Меню Рубрики

Установки индукционного подогрева труб

Индукционный нагрев ТВЧ :: Статьи

Индукционный нагрев трубопроводов в полевых условиях

При низких температурах позволяет уменьшить вязкость транспортируемых веществ и обеспечить работоспособность этих трубопроводов. При эксплуатации газопроводов возможно образование конденсата и его замерзание, при том также необходим обогрев.

Подогрев труб может осуществляться горячей водой или паром. Экономические расчеты показывают, что при обогреве трубопроводов паром необходимы значительные капитальные затраты и высокие эксплуатационные расходы. Отечественная и зарубежная практика показывают, что при электрическом нагреве трубопроводов капитальные затраты в 1,5 раза меньше, чем при нагреве паром.

В настоящее время, например электрический нагрев, находит все большее применение при эксплуатации водоводов в условиях севера. Кроме того, электрический нагрев позволяет просто регулировать температуру, а конструкции систем электрического нагрева трубопроводов проще, чем конструкции нагрева паром.

Электронагрев трубопроводов может осуществляться тремя способами: косвенный нагрев сопротивлением, прямой резистивный нагрев, индукционный нагрев.

Косвенный нагрев

Для косвенного нагрева используют специальные нагревательные кабели, рассчитанные на работу при высоких температурах (до 650°С), или электронагреватели сопротивления (нагревательные ленты). Электрически выгоднее размещать кабель нагревателя внутри трубы, однако это не всегда целесообразно и возможно по технологическим соображениям.

При размещении нагревателя снаружи велики тепловые потери (температура нагревательных элементов выше температуры нагреваемой трубы) поэтому необходима теплоизоляция нагревателя. в связи с тем, что при косвенном нагреве температура нагреваемых элементов существенно превышает температуру нагреваемой трубы, такие нагреватели отличаются повышенной электро -, пожаро- и взрывоопасностью, что является существенным недостатком косвенного электронагрева трубопроводов.

Прямой нагрев

При прямом нагреве электрический ток пропускается по трубе. Хотя при этом не требуются специальные нагревательные кабели, ввиду малого сопротивления трубы, а также в соответствии с требованиями техники безопасности необходимо применять пониженное напряжение, т.е. применять трансформаторы, что приводит к удорожанию устройства. Кроме того, недостатком прямого злектронагрева является наличие электрического потенциала на оборудовании.

Индукционный нагрев

Индукционный нагрев характеризуется выделением тепла в проводящем нагреваемом объекте и бесконтактной передачей энергии, поэтому применение индукционного нагрева трубопроводов во многих случаях оказывается предпочтительным.

Если нагреваемый объект из металла поместить в электромагнитное поле проводника, по которому проходит переменный ток, то в объекте по закону электромагнитной индукции будут индуктироваться вихревые токи, вызывающие разогрев объекта. При этом проводник, по которому пропускается переменный электрический ток, называют индуктирующим проводом. Индуктирующему проводу конструктивно может быть придана любая форма в зависимости от типа нагреваемого объекта. Чаще всего-это цилиндрическая спираль. Устройство, выполненное на основе индуктирующего провода, называется индуктором.

Следует особо подчеркнуть тот факт, что наибольшее использование электромагнитной энергии будет в том случае, если коэффициент мощности индуктора будет равен единице. Этого можно добиться, если параллельно индуктору подключить компенсирующую батарею конденсаторов. Компенсирующая батарея конденсаторов и индуктор образуют нагрузочный колебательный контур, в котором реактивная энергия, запасенная в магнитном поле индуктора, передается конденсаторам, переходя в энергию электрического поля. В качестве источника питания нагрузочного колебательного контура используется высокочастотный генератор, например, тиристорный преобразователь частоты.

Процесс нагрева трубопровода в полевых условиях может быть осуществлен с помощью всепогодной индукционной установки, представленной на рис. 1.

