[发明专利]一种感应加热均温性电缆缠绕方法

说明书

本发明公开了一种感应加热均温性电缆缠绕方法，属于局部热处理技术领域。具体包括如下步骤：计算加热带宽度W_p；计算加热电源功率；确定电缆匝数N；确定电缆宽度B；确定电缆匝间距D；根据加热带宽度W_p，以及电缆匝数N、电缆宽度B及电缆匝间距D，将电缆缠绕在工件上形成感应线圈。本发明可以根据已知的热处理要求、材料参数、工艺参数等，计算得到感应线圈的参数，包括匝数、线圈宽度、匝中心间距，以便于工程中使用。

技术领域

本发明属于局部热处理技术领域，具体涉及一种感应加热均温性电缆缠绕方法。

背景技术

随着社会的进步和经济的发展，人们对能源的需求急剧增加，能源设备逐渐向大型化、巨型化发展。在核电、石化、海工等领域，厚壁大直径筒体的应用越来越广泛。这类工件在生产过程中常常要通过焊接工艺来进行制造，在焊接过程中，由于设备大型化导致拘束度大，容易在焊接部位产生残余应力，严重会导致变形甚至开裂。对焊接结构进行焊后热处理是降低残余应力的有效途径，目前由于大型化的发展，由于收到直径和长度的限制，采用分段整体热处理、总装合拢焊缝局部热处理的方式进行制造。对于局部热处理而言，温度均匀性是影响热处理效果的关键因素。对于厚壁设备，传统热处理方式无法满足均温性要求。电磁感应加热作为新型热处理方式，具有清洁、经济节能、温度均匀性好等诸多优点，是大型厚壁设备局部热处理的理想热处理加热方式。要想实现大型化厚壁容器局部热处理的均温性，最关键问题是解决其电源的功率选择及电缆匝数、间距等工艺参数的选择。但是，目前对于这些参数仅仅依托于工程经验，缺乏理论支持。为解决上述问题，本发明提出了感应加热均温性电缆缠绕方法，通过把感应加热电源功率、电缆匝数、间距等关键参数拟合理论公式，提出了一种保证大型厚壁工件热处理均温性的感应电缆缠绕方法。

目前，随着我国经济迅猛发展，对能源需求量加大，设备向大型化、厚壁化发展，然而设备大型化导致需要现场组装、局部热处理，传统方式无法满足局部热处理要求。电磁感应加热作为新型热处理方式，具有清洁、经济节能、易于自动化控制、温度均匀性好等诸多优点，极大程度解决了大型化厚壁容器局部热处理的控温精度的难题。

要想实现大型化厚壁容器局部热处理的均温性，最关键问题是解决其电源的功率选择及电缆匝数、间距等工艺参数的选择。但是，目前对于这些参数仅仅依托于工程经验，缺乏理论支持，进行实际加热时往往需要提前实验和人工调整，效率较低；因此本发明拟结合理论公式，提出一种感应线圈缠绕方法。

CN111534680A公开了一种厚壁承压设备焊后局部感应热处理的加热均温方法，利用测温热电偶对厚壁筒体内壁和外壁温度进行监控，通过筒体内壁和外壁最大温差T和外壁圆周方向最大温差P控制加热区的温度均匀性，但是并没有涉及感应电缆的工程设计。

发明内容

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种感应加热均温性电缆缠绕方法，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种感应加热均温性感应线圈缠绕方法，包括以下步骤：

步骤1：采用中频感应加热时，根据公式(1)计算加热带宽度W_p；

W_p＝X·m·δ (1)；

其中，m为系数，1m3；δ为工件壁厚；X为系数，6X8；

步骤2：计算加热电源功率，具体包括如下步骤：

步骤2.1：根据公式(2)，计算工件重量：

其中，M为工件需加热部分重量；r₂为工件外径；r₁为工件内径；ρ为工件密度；步骤2.2：根据公式(3)，计算加热所需热量Q：

Q＝cMΔT (3)；