[實用新型]軟帶式電磁感應加熱器

無效

• 申請號: 200920106976.1
• 申請日: 2009-04-15
• 公開（公告）號: CN201414235Y
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 孫克剛;陳連山;侯俊夕;劉濤;楊文會
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣管道局
• 主分類號: H05B6/10
• 分類號: H05B6/10;B23K37/00
• 代理公司: 北京市中實友知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 金 杰;任清漢

技術領域

本實用新型是一種管道工程中對口焊接的軟帶式電磁感應加熱器。涉及管道系統技術領域。

背景技術

在石油天然氣長輸管道施工過程中，焊接是關鍵環節，焊接質量直接影響到產品的使用壽命和安全性。為降低焊接殘余應力，防止焊縫冷裂紋發生，采用高強度低合金材料的鋼管道焊接前，對焊口進行預熱是保證焊接質量的重要工藝措施。

目前，在野外石油天然氣長輸管道安裝過程中，對鋼管焊口預熱有以下幾種方式：

(1)火焰加熱：使用石油液化氣，通過環型加熱器產生火焰直接對焊口加熱，這種方式不僅受外界氣候干擾影響大，預熱升溫效率低、加熱溫度不均勻，容易在焊口部位產生結炭，影響焊接質量和工效；另外還需配置運輸大量可燃液化氣瓶，跟隨施工移動作業，增加了施工成本；

(2)電阻加熱：采用剛性不銹鋼軟帶材料作為純電阻負載，將剛性不銹鋼軟帶包裹在焊口部位，通電轉化為熱能，靠熱能傳導于鋼管表面，逐步使焊口部位金屬發熱；這種電加熱方式不僅升溫效率低、有部分熱量流失，且加熱溫度內外不均勻；

(3)中頻感應加熱：通過中頻電源將工頻50Hz交流電變為500-20000Hz中高頻交流電，中高頻交流電通入加熱線圈產生交變磁場集中作用在被加熱管口部位金屬感生出交變渦旋電流，利用感應渦流的熱效應使管口加熱；這種方式，具有速度快、效率高、加熱均勻、無環境污染、易于實現自動化的優點。

此前，在國內外石油天然氣長輸管道安裝過程中，雖然有采用中頻感應加熱替代火焰加熱、電阻加熱；對鋼管焊口預熱中頻感應加熱應用的嘗試。對管口電磁感應加熱器設計，使用最簡單的加熱方法是把電纜線纏繞于管口處，作為感應加熱圈，兩端與中頻電源接通，進行加熱。方法簡單，但線圈外露，與鋼管外壁直接接觸，容易受損引發漏電，不符合管線施工規范。特別是加熱圈在現場纏繞安裝、拆卸很不方便。另一種制作環形橋架，將電纜線纏繞在橋架上作為感應加熱圈，通過安裝在橋架上的觸頭開關實現開合和電連接。如中國石油天然氣管道局第三工程公司于2008年申請的“開合式電磁感應加熱器”(申請號200820221109.8)。開合式電磁感應加熱器實現了感應加熱圈與鋼管外壁分離，操作方便，安全可靠。但對于大口徑管道，如西氣東輸二線的直徑1219mm鋼管，框架重量達40kg，給感應加熱器在施工現場的移位，安裝，操作，拆卸就帶來很多不便。

綜上所述，目前，應用在野外長輸油氣管道施工焊口預熱的加熱設備技術，都存在一些不足。中頻感應加熱因在工件整個截面都有感應加熱電流，內部溫度梯度小，最熱區域在工件表面下方，熱量在金屬內部快速傳導，因此，在技術原理上具有明顯優勢。但在野外長輸油氣管道施工焊口預熱中，因受外界施工條件限制，不同于工廠內，對加熱器提出了特殊的要求，目前尚不能完全滿足。

實用新型內容

本實用新型的目的是設計一種適應野外施工環境條件、滿足長輸油氣管道焊接預熱要求、使用安全、操作方便、減輕勞動強度、加熱速度快、效率高的軟帶式電磁感應加熱器。

針對將電纜線纏繞在橋架上作為感應加熱圈，通過安裝在橋架上的觸頭開關實現開合和電連接這種環形橋架開合式電磁感應加熱器存在的不足，本實用新型采用高頻軟電纜5外包裹耐高溫絕緣纖維7和高溫阻燃布8，按鋼管直徑不同，制成不同規格的加熱軟帶1，在加熱軟帶1兩端安裝特制的電連接器2，使高頻軟電纜5形成螺旋線加熱圈，中頻電源輸出電流與螺旋線兩端接通對管口加熱。

本實用新型的結構如圖1所示，由軟帶1、電連接器2、電連接器開合機構3、快速接頭插座4、高頻軟電纜5、護套6、絕緣隔熱纖維7和耐高溫阻燃布8等組成。

內有多根高頻軟電纜5的軟帶1兩端各連接有電連接器開合機構3的電連接器2，多根高頻軟電纜5通過電連接器2中的快速接頭插座4成螺旋狀連接為加熱圈本體，最后形成向外的兩個快速接頭插座4接中頻電源。電磁感應線圈、耐高溫絕緣隔熱材料、高溫阻燃布制成的軟帶1及電連接器2一同彎曲套裝包裹在鋼管9外焊口部位使用。

這里：

軟帶1的結構見圖2，軟帶1中的高頻軟電纜5是經平面繞制的弧狀螺旋線電磁感應線圈；高頻軟電纜5有多股細銅絲外加一層云母和外包耐高溫硅橡膠護套6制成，線圈外包裹耐高溫絕緣隔熱纖維7和耐高溫阻燃布8；