Индуктор для локального нагревазоны шва спиральношовных труб вобласти торца

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСК©МУ Св ПЕЛЬСТВУ

СОюз Советских

Социалистическии

Реслублик (ii) 807507 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Завалено 28. 02. 79 (21) 2730490/24-07, с присоединением заввки 89 (23) Приоритет

Опублмковано 23.02.81. бюллетень Н9 7 (51)М. Кл З

Н 05 В 6/36

ГасударственныА кемнтет

СССР

Ilo делам нзобретеннА н открытнА

РЗ) УДК 621. 365.51 (088. 8) Дата опубликованмв описания 23. 02 81 (72) Авторы изобретенил

К. П. Филиппов и Ж. В. Лобанова (71) Заявитель (54) ИНДУКТОР ДЛЯ ЛОКАЛЬНОГО НАГРЕВА ЗОНЫ

ШВА СПИРАЛЬНОШОВНЫХ ТРУБ В ОБЛАСТИ

ТОРЦА

Изобретение относится к элеКтротермии, в частности к индукционному нагреву, и может быть использовано.в трубной промышленности при локальной термической обработке спиральношовных труб.

Известен индуктор для локального нагрева швов труб, состоящий из обмотки и магнитопровода. Обмотка индуктрра состоит из индуктирующих проводников, обращенных к нагреваемому участку изделия, и обратных проводников. Магнитопровод охватывает индуктирующие проводники и концентрирует ток в узкой зоне на поверхности нагреваемого изде.лия (1)".

Недостатком известного индуктора при нагреве шва трубы в области торца является перегрев шва в зоне, прилегающей к торцу трубы.

Наиболее близким к предлагаемому является индуктор для локального нагрева зоны шва спиральношовных труб в области торца, содержащий П-образный магнитопровод,-средний стеркень которого охвачен многовитковой обмоткой в соответствии с его формой 127 °

Недостатком известного индуктора при нагреве зоны шва спиральношовных труб в области торца, когда шов составляет с торцом трубы угол, стличный от прямого, заключается в нерав— номерном нагреве околошовной зоны по обе стороны от шва. Со стороны тупого угла, обраэованНОго швом и торцом трубы, наблюдается перегрев.

При нагреве шва для локальной нормализации указанный перегрев является недопустимым, и торец трубы приходится обрезать, что увеличивает расход металла при производстве труб.

15 Цель изобретения — выравнивание температуры околошовной зоны в области торца.

Указанная цель достигается тем, что средний стержень магнитопровода

20 со стороны одного из торцов индуктора, предназначенного для реализации со стороны торца нагреваемой трубы, выполнен с участком меньшей ширины, а намотанная на нем обмотка выполнена на этом участке уменьшающейся длины на величину. у, определяемую иэ соотношения кз

"=" cr

807507 ь

Z-=К с 1

Х

Ук дГ

SO где К вЂ” коэффициент, зависящий от материала трубы, угла формовки, толщины стенки трубы, частоты тока;

Х вЂ” расстояние от середины нитка обмотки до оси индуктора;

С1 — ширина обмотки.

В описываемом индукторе участок меньшей ширины магнитопровода выполнен в виде одной ступени.

Индуктор также дополнительно снабжен шиной-экраном, установленной в пазу магнитопровода вдоль его боко-, вой стороны, причем на участке его меньшей ширины шина-экран выполнена уменьшающейся длины на величину 1, определяемую из соотношения где в — расстояние от текущей точки на торце шины-экрана до оси индуктора; с — ширина шины-экрана

Размещают индуктор на трубе таким образом, что укороченные витки обмотки индуктора располагают со стороны тупого угла, образованного швом и торцом трубы. . На фиг.1а и 1б представлена развертка трубы с эпюрами путей тока при применении известного индуктора и предлагаемого соответственно; на фиг.2а и 2б - индуктирующие витки обмотки индуктора, вид сверху; на фиг.З - индуктор, вид снизу на фиг.4 - индуктор, общий вид.

