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熱電偶點焊頭的試驗工藝
- 2021-04-08-

  在石油和天然氣行業,鋼是一種廣泛使用的材料。為了達到強度和其他具體要求的性能,該材料經過了淬火和回火處理。當該材料經過焊接以后,熱影響區的性能將受到不利影響,為了減小焊接對于4130鋼的影響,預熱是其焊接過程中的一項基本要求。而采用直接火焰加熱是常見的方法,其他常用的方法還包括感應加熱和電阻加熱。

  本研究的目的是為了從多方面比較感應加熱、電阻加熱以及直接火焰加熱的優劣。這些比較是基于每種方法加熱時測量相同部位獲得的實際數據,而不是采用銷售或預估數據。

  方法論

  由于其質量和狀態與用于石油化工行業的閥門類似,所以選擇一個閥單體作為研究對象。采用三種應用于工業中的典型方法預熱該閥至500℉(1℉=5/9K,1℃=1K)以上。每種測試過程,均通過數據記錄器監控和記錄閥體內部外部溫度。在三種測試中,數據記錄器所用的熱電偶點焊頭保持在相同的位置,記錄有關所用電力和溫度讀數的時間。針對每組試驗,一旦溫度達到500℉,保溫1h,并記錄所使用的能量。然后在沒有熱輸入的情況下,記錄隨后1h的溫度。當壁上保險絲斷開以后,將福祿克?功率計安裝到主輸入線上,用于測量和記錄感應加熱源和電阻加熱源的有效能量(單位為kW·h)。對于直接火焰加熱方法,所用氣體為丙烷。采用流量計測量丙烷的消耗量。

  試驗工藝

 ?。?)感應加熱感應加熱器采用水冷電纜傳導高頻電流,并在材料內部產生電磁感應渦流,該材料中產生的電磁電流引起的分子激發而產生熱量。因此,感應加熱熱量產生于材料內部,而另外兩種方法的熱源來自外部且須經過其他部件傳導。這將使通過部件整個厚度的熱量更加均勻,預熱部件熱輻射流失更少。

  首先,采用絕緣陶瓷纖維毯覆蓋所有閥門表面。然后將感應加熱電纜纏繞在閥門外包的絕緣陶瓷纖維毯上,感應加熱線圈、計量和控制熱電偶點焊頭線的位置如圖1所示。電纜線不與閥門上任何一處接觸。感應加熱時,電纜線由于水冷保持在室溫附近。感應加熱器采用熱電偶監測溫度并控制其輸出。兩個熱電偶分別被放置在閥門的內側和外側,在靠近熱電偶點焊頭1?4 in(6 mm)區域均使用數據記錄器記錄數據。