[發明專利]用于壓力容器筒體縱縫焊接的溫度監控系統

有效

• 申請號: 201610014218.1
• 申請日: 2016-01-11
• 公開（公告）號: CN105499854B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 侯建勤;黃海艇;陳俊杰;王珩;毛威;梅會儒
• 申請（專利權）人: 上海工業自動化儀表研究院
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根,王晶

技術領域

本發明涉及一種溫度監控系統，特別是涉及一種用于壓力容器筒體縱縫焊接的溫度監控系統。

背景技術

壓力容器是在能源工業、科研和石油化學工業等國民經濟各個部門常用的重要設備，一般由筒體、封頭、法蘭、密封元件、開孔、接管、支座等構成，筒體是最重要的元件，制造其最關鍵的工序是焊接。由于筒體的工況復雜，且出現事故后果嚴重，因此，在焊接過程進行質量控制是非常重要的。

筒體縱縫在焊接之前，為了降低焊接應力，提高焊接接頭的抗裂性，要對整個筒體或者距縱縫中心兩側各大于200mm的區域進行預熱，當預熱溫度達到工藝要求時，才能進行焊接。否則溫度太低，裂紋發生率增大。溫度太高，一方面惡化了勞動條件，另一方面在局部預熱的條件下，由于產生附加應力，反而會加劇冷裂紋的產生。焊接時，層間溫度也要控制在工藝要求范圍內，層間溫度過高會引起熱影響區晶粒粗大，使焊縫強度及低溫沖擊韌性下降。如果低于預熱溫度則可能在焊接過程中產生裂紋。焊接后，為防止急冷過程中產生延遲裂紋，需要進行后熱處理，保溫時間為2小時。

因此，在整個壓力容器筒體縱縫焊接過程中對預熱溫度、層間溫度和后熱溫度的監控是非常重要的，它是保證焊縫質量，提高企業生產率，滿足壓力容器使用要求的必要手段。傳統的溫度監控系統，是每隔一段時間人工測量被焊筒體縱縫的溫度，測量時間不但不連續，不能實時監控筒體縱縫的溫度變化，并且容易導致溫度過高或過低，工作效率較低，對焊縫質量的一致性無法保證。現有的溫度監控系統，采用紅外技術實現在線測量，雖然滿足了實時監控筒體縱縫溫度，但是紅外測溫主要是通過物體的輻射能量來表征物體的能量狀態，而物體的表面輻射能力取決于材料性質和表面狀態，在表面有其他覆蓋物存在的情況下，溫度是非常不準確的，而壓力容器筒體在縱縫焊接時，焊縫附近及其表面一直覆蓋有一層厚厚的焊劑，嚴重影響了測溫的準確性。為此，提供一種既能在線監控溫度，又能保證測量精度的壓力容器筒體縱縫焊接溫度監控系統是非常有必要的。

發明內容

鑒于以上溫度監控技術的不足，本發明提出了一種用于壓力容器筒體縱縫焊接的溫度監控系統，旨在解決傳統人工測量不連續、現有紅外測量受環境影響較大導致測量精度不高的問題。

本發明要解決以上技術問題所采用的技術方案是：一種用于壓力容器筒體縱縫焊接的溫度監控系統，包括測溫探頭、變送器、終端采集和控制設備、三相固態繼電器，至少有四個所述測溫探頭等間距吸附在距離筒體坡口50mm且靠近焊機的一側，并分別通過變送器連接終端采集和控制設備。所述終端采集和控制設備通過三相固態繼電器連接焊機電源，用于控制焊機啟動或停止工作。

所述的終端采集與控制設備包括輸出控制模塊、信號采集模塊、CPU處理模塊、報警裝置、LCD顯示模塊、無線網絡模塊，信號采集模塊采集變送器輸出的4-20ma標準信號，并通過CPU處理模塊對信號進行計算，轉換為所測筒體表面的溫度信號，經LCD顯示模塊直接顯示在LCD顯示屏上，保證現場工作人員實時了解溫度信息，并以實際工藝要求驅動報警裝置；所述CPU處理模塊會將溫度信號通過內置的無線網絡模塊經路由設備上傳給網關設備，借助于網關設備內置的協議轉換功能，以太網的方式上傳到數據服務器，用于根據用戶的查詢指令和配置指令在數據服務器上顯示相關溫度信息。

所述測溫探頭表面分別設有耐高溫、帶磁性的磁鐵；所述變送器外殼上包敷有絕緣隔熱材料；所述測溫探頭和變送器分別位于焊接小車導軌的兩側，具有耐高溫套管保護的導線，導線分別穿過對應導軌上的開孔，連接測溫探頭和變送器。

本發明的有益效果：本發明的測溫探頭通過磁鐵直接吸附于筒體，不但便于安裝，也避免了由于筒體表面附著有焊劑所導致測溫不準確的情況；終端采集和控制設備的實時顯示功能和信號燈提醒功能，保證了現場操作人員的合理操作，提高了生產效率；整個系統借助于無線網絡，及時準確的記錄和保存了縱縫焊接過程中預熱、層間及后熱的溫度信息，為焊接質量的一致性和可追溯性提供了依據，也使焊接作業的生產管理逐步實現數字化，對整個制造行業的數字化生產起到了極大的推動作用。

附圖說明

圖1 為本發明的用于壓力容器筒體縱縫焊接的溫度監控系統實施例原理框圖；

圖2為本發明用于壓力容器筒體縱縫焊接的實施例溫度監控點結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施過程做詳細說明：