응력 완화 히터용 용접 전 유도 예열

용접 전에 유도 예열을 사용하는 이유는 무엇입니까?유도 예열은 용접 후 냉각 속도를 늦출 수 있습니다. 용접 금속에서 확산된 수소를 탈출하고 수소로 인한 균열을 피하는 것이 유리합니다. 동시에 용접 밀봉 및 열 영향부 경화 수준을 감소시키고 용접 조인트 균열 저항이 향상됩니다.
유도 예열은 용접 응력을 줄일 수 있습니다. 용접 영역에서 용접기 사이의 온도 차이(온도 구배라고도 함)는 균일한 국부 또는 전체 유도 예열에 의해 감소될 수 있습니다. 이러한 방식으로 한편으로는 용접 응력이 감소되고 다른 한편으로는 용접 변형률이 감소하여 용접 균열을 방지하는 데 유리합니다.

유도 예열은 용접 구조의 구속 정도를 줄일 수 있으며 특히 각도 조인트의 구속을 줄이는 것이 분명합니다. 유도 예열 온도가 증가함에 따라 균열 발생률이 감소합니다.
유도예열온도 및 층간온도 , 다층 용접이 필요한 경우 층간 온도는 유도 예열 온도와 같거나 약간 높아야 하며, 층간 온도가 유도 예열 온도보다 낮으면 다시 유도 예열을 해야 합니다.
또한, 유도예열온도의 강판두께 방향과 용접부위의 균일성은 용접응력 감소에 중요한 영향을 미친다. 국부 유도 예열의 폭은 용접기의 제약에 따라 결정되어야 하며 일반적으로 용접 영역 주변의 벽 두께의 150배, 200-XNUMXmm 이상입니다. 유도 예열이 균일하지 않으면 용접 응력이 감소하지 않을 뿐만 아니라 용접 응력이 증가합니다.

적절한 유도 예열 솔루션을 찾는 방법은 무엇입니까?

적절한 유도 예열 장비를 선택할 때 주로 다음 측면을 고려하십시오.

가열된 공작물의 모양과 크기.: 대형 공작물, 막대 재료, 고체 재료는 상대 전력, 저주파 유도 가열 장비를 선택해야 합니다. 공작물이 작은 경우 파이프, 플레이트, 기어 등 상대 전력이 낮고 주파수가 높은 유도 예열 장비를 선택해야 합니다.
가열 깊이 및 면적 : 깊은 가열 깊이, 넓은 면적, 전체 가열은 큰 전력, 저주파 유도 가열 장비를 선택해야합니다. 얕은 가열 깊이, 작은 면적, 국부 가열, 비교적 작은 전력 선택, 고주파 유도 예열 장비.
요구 가열 속도: 가열 속도가 빠르면 상대적으로 전력이 크고 주파수가 상대적으로 높은 유도 가열 장비를 선택해야 합니다.
장비 연속 작업 시간: 연속 작업 시간이 길고 상대적으로 약간 더 큰 전력 유도 예열 장비를 선택합니다.
유도 가열 헤드와 유도 기계 사이의 거리: 긴 연결은 수냉식 케이블 연결을 사용하더라도 비교적 큰 전력 유도 예열 기계여야 합니다.

유도 가열: 작동 원리

유도 가열 시스템 비접촉 가열을 사용하십시오. 저항 가열과 같이 열을 전도하기 위해 부품과 접촉하는 발열체를 사용하는 대신 전자기적으로 열을 유도합니다. 유도 가열은 전자레인지와 같은 역할을 합니다. 즉, 내부에서 음식이 조리되는 동안 기기가 차갑게 유지됩니다.

의 산업적 예에서 유도 가열, 고주파 자기장에 배치하여 부품에 열을 유도합니다. 자기장은 부품 내부에 맴돌이 전류를 생성하여 부품의 분자를 여기시키고 열을 발생시킵니다. 가열은 금속 표면 약간 아래에서 발생하기 때문에 열이 낭비되지 않습니다.

