Parangrohja me induksion përpara saldimit për lehtësimin e stresit

Parangrohja me induksion përpara saldimit për ngrohës që lehtësojnë stresin

Pse të përdoret ngrohja paraprake me induksion përpara saldimit?Ngrohja paraprake me induksion mund të ngadalësojë shkallën e ftohjes pas saldimit. Është e dobishme të shpëtoni nga hidrogjeni i shpërndarë në metalin e saldimit dhe të shmangni çarjet e shkaktuara nga hidrogjeni. Në të njëjtën kohë, ai gjithashtu redukton vulën e saldimit dhe nivelin e forcimit të zonës së prekur nga nxehtësia, rezistenca e çarjes së bashkimit të salduar përmirësohet.
Ngrohja paraprake me induksion mund të zvogëlojë stresin e saldimit. Diferenca e temperaturës (e njohur edhe si gradienti i temperaturës) midis saldatorëve në zonën e saldimit mund të reduktohet nga paranxehja e njëtrajtshme lokale ose e plotë me induksion. Në këtë mënyrë, nga njëra anë, zvogëlohet sforcimi i saldimit, nga ana tjetër, zvogëlohet shkalla e sforcimit të saldimit, gjë që është e dobishme për shmangien e çarjeve të saldimit.

Ngrohja paraprake me induksion mund të zvogëlojë shkallën e kufizimit të strukturave të salduara, është veçanërisht e dukshme të zvogëlohet kufizimi i nyjes këndore. Me rritjen e temperaturës së paranxehjes së induksionit, incidenca e plasaritjes zvogëlohet.
Temperatura e parangrohjes së induksionit dhe temperatura e ndërshtresës (Shënim: kur saldimi me shumë shtresa dhe me shumë kalime kryhet në saldim, temperatura më e ulët e saldimit të përparmë quhet temperatura e ndërshtresës kur saldohet pas saldimit. Për materialet që kërkojnë saldim parangrohës me induksion , kur kërkohet saldim me shumë shtresa, temperatura e ndërshtresës duhet të jetë e barabartë ose pak më e lartë se temperatura e paranxehjes së induksionit.
Për më tepër, uniformiteti i temperaturës së paranxehjes me induksion në drejtim të trashësisë së pllakës së çelikut dhe në zonën e saldimit ka një efekt të rëndësishëm në uljen e stresit të saldimit. Gjerësia e paranxehjes lokale me induksion duhet të përcaktohet sipas kufizimit të saldatorit, në përgjithësi trefishi i trashësisë së murit rreth zonës së saldimit dhe jo më pak se 150-200 mm. Nëse ngrohja paraprake me induksion nuk është uniforme, jo vetëm që nuk do të zvogëlojë stresin e saldimit, por do të rrisë stresin e saldimit.

Si të gjeni zgjidhjen e përshtatshme të paranxehjes me induksion?

Kur zgjidhni pajisjen e duhur të parangrohjes me induksion, merrni parasysh kryesisht aspektet e mëposhtme:

Forma dhe madhësia e pjesës së punës të nxehtë.: Pjesa e madhe e punës, materiali i shufrës, materiali i ngurtë, duhet të zgjidhet fuqia relative, pajisjet e ngrohjes me induksion me frekuencë të ulët; Nëse pjesa e punës është e vogël, tubi, pllaka, ingranazhi, etj., duhet të zgjidhen pajisjet e parangrohjes me induksion me fuqi të ulët relative dhe frekuencë të lartë.
Thellësia dhe zona që do të nxehet: Thellësia e ngrohjes së thellë, zona e madhe, ngrohja e përgjithshme, duhet të zgjedhë pajisje të ngrohjes me fuqi të madhe, me frekuencë të ulët të ngrohjes; Thellësi e vogël e ngrohjes, zonë e vogël, ngrohje lokale, përzgjedhje e fuqisë relativisht të vogël, pajisje parangrohjeje me induksion me frekuencë të lartë.
Shpejtësia e kërkuar e ngrohjes: Nëse shpejtësia e ngrohjes është e shpejtë, duhet të zgjidhen pajisjet e ngrohjes me induksion me fuqi relativisht të madhe dhe frekuencë relativisht të lartë.
Koha e punës e vazhdueshme e pajisjes: Koha e vazhdueshme e punës është e gjatë, zgjidhet relativisht pajisje pak më e madhe e ngrohjes me induksion të energjisë.
Distanca midis kokës së ngrohjes me induksion dhe makinës me induksion: Lidhja e gjatë, madje edhe përdorimi i një lidhjeje kabllore të ftohur me ujë, duhet të jetë një makinë parangrohëse me induksion me fuqi relativisht të madhe.