На рис. 2 приведена ее компоновка, причем высокочастотный генератор 1, согласующий трансформатор 2, компенсирующая батарея конденсаторов 3 и контроллер 6, — устанавливаются в автофургоне, что делает установку мобильной.

Индуктирующий провод наматывается снаружи трубопровода 5, образуя цилиндрический индуктор 4, зашунтированный компенсирующей батареей конденсаторов 3 и подключается к высокочастотному генератору 1 через согласующий трансформатор 2.

Согласующий трансформатор 2 выполняет две важные функции, во-первых, оптимальное согласование параметров высокочастотного генератора 1 с параметрами нагрузочного контура 2-3, а во-вторых, обеспечивает гальваническую развязку индуктора 4 с генератором 1, повышая безопасность обслуживания. Управление режимом технологического процесса осуществляется с помощью контроллера 6.

В настоящее время у нас имеется возможность провести полевые испытания на реальном нефтепроводе, используя имеющуюся передвижную индукционную установку.

источник

Индукционные установки подогрева труб УИНТ (Россия)

При строительстве и ремонте магистральных трубопроводов возникает необходимость подогрева перед сваркой, отпуска кольцевых сварных соединений или нагрева наружной поверхности трубопровода перед нанесением полимерной изоляции.

Установки УИНТ-30-4,0, УИНТ-50-2,4 (ранее УИТ-50-2,4) и УИНТ-100-2,4 (ранее УИТ-100-2,4) предназначены для термообработки сварных швов трубопроводов, предварительного подогрева перед сваркой, термообработки прямолинейных сварных швов и индукционного нагрева металлов различного технологического назначения.

Читайте также:  Установка в хрусталик линзы

Для решения этих задач предназначено оборудование УИНТ мощностью от 30 до 630 кВт.

Установка предварительного и сопутствующего подогрева сварных соединений трубопровода УИНТ-30-4,0

В состав установки УИНТ-30-4,0 входит:

— Источник питания;
— Блок компенсирующих конденсаторов (встроен в источник);
— Индуктор-пояс;
— Охладитель индуктора;
— Пульт дистанционного управления ;
— Пирометр;
— Входной и выходной кабели

Технические характеристики

Установка предварительного и сопутствующего подогрева сварных соединений трубопровода УИНТ-50-2,4 и УИНТ-100-2,4

Установки УИНТ-50-2,4 и УИНТ-100-2,4 обеспечивают автоматическое поддержание заданных режимов термообработки, имеют встроенный самопишущий прибор для измерения и регистрации температуры нагреваемой части трубопровода, совмещены с транспортной тележкой, укомплектованы входными и выходными кабелями, блоком компенсирующих конденсаторов и высокочастотным проводом для индуктора.

В состав установки входят:

1. Источник питания;
2. Блок конденсаторов;
3. Индуктор трубный (левая и правая секции);
4. Охладитель индуктора;
5. Пульт дистанционного управления с прибором измерения температуры;
6. Выходной кабель 20 м

Технические характеристики

ПРЕДЕЛЫ ЗАДАНИЯ РЕЖИМОВ ТЕРМООБРАБОТКИ

Скорость снижения температуры, °С/час

Максимальный диаметр трубопровода, мм

Дополнительные опции к установке УИНТ-50-2,4:

1. Мягкие гибкие индукторы на любые диаметры трубы: Ø 1420, Ø 1220, Ø 1067, Ø 1020 и др.
2. Прибор для измерения и регистрации температуры (необходим при термообработке)
3. Водоохлаждаемый индуктор для термообработки до 1000°С
Теплоизоляционные материалы для термообработки до 1000°С
Индуктирующий провод на любой диаметр трубы
Теплоизоляционные материалы
4. Система охлаждения для водоохлаждаемого индуктора
5. ПДУ с четырьмя приборами для измерения температуры и подогревом (при t° ниже +5°С)
6. Теплоизоляционный мат при нагреве от 220°C до 300°C
7. Расходные материалы:
— защитный чехол-конверт на индуктор
— соединители индуктора
— наконечник кабельный