Ток 1, индуктироваиный в зоне шва

2 трубы 3 индуктором 4, замыкается по телу трубы 3 по двум параллельным ветвям 5 и 6. В известном способе ветвь 5 со стороны острого угла между швом 2 и торцом 7 трубы 3 в пределах околошовной зоны не достигает торца, а ветвь 6 тока со стороны тупого угла обтекает стороны этого угла в силу известных свойств тока высокой частоты. Таким .образом, область

8 торца 7 со стороны тупого угла перегревается. Выравнивание температуры нагрева достигается за счет перераспределения ветвей 5 и 6 тока в области торца 7 (фиг.1б . Ток перераспределяют таким образом, что ветвь ..6 тока растекается в области

8 творца 7 по большей площади, опре- деляемой удлинением участка растекания за счет отнесения витков от торца трубы, чем в случае применения известного индуктора, поэтому плотность тока в области 8 торца 7 уменьшается и таким образом достига-. ется выравнивание температуры. Перераспределение тока достигается за счет укорачивания индуктирующих витков 9-11 индуктора 4 в области 8 тор ца 7 со стороны тупого угла, образованного швом 2 с торцом 7 трубы 3.

В случае, если индуктор снабжен экраном 12, производится соответствующее укорачивание экрана 12.

При этом, чтобы не усложнять конструкцию магнитопр > ьода 13, выполняя паз переменного сечения, целесообразно набрать участок магнитопровода 14, на котором экран укорочен, из Г-образных пластин .

Индуктор 4 располагется над нагре р ваемым швом 2 таким образом, что продольные оси симметрии индуктора совмещаются со швом. Торец индуктора 4 совмещается с торцом 7 трубы 3. Витки 9-11 индуктора 4 укорочены в соответствии с приведенной формулой и расположены со стороны туйого угла, образованного швом 2 и торцом 7 трубы 3 ° После включения нагрева происходит рост температуры шва и околошовной эоны и, по достижении

20 определенной величины температуры, нагрев выключается. В результате перераспределения тока на торце, температура околошовной зоны с обеих сторон шва одинакова. формула изобретения

1. Индуктор.для локального нагрева эоны шва спиральношовных труб в области торца,.содержащий П-образный магнитопровод, средний стержень которого охвачен многовитковой обмоткой в соответствии с его формой, о т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью повышения равномерности нагрева, средний стержень магнитопровода со стороны одного из торцов индуктора, предназначенного для размещения со стороны торца нагреваемой трубы, 40 выполнен с участком меньшей ширины, а намотанная на нем обмотка выполнена на этом участке уменьшающейся длины на величину у, определяемую из соотношения где К - коэффициент, зависящий от материала трубы, угла формовки, толщины стенки трубы, частоты тока;

Х - расстояние от середины витка обмотки до оси индуктора; д - ширина обмотки.

2. Индуктор по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что участок меньшей ширины магнитопровода выполнен в виде одной ступени.

3. Индуктор по nn,1,2, о т л и—

4© ч а ю шийся тем, что он дополнительно снабжен шиной-экраном, уста- новленной в пазу магнитопровода вдоль

его боковой стороны, причем на участ" ке его меньшей ширины шина-экран

65 выполнена уменьшающейся длины на ве.807507 личину 2, определяемую иэ соотношения где в — расстояние от текущей точки на торце шины-экрана до оси индуктора с - ширина шины-экрана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиз

1. Слухоцкий A. E. и др. Индукторы для индукционного нагрева. М., "Энергия", 1974, с. 104-111, 130.

2 ° Авторское свидетельство СССР

9 461135, кл. Н 05 В 5/18, 1972.

80 7 07

Фиг.3

Составитель О. Щедрина

Редактор О. Малец ТехредЖ.Кастелевич Корректор М.лароши

Заказ 339/85 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4