Ngrohja me induksion: Si funksionon?

Sistemet e ngrohjes induksion përdorni ngrohje pa kontakt. Ata nxisin nxehtësinë në mënyrë elektromagnetike në vend që të përdorin një element ngrohës në kontakt me një pjesë për të përcjellë nxehtësinë, siç bën ngrohja me rezistencë. Ngrohja me induksion vepron më shumë si një furrë me mikrovalë - pajisja mbetet e ftohtë ndërsa ushqimi gatuhet nga brenda.

Në një shembull industrial të ngrohje me induksion, nxehtësia induktohet në pjesë duke e vendosur atë në një fushë magnetike me frekuencë të lartë. Fusha magnetike krijon rryma vorbull brenda pjesës, duke eksituar molekulat e pjesës dhe duke gjeneruar nxehtësi. Për shkak se ngrohja ndodh pak nën sipërfaqen e metalit, nuk humbet nxehtësia.

Ngjashmëria e ngrohjes me induksion me ngrohjen me rezistencë është se përçimi kërkohet për t'u ngrohur përmes seksionit ose pjesës. Dallimi i vetëm është burimi i nxehtësisë dhe temperaturat e mjetit. Procesi i induksionit nxehet brenda pjesës, dhe procesi i rezistencës nxehet në sipërfaqen e pjesës. Thellësia e ngrohjes varet nga frekuenca. Frekuenca e lartë (p.sh. 50 kHz) nxehet afër sipërfaqes, ndërsa frekuenca e ulët (p.sh. 60 Hz) depërton më thellë në pjesë, duke vendosur burimin e ngrohjes deri në 3 mm të thellë, gjë që lejon ngrohjen e pjesëve më të trasha. Spiralja e induksionit nuk nxehet sepse përcjellësi është i madh për rrymën që bartet. Me fjalë të tjera, spiralja nuk ka nevojë të nxehet për të ngrohur pjesën e punës.

Komponentët e Sistemit të Ngrohjes me Induksion

Sistemet e ngrohjes me induksion mund të ftohen me ajër ose me lëng, në varësi të kërkesave të aplikimit. Një komponent kyç i përbashkët për të dy sistemet është spiralja e induksionit që përdoret për të gjeneruar nxehtësi brenda pjesës.

Sistemi me ftohje me ajër. Një sistem tipik me ftohje me ajër përbëhet nga një burim energjie, batanije induksioni dhe kabllo të lidhura. Batanija e induksionit përbëhet nga një spirale induksioni e rrethuar me izolim dhe e qepur në një mëngë Kevlar të zëvendësueshme me temperaturë të lartë.

 

Ky lloj sistemi induksioni mund të përfshijë një kontrollues për të monitoruar dhe kontrolluar automatikisht temperaturën. Një sistem i pa pajisur me një kontrollues kërkon përdorimin e një treguesi të temperaturës. Sistemi gjithashtu mund të përfshijë një ndërprerës të largët të ndezjes-fikjes. Sistemet e ftohjes me ajër mund të përdoren për aplikime deri në 400 gradë F, duke e cilësuar atë si një sistem vetëm me ngrohje paraprake.

Sistemi me ftohje të lëngshme. Për shkak se lëngu ftohet në mënyrë më efikase se ajri, ky lloj sistemi i ngrohjes me induksion është i përshtatshëm për aplikime që kërkojnë temperatura më të larta, të tilla si ngrohja paraprake në temperaturë të lartë dhe lehtësimi i stresit. Dallimet kryesore nga një sistem me ftohje me ajër janë shtimi i një ftohësi uji dhe përdorimi i një zorrë fleksibël, të ftohur me lëng, që strehon spiralen e induksionit. Sistemet me ftohje të lëngshme gjithashtu përdorin përgjithësisht një kontrollues të temperaturës dhe regjistrues të integruar të temperaturës, komponentë veçanërisht të rëndësishëm në aplikimet që lehtësojnë stresin.

