он дополнительно снабжен шиной-экраном, установленной в пазу магнитопровода вдоль его боковой стороны, причем на участке его меньшей ширины шина-экран выполнена уменьшающейс  длины на величину Z, определ емую из соотношени  где в - рассто ние от текущей точки 5 на торце шины-экрана до оси индуктора с - ширина шины-экрана.3. The inductor according to claims 1.1, which is additionally equipped with a bus-screen installed in the slot of the magnetic circuit along its side, and in the part of its smaller width the bus-screen is made of decreasing length by the amount of Z, which is the distance from the current point 5 at the end of the bus screen to the axis of the inductor; c is the width of the bus screen. Источники информации, прин тые во внимание при экспертиз f 1, Слухоцкий А. Е. и др. Индукторы дл  индукционного нагрева. М., Энеоги , 1974, с. 104-111, 130. энерги  , iy,4,. 2. Авторское свидетельство СССР 461135, кл. Н 05 В 5/18, 1972.Sources of information taken into account in the examination of f 1, Slukotsky AE and others. Inductors for induction heating. M., Aeneogi, 1974, p. 104-111, 130. energy, iy, 4 ,. 2. USSR author's certificate 461135, cl. H 05 B 5/18, 1972. Фи&/Fi & / г 3 /g 3 / / / // / / LL шшшшшшshhhhh
SU792730490A 1979-02-28 1979-02-28 Inductor for local heating of zone of seam of spiral tubes in the end-face region SU807507A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792730490A SU807507A1 (en) 1979-02-28 1979-02-28 Inductor for local heating of zone of seam of spiral tubes in the end-face region

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU792730490A SU807507A1 (en) 1979-02-28 1979-02-28 Inductor for local heating of zone of seam of spiral tubes in the end-face region

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU807507A1 true SU807507A1 (en) 1981-02-23

Family

ID=20812604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU792730490A SU807507A1 (en) 1979-02-28 1979-02-28 Inductor for local heating of zone of seam of spiral tubes in the end-face region

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU807507A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1269418A (en) Multi-wire induction heating
US1980875A (en) Electric induction furnace
US1975437A (en) Induction heated furnace
US1981629A (en) Method and apparatus for inductive heating
US20160014851A1 (en) Induction heater coil accessory
CN106688308A (en) Induction heating device for metal strip
SU807507A1 (en) Inductor for local heating of zone of seam of spiral tubes in the end-face region
US2480315A (en) Method and apparatus for making pipe bends and the like
US2752472A (en) Induction heater coil
US2675461A (en) Method and apparatus for heating metallic wire, bars, and strips
US1989376A (en) Electric induction apparatus
US2599229A (en) Work coil
JP3581974B2 (en) Induction heating device
KR102074086B1 (en) Transverse Flux Induction Heater
US3182167A (en) Resistance heating apparatus
KR20050005432A (en) Improvements to heating inductors, in particular of metal strips
US3318127A (en) Forming apparatus
JPH088051A (en) Method and device for induction heating of metallic plate
US2879366A (en) Electrical conductor for induction heating coils
US1890773A (en) Induction electric furnace construction
SU1103366A1 (en) Loop induction heater for local heating
US3976520A (en) Pipe and process for producing a welded and quench hardened steel
SU851792A1 (en) Inductor for heating billets
JPS625038Y2 (en)
US3794802A (en) Induction heating coil