[发明专利]一种针对厚壁工件透入式变频加热的能量面控制方法

说明书

本发明公开了一种针对厚壁工件透入式变频加热的能量面控制方法，包括以下步骤：通过红外测温传感器L₁、L₂来补偿工件内外表面温差，精确、高效地完成对厚壁工件中不同能量面区域进行变频加热；加热最后一层能量面时换成高频f₅加热是对外表面对流和辐射散失的热量进行温度补偿，利用余热热传导作用完成对最后一层能量面区域d₅的加热；本发明中真正加热有效部分是在低效居里温度线与高效能量传递线之间的区域，低效居里温度线以上区域材料失磁，高效能量传递线以下区域集肤深度未达到，每次变频加热只对固定的深度层进行加热，针对厚壁工件这样加热效率高、不易过烧且满足机械性能要求。

技术领域

本发明涉及热处理领域，特别是涉及一种针对厚壁工件透入式变频加热的能量面控制方法。

背景技术

深海环境十分恶劣和复杂，作为运输载体的海底管线，长期在低温、高压、强腐蚀的海洋环境中服役，不仅承受着内外压力、轴向力、弯矩等静载荷和温度载荷的联合作用，而且还要承受交变外压、波浪、海流的动载作用，使管道承受着多种载荷的联合作用外并引发多种形式的破坏，因此深海油气输送管正在向厚壁和高强度方向发展。由于焊管焊缝区域存在较大残余应力，而焊缝上的残余应力主要是由于焊缝周向和径向上的温差太大，冷却不均匀造成的。为提高焊缝综合机械性能，普遍方法是采用中频甚至工频的感应加热处理，但对于壁厚大于68mm以上的大直径焊管不能完全透入壁厚,使管体沿直径方向截面性能差异较大,产品热处理后存在组织缺陷及较高的残余应力,使得天然气和石油在深海输送过程中存在极大的安全隐患。

公告号1973578B的中国专利公开了通过感应加热对工件进行多频加热处理，本发明专利提供了用于多频感应加热处理包括齿轮的工件的装置和方法，高频功率被施加到环绕工件的感应线圈，使得高频磁场与工件耦合从而感应加热工件。C芯电感器连到线圈，其具有施加给其的低频功率。工件被插入在C芯电感器磁路中的间隙内，使得当低频电流施加到与C芯电感器连接的线圈时，工件经受低频焦耳效应加热。另外，当工件具有开口时，工件可被插在C芯电感器周围。但该发明专利没有涉及针对厚壁(直缝焊管)工件透入式变频加热的能量面控制方法。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种针对厚壁工件透入式变频加热的能量面控制方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过对控制改变厚壁工件变频加热时的电流透入层的方法，极大提高了针对厚壁工件热处理的质量要求。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种针对厚壁工件透入式变频加热的能量面控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：

设置两个红外测温传感器L₁、L₂，L₁用于测量直缝焊管焊缝外表面P点温度，L₂用于测量直缝焊管焊缝内表面Q点温度，直缝焊管壁厚为d，将壁厚分为5份，分别为d₁、d₂、d₃、d₄、d₅，且d＝d₁+d₂+d₃+d₄+d₅,设定n为加热次序，n为正整数；

当n＝1时，对第一层能量面区域d₁进行加热：

当1＜n＜3时，对第二层能量面区域d₂进行加热；

当2＜n＜4时，对第三层能量面区域d₃进行加热；

当3＜n≤4时，对第四层能量面区域d₄进行加热；

当n＝5时，对第五层能量面区域d₅进行加热：

其中，第一层至第四层的加热步骤如下：