Procedura tipike e lehtësimit të stresit kërkon një hap deri në 600 deri në 800 gradë F, e ndjekur nga një ngritje ose rritje e kontrolluar e temperaturës në një temperaturë njomjeje prej afërsisht 1,250 gradë. Pas një kohe mbajtjeje, pjesa ftohet me kontroll midis 600 dhe 800 gradë. Regjistruesi i temperaturës mbledh të dhëna për profilin aktual të temperaturës së pjesës bazuar në hyrjen e termoçiftit, një kërkesë për sigurimin e cilësisë për aplikimet që lehtësojnë stresin. Lloji i punës dhe kodi në fuqi përcaktojnë procedurën aktuale.

Përfitimet e ngrohjes me induksion

Ngrohja me induksion ofron përfitime të shumta, duke përfshirë uniformitetin dhe cilësinë e mirë të nxehtësisë, kohën e reduktuar të ciklit dhe materialet harxhuese të qëndrueshme. Ngrohja me induksion është gjithashtu e sigurt, e besueshme, e lehtë për t'u përdorur, me efikasitet energjie dhe e gjithanshme.

Uniformiteti dhe Cilësia. Ngrohja me induksion nuk është veçanërisht e ndjeshme ndaj vendosjes ose ndarjes së spirales. Në përgjithësi, bobinat duhet të vendosen në mënyrë të barabartë dhe të përqendrohen në bashkimin e saldimit. Në sistemet e pajisura në këtë mënyrë, një kontrollues i temperaturës mund të vendosë kërkesën për energji në një mënyrë analoge, duke siguruar fuqi të mjaftueshme për të ruajtur profilin e temperaturës. Burimi i energjisë siguron energji gjatë gjithë procesit.

Koha e ciklit. Metoda e induksionit të paranxehjes dhe lehtësimit të stresit siguron kohë relativisht të shpejtë në temperaturë. Në aplikime më të trasha, të tilla si linjat e avullit me presion të lartë, ngrohja me induksion mund të ulë dy orë nga koha e ciklit. Është e mundur të zvogëlohet koha e ciklit nga temperatura e kontrollit në temperaturën e thithjes.

Materialet harxhuese. Izolimi i përdorur në ngrohjen me induksion është i lehtë për t'u ngjitur në pjesët e punës dhe mund të ripërdoret shumë herë. Përveç kësaj, bobinat e induksionit janë të qëndrueshme dhe nuk kërkojnë tela të brishtë ose materiale qeramike. Gjithashtu, për shkak se bobinat e induksionit dhe lidhësit nuk funksionojnë në temperatura të larta, ato nuk janë subjekt i degradimit.

Lehtësinë e përdorimit. Një përfitim i madh i paranxehjes me induksion dhe lehtësimit të stresit është thjeshtësia e tij. Izolimi dhe kabllot janë të thjeshta për t'u instaluar, zakonisht zgjasin më pak se 15 minuta. Në disa raste, mënyra e përdorimit të pajisjeve të induksionit mund të mësohet brenda një dite.

Efikasiteti i energjisë. Burimi i energjisë së inverterit është 92 për qind efikas, një avantazh kritik në një epokë të kostove të energjisë në rritje. Për më tepër, procesi i ngrohjes me induksion është më shumë se 80 përqind efikas. Për sa i përket fuqisë hyrëse, procesi i induksionit kërkon vetëm një linjë 40-amp për 25 kW fuqi.

Siguria. Ngrohja paraprake dhe lehtësimi i stresit përmes metodës së induksionit është miqësor për punëtorët. Ngrohja me induksion nuk kërkon elementë dhe lidhës të nxehtësisë. Shumë pak grimca ajrore shoqërohen me batanijet izoluese dhe vetë izolimi nuk ekspozohet ndaj temperaturave më të larta se 1,800 gradë, gjë që mund të shkaktojë që izolimi të shpërbëhet në pluhur që punëtorët mund të thithin.