Индуктор – пояс (на каждый диаметр трубы изготавливается отдельный индуктор)

— накладывается на голую подготовленную трубу
— имеются ремни-фиксаторы с застежками
— индуктор имеет верхний защитный чехол – стойкость 220 ° С, в усиленном исполнении 250 ° С
— охлаждение воздушное принудительное
— индуктор состоит из двух поясов
— расчетная стойкость – 200 циклов (до ремонта)
— возможна работа с центратором трубным

Индуктор разъемный (на каждый диаметр трубы изготавливается отдельный индуктор)

На диаметр трубы Ø 1420 мм:

— разъем на четыре части (верхняя и нижняя, левая и правая), вес одной сборной части — 10 кг
— охлаждение воздушное принудительное
— тоководы из жесткой медной трубы
— соединение по электричеству – болтовое
— соединение по воздуху – БРАС быстроразъемное
— сборочные приспособления (для облегчения процесса сборки)
— возможна работа с внутренним центратором, наружным, без центратора
— расчетная стойкость — 500 циклов (до ремонта)
— размеры в транспортном положении 1624 х 600 х 1660

Индуктор перекатный

— монтаж на трубу с колесами шасси
— стойкость материала колес – 150 ° С (мах)
— охлаждение воздушное принудительное
— возможна работа с внутренним центратором
— температура нагрева 200 ° С (max)
— индуктор наматывается на легкий разъемный каркас
— защита от осадков – чехол (тентовая ткань)
— возможно применение при изоляции стыков труб
— транспортный габарит равен рабочему
— габариты: Ø 1800 х 250 (с колесами — 600)

Индуктор «грейферного» типа или раздвижной

— охлаждение воздушное принудительное
— работа с внутренним центратором (при однокорпусном исполнении)
— перемещение манипулятором за траверсу
— нагрев – 200 ° С (мах)
— на время нагрева фиксируется замком
— индуктор вмонтирован в каркас
— возможно применение при изоляции стыков
— транспортный габарит равен рабочему Ø 1800 х 300 (для индуктора на трубу Ø 1420 мм)
— возможна работа с наружным центратором при двухкорпусном исполнении

Читайте также:  Установка пружин на mazda

Индукционная нагревательная установка УИНТ-200-2,4 для подогрева зоны сварки кольцевых стыков

Индукционная нагревательная установка УИНТ-200-2,4 для подогрева зоны сварки кольцевых стыков, выполняемых ручной дуговой сваркой при проведении врезок под давлением на действующих магистральных газопроводах без остановки транспорта газа.

В состав установки УИНТ-200-2,4 входят две установки для термообработки сварных швов трубопроводов и предварительного подогрева перед сваркой мощностью 160 кВт и 50 кВт, частотой 2,4 кГц. Система управления позволяет включать установки на совместную или раздельную работу. Для поддержания заданной температуры подогрева с высокой точностью, каждая установка снабжена прибором и системой управления для автоматического измерения, регистрации и поддержания заданного температурного режима.

В новых разработках в комплект поставки входят источники питания различной мощности (50 и 160 кВт), а для концентрации большей мощности в меньшем участке трубы предлагаются гибкие индукторы с жидкостным охлаждением. Это позволяет удвоить удельную мощность на единицу площади, что гарантирует заданную температуру. Установка индукционная нагревательная УИН-200-2,4 представляет собой комплект оборудования, состоящий из следующих позиций:

— установки УИНТ-160-2,4;
— установки УИНТ-50-2,4
— выносного пульта дистанционного управления;
— выносной аварийной кнопки
— кабелей управления;
— комплекта индукторов (сухих и с жидкостным охлаждением);
— конденсаторных батарей для компенсации реактивной мощности индукторов;
— системы охлаждения;
— комплекта термопар;
— контактного малогабаритного измерителя температуры;
— приспособления для намотки индукторов;
— расходных термо-электроизоляционных материалов.

