[發明專利]一種鋼管多級感應加熱的閉環控制裝置及其閉環控制方法

有效

• 申請號: 202010051779.5
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN113141688B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 溫宏權;何春堯;楊寅;吳存有;周月明;徐廣印;金小禮;趙顯久;王巍
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: H05B6/06
• 分類號: H05B6/06
• 代理公司: 上海集信知識產權代理有限公司 31254
• 代理人: 周成

本發明公開一種鋼管多級感應加熱的閉環控制裝置及其閉環控制方法，包括用以輸送鋼管的輸送輥道，輸送輥道上依次設有多級感應線圈，用以加熱鋼管外表面溫度，還包括設于輸送輥道的管道入口位置的測速儀；設于輸送輥道的管道出口位置的顯示測溫儀；設于每一級感應線圈的管道入口位置的控溫測溫儀，控溫測溫儀連有PLC，PLC與感應線圈上的中頻電源相連；以及與測速儀、控溫測溫儀、PLC相連的控制中心，控制中心建立有閉環控制模型。本發明解決大口徑UOE焊管外涂敷線感應加熱過程存在鋼管表面溫度均勻性差、加熱效率低、操作控制復雜等問題，有助于提高鋼管涂敷質量、提高涂敷作業效率、降低焊管制造成本。

技術領域

本發明涉及鋼管表面涂敷技術，更具體地說，涉及一種鋼管多級感應加熱的閉環控制裝置及其閉環控制方法。

背景技術

世界能源的巨大需求推動了石油、天然氣輸送管線鋼加工制造業的發展。特別是，海洋油氣輸送管處于復雜深海水下環境，對鋼耐海水腐蝕性能的要求更高，在大口徑焊管外表面連續自動涂敷防腐蝕保護層已成為高質量管線鋼生產的主要趨勢。在外涂敷生產中，鋼管以連接器的方式頭尾相接，以螺旋運動形式向前輸送，鋼管因規格不同軸向移動速度一般在1～2m/min。由于感應加熱具有清潔、高效、設備占地面積小等優點，目前環氧樹脂靜電噴涂工藝多采取中頻感應加熱方式對鋼管進行預熱，依靠感應加熱快速得到的熱量使噴射到鋼管表面的環氧樹脂粉末在短時間內得以熔化、鋪展并與鋼管基體緊密結合在一起，在鋼管表面形成一層厚100μm～300μm的耐環境腐蝕的保護涂層。此外，在環氧樹脂的底層外還要包裹粘膠帶中間層、聚乙烯膠帶面層，涂覆層總厚度可以達到2～3mm，以保護鋼管在運輸、施工過程對內部涂層可能存在的機械損傷，而且外包敷層本身也具備一定抗腐蝕能力。根據環氧樹脂涂層的熔覆特性，鋼管外表面溫度經過感應加熱需要提升到180℃～240℃。在現有涂敷鋼管的感應加熱過程中，由于電源一般采用手動控制模式，操作者常常需要根據鋼管材質、規格、機組速度、涂層種類等人工設定固定的電源輸出功率(電壓)，而最初拋丸處理引起的鋼管基礎溫度變化、運動鋼管偏離線圈中心、鋼管的頭尾溫差、甚至季節變化等因素引起的管體溫度變化無法及時準確調節感應加熱電源功率，不僅造成現場操作復雜、管體加熱溫度命中率低，而且鋼管在到達涂敷點時表面溫度波動加大(嚴重的可以達到50℃以上)，甚至遠遠偏離最佳的涂敷工藝所要求溫度，影響了靜電噴涂涂層在鋼管表面的熔覆質量及其均勻性，導致鋼管在后續使用過程中可能發生各種涂層失效質量事故，經濟損失巨大。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的是提供一種鋼管多級感應加熱的閉環控制裝置及其閉環控制方法，解決大口徑UOE焊管外涂敷線感應加熱過程存在鋼管表面溫度均勻性差、加熱效率低、操作控制復雜等問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一方面，一種鋼管多級感應加熱的閉環控制裝置，包括用以輸送鋼管的輸送輥道，所述輸送輥道上依次設有多級感應線圈，用以加熱鋼管外表面溫度，還包括

設于所述輸送輥道的管道入口位置的測速儀；

設于所述輸送輥道的管道出口位置的顯示測溫儀；

設于所述每一級感應線圈的管道入口位置的控溫測溫儀，所述控溫測溫儀連有PLC，所述PLC與所述感應線圈上的中頻電源相連；

以及與所述測速儀、所述控溫測溫儀、所述PLC相連的控制中心，所述控制中心建立有閉環控制模型。

所述每一級感應線圈的管道入口位置的控溫測溫儀具有若干個(也可以設置一個)，沿鋼管的圓周向布置。

所述相鄰兩級感應線圈的管道入口位置的控溫測溫儀之間呈錯位設置。

另一方面，一種鋼管多級感應加熱的閉環控制方法，鋼管經拋丸處理后，在輸送輥道上以連接器方式頭尾相連，在傾斜安裝的錐形輥的驅動下，以螺旋運動向前輸送，經過輸送輥道上多級感應線圈加熱鋼管外表面溫度，