Besueshmëria. Një nga faktorët më të rëndësishëm që ndikon në produktivitetin në lehtësimin e stresit është një cikël i pandërprerë. Në shumicën e rasteve, ndërprerja e ciklit nënkupton që trajtimi i nxehtësisë do të duhet të përsëritet, gjë që është e rëndësishme kur një cikël termik mund të marrë një ditë për t'u përfunduar. Komponentët e sistemit të ngrohjes me induksion i bëjnë të pamundur ndërprerjet e ciklit. Kablloja për induksion është e thjeshtë, duke e bërë më pak të ngjarë të dështojë. Gjithashtu, nuk përdoren kontaktorë për të kontrolluar hyrjen e nxehtësisë në pjesë.

Shkathtësi. Përveç përdorimit sistemet e ngrohjes me induksion për t'u ngrohur paraprakisht dhe për të lehtësuar stresin e tubit, përdoruesit kanë përshtatur procesin për tubat, bërrylat, valvulat dhe pjesët e tjera. Një nga aspektet e ngrohjes me induksion që e bën atë tërheqës për forma komplekse është aftësia për të rregulluar bobinat gjatë procesit të ngrohjes për të akomoduar pjesë unike dhe ftohës. Operatori mund të fillojë procesin, të përcaktojë efektet e procesit të ngrohjes në kohë reale dhe të modifikojë pozicionin e spirales për të ndryshuar rezultatin. Kabllot e induksionit mund të zhvendosen pa pritur ftohjen e ajrit në fund të ciklit.

Ngrohja me induksion përpara aplikimeve të saldimit

Kjo teknologji e ka provuar veten në një sërë projektesh, duke përfshirë tubacionet e naftës dhe gazit, ndërtimin e pajisjeve të rënda dhe mirëmbajtjen dhe riparimin e pajisjeve të minierave.

Tubacioni i naftës. Një operacion i mirëmbajtjes së tubacionit të naftës në Amerikën e Veriut nevojitej për të ngrohur tubacionin përpara se të saldohen mëngët ose pajisjet e riparimit të rrethimit në tubacionin 48 inç. nënbarkëz. Ndërsa punëtorët mund të bënin shumë riparime pa pasur nevojë të ndalonin rrjedhën e naftës ose ta kullonin atë nga tubi, vetë prania e lëndës së papërpunuar pengonte efikasitetin e saldimit sepse vaji që rrjedh thithte nxehtësinë. Pishtarët e propanit kërkonin ndërprerje të vazhdueshme të saldimit për të ruajtur nxehtësinë dhe ngrohja e rezistencës - duke siguruar ngrohje të vazhdueshme - shpesh nuk mund të përmbushte temperaturat e kërkuara të saldimit.

Punëtorët përdorën dy sisteme 25 kW me batanije paralele për të marrë një temperaturë paranxehjeje prej 125 gradë në riparimet e mëngës së rrethimit. Si rezultat, ata reduktuan kohën e ciklit nga tetë në 12 orë në katër orë për saldim me nënbarkëz.

Ngrohja paraprake për riparimin e një montimi STOPPLE (një kryqëzim T me valvul) ishte edhe më sfidues për shkak të trashësisë më të madhe të murit të montimit. Megjithatë, me ngrohjen me induksion, kompania përdori katër sisteme 25 kW me një konfigurim paralel batanije. Ata përdorën dy sisteme në secilën anë të T. Një sistem përdorej në linjën kryesore për të ngrohur paraprakisht vajin dhe i dyti për të ngrohur paraprakisht T në bashkimin rrethor të saldimit. Temperatura e parangrohjes ishte 125 gradë. Kjo zvogëloi kohën e saldimit nga 12 në 18 orë në shtatë orë për saldim me perimetër.