— дизель электростанция
— автомобиль КАМАЗ повышенной проходимости
— 20-тифутовый контейнер для размещения оборудования

Мобильный комплекс УИНТ-630-0,5 индукционного нагрева трубопроводов

Для нагрева наружной поверхности трубопровода перед нанесением полимерных покрытий в трассовых условиях разработан и изготавливается мобильный комплекс УИНТ-630-0,5, в состав которого входит индуктор разъемной конструкции.

В состав комплекса УИНТ-630-0,5 входит тиристорный источник питания, система охлаждения воздушная автономная (расположена в контейнере), модуль обеспечения со станцией охлаждения и конденсаторными батареями компенсации реактивной мощности индуктора (монтируется на трубу), индуктор разъемной конструкции, пульт дистанционного управления, кабели управления и питания, измерители температуры.
На корпусе индуктора установлены колеса, обеспечивающие перемещение всей конструкции вдоль трубы, при этом скорость перемещения зависит от скорости буксировочного устройства. В зависимости от условий эксплуатации индуктор можно подключать к источнику питания мобильного комплекса мощностью 200 или 630 кВт

Скачать технические характеристки и описание индукционных установок подогрева труб УИНТ в

источник

Индукционный нагреватель своими руками

Индукционный нагреватель незаменимая вещь для кузнецов, токарей, слесарей и домашних мастеров. С его помощью всегда легко и быстро можно нагреть и даже расплавить металл, вам не нужны дорогие теплоносители, такие, как уголь и газ, достаточно подключить к прибору электричество. Происходит бесконтактный нагрев металла токами высокой частоты, по научному волнами радиочастотного диапазона. Прибор широко применяют для термообработки, закалки и гибки деталей, бесконтактной плавки, пайки и сварки, металлов. В ювелирном деле для термической обработки мелких деталей. В медицине для дезинфекции медицинского инструмента. В автосервисе слесаря нагревают заржавевшие гайки. Так же индуктор устанавливают в индукционных котлах, применяемых для отапливания жилых помещений.

На этом рисунке изображена рабочая схема индукционного нагревателя, который вы легко можете сделать своими руками.

Схема индукционного нагревателя

Устройство состоит из задающего генератора высокой частоты собранного на двух мощных полевых транзисторах. Рабочее напряжение генератора зависит от мощности установленных полевых транзисторов. С транзисторами IRFP250 устройство можно питать напряжением от 12 до 30 вольт. А если установить транзисторы IRFP260, тогда напряжение питания можно поднять от 12 до 60 вольт.

Мощность индуктора заметно возрастет, температура нагрева металла поднимется более 1000 градусов, что позволит плавить металлы. В процессе работы транзисторы будут очень сильно нагреваться, поэтому их надо установить на большие радиаторы и поставить мощный вентилятор. На холостом ходу индуктор потребляет не менее 10А, а в рабочем состоянии не менее 15А, соответственно требуется очень мощный блок питания минимум на 20А.

На этом рисунке изображена печатная плата индукционного нагревателя.

Так же вам понадобятся резисторы R1, R2 на 10К мощностью 0.25 Ватт. Резисторы R3, R4 с сопротивлением 470 Ом не менее 2 Ватт. Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 или другие аналогичные на максимальный ток до 1А. Стабилитроны VD1, VD2 мощностью не менее 5 Ватт с напряжением стабилизации 12В например 1N5349 и другие. Дроссели L1, L2 размером 27х14х11 мм желтого цвета с белой полосой я вытащил из компьютерных блоков питания. На каждый дроссель надо намотать 25 витков медного провода диаметром 1 мм желательно в лаковой изоляции, если не найдете, подойдет одножильный провод в полихлорвиниловой изоляции на скорость сильно не влияет.

