[0032] 为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效,以下将结合说明书附图进行详细说明。
[0033] 本发明用于不锈钢管的在线加热方法用于在板带卷曲成型之前,该加热方法通过安装在两侧框架5上的感应加热线圈3对板带6两侧进行预热,同时板带6两侧的温度传感器2和X射线应力检测装置4,能够实时监测板带6的加热情况及加热过程中产生的应力,通过确定各个感应加热线圈3之间最佳的间距来保证应力值在允许的范围值之内,这样就可以大大降低焊接时由于温度过高产生的温度梯度,从而可以避免出现焊接应力过大的问题,可以显著提高不锈钢管的材料性能和质量,为企业生产提供更高的成材率,带来更多的效益,如图1所示,具体实施步骤如下:
[0034] S1、将板带6放置在板带传送装置上,并启动不锈钢管预热组件和不锈钢管成型组件。
[0035] S2、在板带6两侧对称设置n组预热点,设距离不锈钢管焊接区8最远的预热点为第一组预热点,第一组预热点的预热温度为T1,则第n组预热点的预热温度为Tn=n*T1。
[0036] 具体而言,相邻两组预热点之间的间距为d cm,切靠近不锈钢管焊接区8最近的预热点和不锈钢管焊接区8的距离为50cm。
[0037] S3、在板带6向靠近不锈钢管焊接区8移动时,感应加热线圈3开始对板带6的左右两侧进行加热,同时X射线应力检测装置4开始实时检测板带6两侧的应力,设板带6两侧应力的允许最大应力值为σMax,根据实时检测板带6的应力值调整预热点的温度值或间距值。
[0038] 具体而言,上述预热点,其包括两个结构相同的圆形感应加热线圈10,圆形感应加热线圈10沿着框架5的长度方向等距排布。在本发明的一个优选实施例中,两个框架上共2n个感应加热线圈组成了n组预热点。
[0039] 如图3所示,X射线应力检测装置4和温度传感器2均是成对存在,对称分布在板带6的两侧,且X射线应力检测装置4和温度传感器2沿着框架5的长度方向等距排布。
[0040] S4、通过板带6左右两侧的温度传感器2对板带6两侧温度实时监测的结果,保证板带6两侧的温度均匀升高,且圆形感应加热线圈10对板带6进行补热,当温度达到不锈钢管的焊接温度时,进行板带6的焊接,并通过不锈钢管成型组件卷曲和焊接制造成不锈钢管。
[0041] 优选地,步骤S3中根据实时检测板带的应力值调整预热点的温度值或间距值的具体步骤包括,
[0042] S31、若板带6两侧应力满足:σ≥σMax,且相邻两组预热点之间的间距小于0.5d cm,则将每组预热点的预热温度同时降低原来预热温度的10%,重复此步骤,直到板带6两侧应力σ<σMax。
[0043] S32、若板带6两侧应力满足:σMax<σ≤1.2σMax,且相邻两组预热点之间的间距大于0.5d cm,则将相邻两组预热点之间的间距缩小0.1d cm,重复此步骤,直到板带6两侧应力σ<σMax。
[0044] S33、若板带6两侧应力满足:σ>1.2σMax,且相邻两组预热点之间的间距大于0.5d cm,则将相邻两组预热点之间的间距缩小0.2d cm,重复此步骤,直到板带6两侧应力σ<σMax。
[0045] S34、若板带6两侧应力满足:σ<σMax,则提高每组预热点的预热温度,且每次预热温度增加量为ΔT,每提高一次预热温度需进行如下判断。
[0046] 进一步地,步骤S34的具体判断步骤如下:
[0047] S341、若板带6两侧应力满足:σ<σMax,则继续提高每组预热点的预热温度,每次预热温度增加量为ΔT。
[0048] S342、若板带6两侧应力满足:σ≥σMax,则将每组预热点在提高之前的预热温度作为最佳预热温度,并将感应加热线圈3保持最佳预热温度对板带6两侧进行加热。
[0049] 另一方面,一种用于不锈钢管的在线加热装置,如图2所示,包括工作台14、不锈钢管预热组件和不锈钢管成型组件。
[0050] 不锈钢管预热组件,其包括感应加热线圈3、温度传感器2、X射线应力检测装置4、框架5和板带传送装置1,板带传送装置1的下端和工作台14的中部固定连接,板带6位于板带传送装置1的上端,框架5对称分布在板带传送装置1的两侧,框架5的下端和工作台14的两侧固定连接,从框架5上端的第一侧向第二侧看,依次分布温度传感器2,X射线应力检测装置4和感应加热线圈3,X射线应力检测装置4位于相邻两个感应加热线圈3之间,X射线应力检测装置4的上端设有X射线管12,X射线应力检测装置4的下端设有线型成像系统13,温度传感器2,X射线应力检测装置4和感应加热线圈3可以在框架5上移动,如图3所示,感应加热线圈3靠近板带6两侧的边缘位置,温度传感器2和X射线应力检测装置4的测量数据都会实时反馈到电脑上,能够及时地对板带6的加热温度和加热时产生的应力进行调整和控制。