저항 가열과 유도 가열의 유사점은 섹션 또는 부품을 가열하기 위해 전도가 필요하다는 것입니다. 유일한 차이점은 열원과 도구의 온도입니다. 유도 공정은 부품 내부를 가열하고 저항 공정은 부품 표면을 가열합니다. 가열 깊이는 주파수에 따라 다릅니다. 고주파(예: 50kHz)는 표면 가까이에서 가열하는 반면 저주파(예: 60Hz)는 부품 깊숙이 침투하여 열원을 최대 3mm 깊이까지 배치하여 두꺼운 부품을 가열할 수 있습니다. 전도체가 흐르는 전류에 비해 크기 때문에 유도 코일은 가열되지 않습니다. 즉, 공작물을 가열하기 위해 코일을 가열할 필요가 없습니다.

유도 가열 시스템 구성 요소

유도 가열 시스템은 적용 요구 사항에 따라 공랭식 또는 액체 냉각식일 수 있습니다. 두 시스템에 공통적인 주요 구성 요소는 부품 내에서 열을 생성하는 데 사용되는 유도 코일입니다.

공냉식 시스템. 일반적인 공랭식 시스템은 전원, 유도 블랭킷 및 관련 케이블로 구성됩니다. 유도 블랭킷은 단열재로 둘러싸인 유도 코일로 구성되며 고온의 교체 가능한 Kevlar 슬리브에 재봉됩니다.

이러한 유형의 유도 시스템에는 온도를 모니터링하고 자동으로 제어하는 컨트롤러가 포함될 수 있습니다. 컨트롤러가 장착되지 않은 시스템은 온도 표시기를 사용해야 합니다. 시스템은 또한 원격 온-오프 스위치를 포함할 수 있습니다. 공냉식 시스템은 예열 전용 시스템으로 지정하여 화씨 400도까지 적용할 수 있습니다.

수냉식 시스템. 액체는 공기보다 더 효율적으로 냉각되기 때문에 이러한 유형의 유도 가열 시스템은 고온 예열 및 응력 제거와 같이 더 높은 온도가 필요한 응용 분야에 적합합니다. 공냉식 시스템과의 주요 차이점은 워터 쿨러를 추가하고 유도 코일을 수용하는 유연한 수냉식 호스를 사용한다는 것입니다. 수냉식 시스템은 또한 일반적으로 온도 컨트롤러와 내장형 온도 기록계, 특히 응력 완화 응용 분야에서 중요한 구성 요소를 사용합니다.

일반적인 응력 제거 절차는 화씨 600~800도까지 단계를 거쳐 약 1,250도의 담금 온도까지 램프 또는 제어된 온도 상승이 필요합니다. 유지 시간 후 부품은 600도에서 800도 사이로 제어 냉각됩니다. 온도 기록계는 열전대 입력을 기반으로 부품의 실제 온도 프로파일에 대한 데이터를 수집하며 응력 제거 응용 분야의 품질 보증 요구 사항입니다. 작업 유형과 해당 코드에 따라 실제 절차가 결정됩니다.

유도 가열의 이점

유도 가열은 우수한 열 균일성 및 품질, 사이클 시간 단축, 오래 지속되는 소모품 등 다양한 이점을 제공합니다. 유도 가열은 또한 안전하고 신뢰할 수 있으며 사용하기 쉽고 전력 효율적이며 다목적입니다.

균일성과 품질. 유도 가열은 코일 배치 또는 간격에 특별히 민감하지 않습니다. 일반적으로 코일은 균일한 간격으로 용접 조인트의 중앙에 위치해야 합니다. 이렇게 장착된 시스템에서 온도 컨트롤러는 아날로그 방식으로 전력 요구 사항을 설정하여 온도 프로파일을 유지하기에 충분한 전력을 제공할 수 있습니다. 전원은 전체 프로세스 동안 전원을 공급합니다.

사이클 타임. 예열 및 응력 제거의 유도 방법은 상대적으로 빠른 온도 도달 시간을 제공합니다. 고압 증기 라인과 같은 더 두꺼운 응용 분야에서 유도 가열은 주기 시간에서 XNUMX시간을 단축할 수 있습니다. 제어 온도에서 소크 온도까지의 사이클 시간을 단축할 수 있습니다.

소모품. 유도 가열에 사용되는 단열재는 공작물에 부착하기 쉽고 여러 번 재사용할 수 있습니다. 또한 유도 코일은 견고하며 깨지기 쉬운 와이어나 세라믹 재료가 필요하지 않습니다. 또한 유도 코일과 커넥터는 고온에서 작동하지 않기 때문에 열화되지 않습니다.