Читайте также:  Установки с водогрейными котлами

Конденсаторы С1-С16 металлоплёночные 0.33 мкФ 630В, соединяются параллельно рядами 4х4, в блоке всего шестнадцать штук. С меньшим рабочим напряжением лучше не ставить, будут сильно греться. Между конденсаторами оставляйте небольшое расстояние для хорошего охлаждения потоком воздуха.

Дроссели решил приклеить силиконовым герметиком, чтобы не болтались.

Важную деталь нагревателя, индуктор я сделал из медной трубки диаметром 6 мм длинною 1 метр. Купить такую можно в любом автомагазине типа «Газовщик» и там где торгуют газо-балонным оборудованием для автомобилей. Медную трубку наматываем на кусок полипропиленовой трубы внешним диаметром 40 мм, такая труба используется в пластиковом отоплении. Делаем пять витков, расстояние между верхним краем первого витка и нижним краем пятого витка должно быть 40 мм. Концы трубы изгибаем, как на рисунке и прикрепляем к радиаторам с помощью двух клемных колодок для провода сечением 16 мм².

В процессе работы индуктор будет сильно нагреваться от раскаленной детали, что может привести к повреждению медной трубки, поэтому надо сделать охлаждение. На концы медной трубки я одел силиконовые трубки и подключил насос омывателя лобового стекла автомобиля. Насос от ВАЗ 2114 и силиконовые трубки купил в автомагазине. Получилась нормальная водяная система охлаждения.

Чтобы охлаждать радиаторы и блок конденсаторов поставил мощный вентилятор от процессора. Для питания от 12 вольт такого охлаждения вполне достаточно. Если захотите поднять напряжение от 12 до 60 вольт, чтобы получить максимальную мощность от индукционного нагревателя, поставьте более мощные радиаторы и более производительный вентилятор, например от отопителя салона ВАЗ 2107. Желательно сделать металлическую шторку оберегающую нагреваемую деталь и медный индуктор от потока нагнетаемого вентилятором холодного воздуха.

Поскольку индукционный нагреватель потребляет большой ток около 20А, все дорожки на печатной плате следует усилить медной проволокой, напаянной сверху.

А теперь самое интересное… Испытания индукционного нагревателя я проводил от двенадцати вольтового автомобильного аккумулятора. Другого источника питания способного выдавать большие токи у меня просто нет. Лезвие от канцелярского ножа нагрелось до красна за 10 секунд. А это хороший результат, если учесть, что индуктор запитан всего от двенадцати вольт!

Друзья! Если хотите собрать индукционный нагреватель своими руками. Мой вам совет… Сразу ставьте полевые транзисторы IRFP260, большие радиаторы и мощный вентилятор от отопителя салона ВАЗ 2107, для питания индуктора обязательно используйте мощный источник питания лучше всего начиная от 24В до 60В с силой тока минимум на 20А.

Радиодетали для сборки индукционного нагревателя

  • Транзисторы Т1, Т2 IRFP250 лучше IRFP260 2 шт.
  • Резисторы R1, R2 10K 0.25W 2 шт. R3, R4 470R 2W 2 шт.
  • Диоды D1, D2 ультрабыстрые UF4007 2 шт. или аналогичные
  • Стабилитроны VD1, VD2 на 12V 1W 1N5349 или аналогичные 2 шт.
  • Конденсаторы C1-C16 0.33mf 630V 16 шт.
  • Дроссели от компьютерного БП желтые с белой полосой, размер 27х14х11 мм 2 шт.
  • Колодка клемная для провода сечением 16 мм² 2 шт.
  • Провод медный в лаковой изоляции d=1 мм длина 2 метра
  • Трубка медная d=6 мм, длина 1 метр
  • Радиатор чем больше, тем лучше 2 шт.
  • Насос омывателя лобового стекла от ВАЗ 2114 1 шт.
  • Трубка силиконовая 2 метра
  • Вентилятор чем мощнее, тем лучше. Рекомендую от отопителя салона ВАЗ 2107 1 шт.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать индукционный нагреватель своими руками

источник