[0051] 不锈钢管成型组件,其包括挤压辊11、上成型辊9、下成型辊7和圆形感应加热线圈10,挤压辊11和下成型辊7的下端分别与工作台14的第一安装端和第二安装端连接,上成型辊9和圆形感应加热线圈10分别与工作台14的第三安装端和第四安装端连接,并依次安装在不锈钢管焊接区8,下成型辊7位于不锈钢管焊接区8的下端,上成型辊9和圆形感应加热线圈10分别位于不锈钢管焊接区8的上端,上成型辊9与不锈钢管焊接区8贴合,设置上成型辊9可以使不锈钢管的焊接效果更好。
[0052] 感应加热线圈3和温度传感器2的数量相等,X射线应力检测装置4的数量比感应加热线圈3的数量少一个;下成型辊9的数量比挤压辊11的数量多一个。下成型辊9位于挤压辊11之后,每一组两个挤压辊11的间距小于板带6的宽度,且下一组两个挤压辊11的间距要小于上一组两个挤压辊11的间距;每一组两个下成型辊9的间距要小于上一组两个下成型辊9的间距。
[0053] 以下结合实施例对本发明一种用于不锈钢管的在线加热方法及装置做进一步描述:
[0054] 本发明装置的组装过程如下:
[0055] 首先,在工作台14的中间位置安装板带传送装置1,在板带传送装置1的两侧分别设置框架5,根据板带6的实际加热需求,在两个框架5上分别均匀地设置七个温度传感器2,六个X射线应力检测装置4和七个感应加热线圈3,其中两个框架5上的十四个感应加热线圈3组成七组预热点。
[0056] 接着,将感应加热线圈3靠近板带6两侧的边缘位置,将温度传感器2安装在感应加热线圈3和X射线应力检测装置4之间,温度传感器2将实时监测板带6在感应加热过程中的温度变化情况,保证板带6左右两侧温度是均匀上升的,X射线应力检测装置4将实时检测板带6在感应加热过程中产生的应力情况。
[0057] 然后,在工作台14上均匀地设置2组挤压辊11和3组下成型辊7,安装中要保证每一组中两个挤压辊11的间距要小于板带6的宽度,且下一组两个挤压辊11的间距要小于上一组中两个挤压辊11的间距;下成型辊7设置在挤压辊11之后,同理,每一组中两个下成型辊7的间距要小于上一组两个下成型辊7的间距,板带6通过挤压辊11和下成型辊7的挤压成型形成圆环状。
[0058] 最后,在接近不锈钢管焊接区8的位置设置圆形感应加热线圈10,当板带6两侧的温度没有达到焊接温度时,通过圆形感应加热线圈10对板带6两侧进行补热,并将上成型辊9紧挨着不锈钢管焊接区8的上方部分安装。
[0059] 通过上述装置的组装,本发明在线加热方法由以下步骤实现:
[0060] S1、将板带6放置在板带传送装置上,并启动不锈钢管预热组件和不锈钢管成型组件。
[0061] S2、在板带6两侧对称设置7组预热点,每组预热点包括了两个感应加热线圈3,两个感应加热线圈3对称分布在板带6两侧,每组预热点之间的间距为20cm,与不锈钢管焊接区8最近的预热点距离为50cm,选择不锈钢的材质为304(0Cr18Ni9),同时设距离不锈钢管焊接区8最远的预热点为第一组预热点,第一组预热点的预热温度为T1=60℃,则第7组预热点的预热温度为T7=7*T1=420℃。
[0062] S3、在板带6向靠近不锈钢管焊接区8移动时,感应加热线圈3开始对板带6的左右两侧进行加热,同时X射线应力检测装置4开始实时检测板带6两侧的应力,设板带6两侧应力的允许最大应力值为σMax=200MPa,根据实时检测板带6的应力值调整预热点的温度值或间距值。
[0063] S31、若板带6两侧应力满足:σ≥200MPa,且相邻两组预热点之间的间距小于10cm,则将每组预热点的预热温度同时降低原来预热温度的10%,重复此步骤,直到板带6两侧应力σ<200MPa。
[0064] S32、若板带6两侧应力满足:200MPa<σ≤240MPa,且相邻两组预热点之间的间距大于4cm,则将相邻两组预热点之间的间距缩小2cm,重复此步骤,直到板带6两侧应力σ<200MPa。
[0065] S33、若板带6两侧应力满足:σ>240MPa,且相邻两组预热点之间的间距大于4cm,则将相邻两组预热点之间的间距缩小4cm,重复此步骤,直到板带6两侧应力σ<200MPa。
[0066] S34、若板带6两侧应力满足:σ<200MPa,则提高每组预热点的预热温度,且每次预热温度增加量为5℃,每提高一次预热温度需进行如下判断。
[0067] 进一步地,步骤S34的具体判断步骤如下:
[0068] S341、若板带6两侧应力满足:σ<200MPa,则继续提高每组预热点的预热温度,每次预热温度增加量为5℃。
[0069] S342、若板带6两侧应力满足:σ≥200MPa,则将每组预热点在提高之前的预热温度作为最佳预热温度,并将感应加热线圈3保持最佳预热温度对板带6两侧进行加热。
[0070] S4、通过板带6左右两侧的温度传感器2对板带6两侧温度实时监测的结果,保证板带6两侧的温度均匀升高,且圆形感应加热线圈10对板带6进行补热,当温度达到不锈钢管的焊接温度时,进行板带6的焊接,并通过不锈钢管成型组件卷曲和焊接制造成不锈钢管。
[0071] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。