사용의 용이성. 유도 예열 및 응력 제거의 주요 이점은 단순성입니다. 절연체와 케이블은 설치가 간단하여 일반적으로 15분도 걸리지 않습니다. 어떤 경우에는 유도 장비 사용법을 하루 만에 가르칠 수도 있습니다.

전력 효율성. 인버터 전원은 92% 효율로 에너지 비용이 치솟는 시대에 중요한 이점입니다. 또한 유도 가열 공정은 80% 이상 효율적입니다. 전원 입력과 관련하여 유도 프로세스에는 40kW의 전원에 대해 25amp 라인만 필요합니다.

안전. 유도 방식을 통한 예열 및 응력 완화는 작업자 친화적입니다. 유도 가열에는 뜨거운 가열 요소와 커넥터가 필요하지 않습니다. 단열재 블랭킷과 관련된 공기 중 미립자는 거의 없으며 단열재 자체는 작업자가 흡입할 수 있는 먼지로 분해될 수 있는 1,800도 이상의 온도에 노출되지 않습니다.

신뢰할 수 있음. 스트레스 해소에서 생산성에 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나는 중단 없는 주기입니다. 대부분의 경우 주기 중단은 열처리를 다시 실행해야 함을 의미하며 열 주기를 완료하는 데 하루가 걸릴 수 있는 경우 중요합니다. 유도 가열 시스템 구성 요소는 주기 중단 가능성을 낮춥니다. 인덕션의 케이블 연결은 간단하여 실패할 가능성이 적습니다. 또한 부품에 대한 열 입력을 제어하는 데 접촉기가 사용되지 않습니다.

다재. 사용 이외에 유도 가열 시스템 파이프를 예열하고 응력을 완화하기 위해 사용자는 용접봉, 엘보우, 밸브 및 기타 부품에 대한 프로세스를 조정했습니다. 복잡한 형상에 매력적인 유도 가열의 측면 중 하나는 고유한 부품과 방열판을 수용하기 위해 가열 프로세스 중에 코일을 조정할 수 있는 기능입니다. 작업자는 프로세스를 시작하고 가열 프로세스의 효과를 실시간으로 확인하고 코일 위치를 수정하여 결과를 변경할 수 있습니다. 주기가 끝날 때 공기 냉각을 기다리지 않고 유도 케이블을 이동할 수 있습니다.

용접 전 유도 가열 응용 분야

이 기술은 석유 및 가스 파이프라인, 중장비 건설, 광산 장비의 유지 보수 및 수리를 포함한 여러 프로젝트에서 그 자체로 입증되었습니다.

송유관. 파이프라인의 48인치에 주변 수리 슬리브 또는 피팅을 용접하기 전에 파이프를 가열하는 데 필요한 북미 송유관 유지 보수 작업. 테두리. 작업자는 오일 흐름을 중단하거나 파이프에서 배출하지 않고도 많은 수리를 할 수 있었지만 흐르는 오일이 열을 흡수하기 때문에 원유 자체가 용접 효율성을 방해했습니다. 프로판 토치는 열을 유지하기 위해 용접을 지속적으로 중단해야 했으며, 저항 가열(지속적인 열을 제공하는 동안)은 필요한 용접 온도를 충족하지 못하는 경우가 많았습니다.

작업자들은 둘러싸기 슬리브 수리 시 25도의 예열 온도를 얻기 위해 병렬 블랭킷이 있는 두 개의 125kW 시스템을 사용했습니다. 그 결과 사이클 시간이 12~XNUMX시간에서 둘레 용접당 XNUMX시간으로 단축되었습니다.

STOPPLE 피팅(밸브가 있는 T 접합부) 수리를 위한 예열은 피팅의 두꺼운 벽 두께 때문에 훨씬 더 어려웠습니다. 그러나 유도 가열을 통해 회사는 병렬 블랭킷 설정이 있는 25개의 125kW 시스템을 사용했습니다. 그들은 T의 양쪽에 두 개의 시스템을 사용했습니다. 하나의 시스템은 오일을 예열하기 위해 메인 라인에 사용되었고 두 번째 시스템은 원주 용접 조인트에서 T를 예열하는 데 사용되었습니다. 예열 온도는 12도였습니다. 이로써 용접 시간이 18~XNUMX시간에서 둘레 용접당 XNUMX시간으로 단축되었습니다.

