[发明专利]厚壁管道焊缝多级加热装置及加热方法

说明书

本发明提供一种厚壁管道焊缝多级加热装置，它包括电极组、可升降龙门架、左挤压辊、焊接平台和右挤压辊；电极组悬固在可升降龙门架的下方，对焊缝进行多级加热。电极组包括一对位于管坯V形角缺口附近的普通电极和N组间隔设置的活动电极组。本发明还提供了一种使厚壁管坯焊缝均匀加热的方法，先根据生产要求确定活动电极组的位置，然后同时通电加热，管坯焊缝侧面多个位置形成多个加热回路，进而形成多个局部加热电流，使管坯焊缝历经充分的N次热传导后到达V形角缺口顶点，管坯焊缝处温度分布更均匀。本发明通过普通电极和N组活动电极组形成多级加热模式，即通过多组间隔设置的活动电极对管坯焊缝处进行多级加热，使管坯焊缝处均匀加热。

技术领域

本发明涉及一种厚壁管道焊缝加热装置及加热方法，具体地说，本发明涉及一种通过对厚壁管道焊缝进行多级加热，从而使厚壁管道焊缝被均匀加热的厚壁管道焊缝多级加热装置及其加热方法。本发明属于高频电阻焊管技术领域。

背景技术

20世纪后，随着全世界石油供应形势的紧张，一些地质和环境条件十分苛刻的油气田相继投入开发，对输送原油的管道要求更加苛刻，从而使管道工业进入一个新的时期。特别是，用于远距离输送原油的管道和海底管道朝着厚壁化的时代发展。

由于厚壁的无缝焊管成本过高，故，用于远距离输出原油的管道和海底管道基本上都是通过电阻焊工艺焊接的厚壁管道。目前，生产厂家多采用增大电源功率的方法来应对壁厚较大的管道焊接，其目的是使更多电流流经焊缝加热管坯。此传统生产工艺的弊端是：1、使管坯焊缝处存在较大的壁厚温差。2、不仅效率低下，且因为集肤效应，管坯内侧熔化金属滴落，损伤磁棒。3、因增大电源功率进一步增大设备制造成本。

专利CN110000456B公开了一种REW管侧向负载施加装置及其侧向负载施加方法。该方法欲通过在管坯侧面厚度方向设置多个电极来减小焊接点温差，但是，由于其将多个电极设置在管坯侧面对管坯侧表面施加了较大的压力，焊接过程中，电极与管坯侧面存在摩擦，使待焊接表面质量下降，而且，该方法中流经管坯焊缝处的电流依旧只是通过焊缝V形角顶点的单一回路，焊缝两侧管坯侧壁受热仍不均匀，本质上仍然不能避免集肤效应。

也有人采用感应加热的方式预热管坯，但感应加热的速度远不及电阻加热，而且需要增设电源，增大制造成本。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种厚壁管道焊缝多级加热装置。该多级加热装置通过在管坯焊缝开口处形成多级加热回路，对管坯焊缝进行多级加热，使焊缝处管坯内、外表面及厚度中心温度分布均匀，进而提高管坯焊缝焊接质量。

本发明的另一目的是提供一种厚壁管道焊缝加热方法。该加热方法是在管坯焊缝开口处形成多级加热回路，对管坯焊缝进行多级加热，使焊缝处管坯内、外表面及厚度中心温度分布均匀，避免集肤效应，提高管坯焊缝焊接质量。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种厚壁管道焊缝多级加热装置，它包括电极组、可升降龙门架、左挤压辊、焊接平台和右挤压辊；所述可升降龙门架固定在所述焊接平台上，所述电极组悬固在所述可升降龙门架中间处的下方，通过调节所述可升降龙门架的高度调节所述电极组的高度；厚壁管坯位于所述左挤压辊和所述右挤压辊之间，管坯焊缝位于所述电极组的下方；

所述电极组包括活动电极平台、导轨、下导轨、一对位于管坯V形角缺口附近的普通电极和N组间隔设置的活动电极组；所述每组活动电极组包括一对普通电极和一个连接电极；

所述普通电极与焊缝处管坯的外表面接触，所述连接电极与焊缝处管坯侧面接触；

沿所述活动电极平台的水平方向，在所述活动电极平台的两侧各设有一条所述导轨，在所述活动电极平台的背面、两侧所述导轨的中间设有一条所述下导轨；

所述普通电极通过电极支架、滑块嵌在所述活动电极平台两侧的导轨内，并沿所述导轨移动；嵌在所述活动电极平台两侧的所述导轨内的滑块分别与高频电源的电源输出端相连；