輸送管道焊接往往需要對焊縫區(qū)進行預(yù)熱，以確保接頭達到所需的強度和硬度。適當(dāng)?shù)念A(yù)熱還有助于將延遲氫致開裂的風(fēng)險降至最低，這是影響傳輸管道焊接質(zhì)量和完整性的一個重要問題。
在管道焊接中需要對零件進行預(yù)熱和消除應(yīng)力時，有幾種加熱方法可用。
明火是一種常用的方法。然而，它帶來了一些挑戰(zhàn)，會對焊接質(zhì)量和完整性產(chǎn)生負面影響。
另一個需要考慮的選擇是感應(yīng)加熱，這種方法為焊接質(zhì)量、效率和安全性提供了其他加熱方法所沒有的眾多好處。
感應(yīng)提供了更大的加熱一致性，并消除了作為明火加熱副產(chǎn)品的潛在氫源。這些優(yōu)勢使感應(yīng)加熱成為幫助輸電管道承包商滿足規(guī)范和質(zhì)量要求的良好解決方案——無論是新管道建設(shè)還是現(xiàn)有在役輸電線路的維修和維護。
感應(yīng)加熱已成功用于高強度鋼的傳輸管道應(yīng)用多年。
感應(yīng)加熱系統(tǒng)通過在零件中感應(yīng)電流來快速加熱導(dǎo)電金屬。感應(yīng)不依靠加熱元件或火焰來傳遞熱量。相反，交流電通過加熱裝置，在其周圍產(chǎn)生磁場。當(dāng)磁場穿過導(dǎo)電工件時，它會在零件內(nèi)產(chǎn)生局部渦流。金屬的電阻抵抗渦流的流動，從而在零件中產(chǎn)生熱量。該部件成為自己的加熱元件，從內(nèi)部加熱，這使得感應(yīng)非常有效，因為在此過程中幾乎沒有熱量損失。
通過利用感應(yīng)加熱以及不同的液冷和風(fēng)冷選項，通常需要數(shù)小時才能加熱的應(yīng)用可以在幾分鐘內(nèi)完成。感應(yīng)加熱系統(tǒng)可以搭配各種線圈配置來感應(yīng)熱量，具體取決于零件尺寸和幾何形狀。
使用明火加熱時，通常使用溫度蠟筆手動監(jiān)測溫度，這不能提供感應(yīng)的準(zhǔn)確性。相比之下，感應(yīng)加熱系統(tǒng)使用來自熱電偶探頭的反饋進行自動和均勻的溫度控制。
消除氫氣風(fēng)險
在現(xiàn)場使用明火預(yù)熱管道時，主要的質(zhì)量挑戰(zhàn)之一是該過程的副產(chǎn)品會帶來氫氣風(fēng)險。
在火焰加熱中燃燒任何燃料的副產(chǎn)品是水蒸氣。水蒸氣中的水分可能是焊縫中氫的來源，可能導(dǎo)致氫致開裂。降低在焊縫中截留氫的風(fēng)險對于在管道應(yīng)用中實現(xiàn)高質(zhì)量焊縫至關(guān)重要。
使用感應(yīng)加熱代替明火加熱可通過將水分排除在過程之外來消除氫氣風(fēng)險，因此有助于提高焊接質(zhì)量和完整性以滿足必要的規(guī)范要求。
傳輸管道應(yīng)用通常對預(yù)熱的最低和最高溫度要求由特定管道合金的焊接程序確定。保持在溫度窗口內(nèi)對于焊接質(zhì)量和在成品焊縫中實現(xiàn)所需的性能很重要。
管道焊接中典型的最低預(yù)熱溫度為250華氏度。保持最低溫度有助于消除任何可能產(chǎn)生的水分，因為管道通常存放在管道工地外面，那里可能又冷又濕。
明火通常會導(dǎo)致整個零件的加熱不一致，而且操作員也更難保持特定溫度或確保溫度保持在指定窗口內(nèi)。低于或超過所需的溫度窗口會對焊接質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。
相比之下，感應(yīng)加熱可在整個零件中提供一致且均勻的加熱。感應(yīng)系統(tǒng)還可以更輕松地將溫度保持在特定水平并持續(xù)監(jiān)控?zé)崃?- 以確保管道在整個焊接過程中保持在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。
感應(yīng)加熱還提供了更快的升溫時間，這在構(gòu)建新的傳輸管道時很重要。在這些應(yīng)用中，速度至關(guān)重要，因為操作員每天可能會嘗試焊接盡可能多的接頭。這些工作通常涉及沿路的多個焊接站。目的是沿路權(quán)加熱管道，然后快速移動以加熱焊接站前的下一個焊接接頭。
在役管道預(yù)熱
雖然速度在服務(wù)中傳輸管道的維修或維護項目中并不重要，但感應(yīng)加熱系統(tǒng)也為這些應(yīng)用提供了許多好處。
在這些應(yīng)用中，很難用明火正確加熱鋼，因為流經(jīng)管道的任何東西都會產(chǎn)生散熱器效應(yīng)，從而從鋼中吸收熱量。一旦操作員加熱該區(qū)域并將割炬拉開，鋼材就會在幾秒鐘內(nèi)冷卻下來。
在這些應(yīng)用中，在維修或維護工作完成時關(guān)閉管道通常是不切實際或不可行的。
感應(yīng)加熱允許操作員保持必要的預(yù)熱水平，以減慢焊縫的冷卻速度并最大限度地降低焊縫冷裂的風(fēng)險。這可以在不停止通過管道的石油或天然氣流動的情況下完成。
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