천연 가스 파이프라인. 천연가스 파이프라인 건설 프로젝트는 캐나다 앨버타에서 시카고까지 직경 36인치, 두께 0.633인치의 파이프라인을 건설하는 작업이었습니다. 이 파이프라인의 한 구간에서 용접 계약자는 속도와 편의성을 위해 붐에 부착된 유도 블랭킷과 함께 트랙터에 장착된 25개의 250kW 전원을 사용했습니다. 전원은 파이프 조인트의 양쪽을 예열했습니다. 이 프로세스에서 중요한 것은 속도와 안정적인 온도 제어였습니다. 무게와 용접 시간을 줄이고 부품 수명을 늘리기 위해 재료의 합금 함량이 증가함에 따라 예열 온도 제어가 더욱 중요해졌습니다. 이 유도 가열 응용 프로그램은 XNUMX도 예열 온도를 얻는 데 XNUMX분도 채 걸리지 않았습니다.

중장비. 중장비 제조업체는 종종 어댑터 톱니를 로더 버킷 가장자리에 용접했습니다. 가용접 조립품은 대형 용광로로 앞뒤로 옮겨져 부품이 반복적으로 재가열되는 동안 용접 작업자가 기다려야 했습니다. 제조업체는 제품의 움직임을 방지하기 위해 어셈블리를 예열하기 위해 유도 가열을 시도하기로 결정했습니다.

재료의 두께는 합금 함량으로 인해 요구되는 예열 온도가 높은 4인치였습니다. 애플리케이션 요구 사항을 충족하기 위해 맞춤형 유도 담요가 개발되었습니다. 절연 및 코일 설계는 부품의 복사열로부터 작업자를 보호하는 추가적인 이점을 제공했습니다. 전반적으로 작업이 훨씬 더 효율적이어서 용접 시간이 단축되고 용접 프로세스 전반에 걸쳐 온도가 유지되었습니다.

광산 장비. 광산은 광산 장비 수리 작업에서 프로판 히터를 사용하여 냉간 균열 문제와 예열 비효율을 경험했습니다. 용접 작업자는 열을 가하고 부품을 정확한 온도로 유지하기 위해 두꺼운 부품에서 기존의 절연 블랭킷을 자주 제거해야 했습니다.

인덕션 예열 블랭킷은 치아를 부착하는 동안 버킷 가장자리의 온도를 유지합니다.
광산은 용접 전에 부품을 예열하기 위해 편평한 공랭식 블랭킷을 사용하여 유도 가열을 시도하기로 했습니다. 인덕션 프로세스는 부품에 빠르게 열을 가했습니다. 그것은 또한 용접 과정 도중 지속적으로 사용될 수 있었습니다. 용접 수리 시간이 50% 단축되었습니다. 또한 전원부에 온도 조절기를 장착하여 부품을 목표 온도로 유지하도록 하였다. 이것은 콜드 크래킹으로 인한 재작업을 거의 제거했습니다.

발전소. 발전소 건설업자는 캘리포니아에서 천연 가스 발전 시설을 건설하고 있었습니다. 보일러 제작자와 배관공은 공장의 증기 라인에 사용하던 예열 및 스트레스 완화 방법으로 인해 공사 지연을 경험했습니다. 이 회사는 작업 현장에서 열처리 시간이 가장 많이 소요되는 중대형 증기 라인 작업의 효율성을 높이기 위해 유도 가열 기술을 도입했습니다.

이 천연 가스 발전소와 같이 복잡한 형상 주위에 유도 블랭킷을 감싸는 단순성은 열처리 시간을 단축할 수 있습니다.
일반적인 16인치에서. 2인치의 weldolet. 벽 두께에 따라 유도 가열은 온도에 도달하는 시간(600도)을 600시간 단축할 수 있었고 응력 완화를 위해 담금 온도(1,350도에서 XNUMX도까지)에 도달하는 데 또 다른 시간을 단축할 수 있었습니다.