Tubacioni i Gazit Natyror. Një projekt ndërtimi i tubacionit të gazit natyror përfshinte ndërtimin e një tubacioni me diametër 36 inç, 0.633 inç të trashë nga Alberta, Kanada, në Çikago. Në një shtrirje të këtij tubacioni, kontraktori i saldimit përdori dy burime energjie 25 kW të montuara në një traktor me batanijet e induksionit të bashkangjitura në bume për shpejtësi dhe lehtësi. Burimet e energjisë ngrohën paraprakisht të dy anët e bashkimit të tubit. Kritike për këtë proces ishin shpejtësia dhe kontrolli i besueshëm i temperaturës. Ndërsa përmbajtja e aliazhit rritet në materiale për të reduktuar peshën dhe kohën e saldimit, dhe për të rritur jetëgjatësinë e pjesës, kontrolli i temperaturave të paranxehjes bëhet më kritik. Ky aplikim i ngrohjes me induksion kërkoi më pak se tre minuta për të marrë temperaturën e paranxehjes 250 gradë.

Pajisje të rënda. Një prodhues i pajisjeve të rënda shpesh saldonte dhëmbët e përshtatësit në skajet e kovës së ngarkuesit. Asambleja e salduar me ngjitje ishte zhvendosur përpara dhe mbrapa në një furrë të madhe, duke kërkuar që operatori i saldimit të priste derisa pjesa të ringrohej në mënyrë të përsëritur. Prodhuesi vendosi të provonte ngrohjen me induksion për të ngrohur paraprakisht montimin për të parandaluar lëvizjen e produktit.

Materiali ishte 4 inç i trashë me një temperaturë të lartë të kërkuar parangrohjeje për shkak të përmbajtjes së aliazhit. Batanije induksioni të personalizuara u zhvilluan për të përmbushur kërkesat e aplikimit. Izolimi dhe dizajni i spirales dhanë përfitimin shtesë të mbrojtjes së operatorit nga nxehtësia rrezatuese e pjesës. Në përgjithësi, operacionet ishin dukshëm më efikase, duke zvogëluar kohën e saldimit dhe duke ruajtur temperaturën gjatë gjithë procesit të saldimit.

Pajisjet e Minierave. Një minierë kishte pasur probleme me plasaritjen e ftohtë dhe joefikasitet të ngrohjes paraprake duke përdorur ngrohës propan në operacionet e saj të riparimit të pajisjeve të minierave. Operatorët e saldimit duhej të hiqnin shpesh një batanije izoluese konvencionale nga pjesa e trashë për të aplikuar nxehtësinë dhe për ta mbajtur pjesën në temperaturën e duhur.

Batanija e parangrohjes me induksion ruan temperaturën e skajit të kovës gjatë ngjitjes së dhëmbëve.
Miniera zgjodhi të provonte ngrohjen me induksion duke përdorur batanije të sheshta, të ftohura me ajër për të ngrohur paraprakisht pjesët përpara saldimit. Procesi i induksionit aplikoi shpejt nxehtësinë në pjesë. Gjithashtu mund të përdoret vazhdimisht gjatë procesit të saldimit. Koha e riparimit të saldimit u reduktua me 50 përqind. Përveç kësaj, burimi i energjisë ishte i pajisur me një kontrollues të temperaturës për të mbajtur pjesën në temperaturën e synuar. Kjo pothuajse eliminoi ripunimin e shkaktuar nga plasaritja e ftohtë.

Termocentrali. Një ndërtues termocentrali po ndërtonte një objekt energjie me gaz natyror në Kaliforni. Prodhuesit e kaldajave dhe tubacionet kishin përjetuar vonesa në ndërtim për shkak të metodave të paranxehjes dhe lehtësimit të stresit që po përdornin në linjat e avullit të uzinës. Kompania solli teknologjinë e ngrohjes me induksion në një përpjekje për të rritur efikasitetin, veçanërisht për punën në linja me avull të mesëm dhe të madh, pasi këto pjesë kërkojnë kohën më të madhe të trajtimit të nxehtësisë që kërkohet në një vend pune.

Thjeshtësia e mbështjelljes së batanijeve të induksionit rreth formave komplekse, si në këtë termocentral me gaz natyror, mund të zvogëlojë kohën e trajtimit të nxehtësisë.
Në një 16-in tipik. weldolet me një 2-in. trashësia e murit, ngrohja me induksion ishte në gjendje të rronte dy orë nga koha në temperaturë (600 gradë) dhe një orë tjetër për të arritur temperaturën e thithjes (600 gradë deri në 1,350 gradë) për lehtësimin e stresit.