專利名稱：：一種鋼管加熱裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及管道加熱技術，特別是涉及一種鋼管加熱裝置。
背景技術：
：目前管道普遍用來輸送天然氣、石油或其它物質，整個輸送管道都是由一段一段的管道通過焊接而成的，管道焊接時，需要給管道進行加熱，以便達到焊接要求。目前管道在焊接時釆用的加熱技術是天然氣多噴嘴加熱環，如西氣東輸現用工藝，該環套在鋼管外壁點燃噴嘴，利用多噴嘴燃燒形成的環狀火焰產生熱量給鋼管壁加熱，達到鋼管焊接的工藝溫度。釆用火焰加熱的方法，加熱效果雖然明顯，但加熱過程中暴露出以下不足加熱速度慢、效率低；管道加熱圓周上的溫度極不均勻；加熱點火操作麻煩，燃氣外泄；耐候性極差，如風天火經常被吹滅或根本點不著，點燃的火焰不向指定方向噴射；又如冬季在寒冷地區的野外施工天然氣不氣化，無法點燃火焰；在野外施工燃氣的儲藏、運輸、供應管理非常麻煩；遇到重防火區不能使用，如森林穿越。
發明內容本發明的目的是提供一種快速、高效、均勻的給鋼管進行加熱的裝置，且不受外界氣候條件的影響，操作簡便，特別是提供一種鋼管加熱裝置。為達到上述目的，一方面，本發明的技術方案提供一種鋼管加熱裝置，包括驅動器，所述驅動器包括與電源連接的整流濾波單元、變壓器、絕緣柵雙極型功率管IGBT、程控頻率發生器、溫度控制器，其中，IGBT的源極與所述整流濾波單元連接，漏極與所述變壓器連接，柵極與所述程控頻率發生器連接，所述變壓器的輸入端分別與所述整流濾波單元和程控頻率發生器連接，所述溫度控制器與所述程控頻率發生器連接；電熱體，與所述驅動器的變壓器的輸出端連接，安裝在待焊接鋼管焊接坡口的外壁圓周上，用于升高所述待焊接鋼管的溫度。其中，所述鋼管加熱裝置還包括磁力自吸無線溫度傳感器，與所述溫度控制器無線連接，用于檢測鋼管的溫度，并將檢測溫度發送給所述溫度控制器。其中，所述電熱體包括電熱元件，通過電極與所述驅動器的變壓器的輸出端連接，用于在所述變壓器輸出的電壓作用下發熱；不銹鋼外殼，通過銷釘與電熱元件連接；陶瓷絕緣子，設置在所述電熱元件上，所述陶瓷絕緣子為若干個；保溫陶瓷纖維，設置在所述電熱元件與不銹鋼外殼之間。其中，所述電熱元件由鈦鎳合金制成。其中，所述不銹鋼外殼上設置有若干縫隙。其中，所述電熱體上設置有卡扣，用于將所述電熱體固定在待焊接鋼管坡口上。其中，所述變壓器輸出電壓的頻率為1K1MHz。其中，所述變壓器輸出電壓為36V。一方面，本發明的技術方案提供一種利用上述鋼管加熱裝置對鋼管進行焊接的方法，包括以下步驟Sl，將待焊接鋼管坡口對齊，將電熱體纏繞在所述坡口上；S2，插上電極，上電升溫；S3，達到設定溫度后，恒溫保溫；S4，進行焊接；S5,焊接完畢后，拔下電極，拆下電熱體。上述技術方案僅是本發明的一個優選技術方案，具有如下優點本發明能夠對鋼管的加熱速度快；管壁內外升溫均勻，同步性好；鋼5管圓周溫度一致性好，無加熱盲點；加熱速度塊，加熱過程中鋼管的內外壁溫度一致性、同步性好，溫差小，規律穩定；內外壁溫度對應規律穩定準確。另外，安裝方便，拆卸簡單，無需增加電力負擔，穿插焊接間隙即能完成管道預熱工作，發電機利用率高，產品釆用36V安全電壓供電，安全可靠，加熱材料釆用航空電熱材料，壽命長，免維護。圖l是本發明實施例的一種鋼管加熱裝置的結構示意圖圖2是本發明實施例的一種加熱體的結構示意圖；圖3是本發明實施例的一種鋼管加熱裝置的加熱體安裝結構示意圖4是本發明實施例的一種鋼管加熱裝置的溫度測量點放大圖。其中，1:程控頻率發生器；2:溫度控制器；3:IGBT;4:變壓器；5:電熱體；6:鋼管；7:電熱元件；8:陶瓷絕緣子；9:保溫陶瓷纖維；10:不銹鋼外殼；11:電極；12:焊接坡口上的溫度檢測點；13:鋼管焊接坡口；14:鋼管內壁；15:磁力自吸無線溫度傳感器。具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。如圖l、圖2所示，本實施例的鋼管加熱裝置是基于高頻電加熱和電阻電加熱技術，包括驅動器，驅動器包括與電源連接的整流濾波單元、變壓器4(本實施例的變壓器4釆用北京整流器廠生產整流濾波套件，正泰公司生產的變壓器)、IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor,絕緣柵雙極型功率管)3、程控頻率發生器l(本實施例的程控頻率發生器l釆用西門子公司生產的程控頻率發生器、溫度控制器2(本實施例的溫度控制器2釆用歐母龍公司生產的溫度控制器)，其中，整流濾波單元由二極管及電容構成，用于對輸入電流進行整流濾波。IGBT為三菱公司生產，其源極與整流濾波單元連接，漏極與變壓器4連接，柵極與程控頻率發生器l連接，變壓器4的輸入端分別與整流濾波單元和程控頻率發生器l連接，溫度控制器2與程控頻率發生器1及變壓器4的輸出端連接；電熱體5，與驅動器的變壓器4的輸出端連接，電熱體上設置有卡扣，用于將電熱體固定在待焊接鋼管坡口的外壁圓周上，電熱體發熱，用于升高待焊接鋼管6的溫度。電熱體包括電熱元件7，通過電極11與驅動器的變壓器4的輸出端連接，用于在變壓器輸出的電壓作用下發熱；電熱體5上的電流頻率為40KHz，由于電熱體5上有40KHz的電流通過，使鋼管內產生交變磁場，該交變磁場同時產生交變電流，使鋼管內部自發產生熱量，使鋼管的加熱速度更快，加熱效果更好。不銹鋼外殼IO，通過銷釘與電熱元件7連接；陶瓷絕緣子8，設置在電熱元件7上，陶瓷絕緣子為若干個；保溫陶瓷纖維9，設置在電熱元件7與不銹鋼外殼10之間。不銹鋼外殼IO上設置有若干縫隙，增加縫隙的不銹鋼外殼更加有利于彎曲包裹在待焊接鋼管的外部。溫度控制器2與磁力自吸無線溫度傳感器15為無線連接。其中，溫度控制器2與變壓器之間還設有電壓監測顯示裝置和電流監測顯示裝置，用于對變壓器輸出的電壓電流進行監測。電壓監測顯示裝置和電流監測顯示裝置可以為電壓表和電流表。變壓器輸出電壓的頻率范圍為1K1MHz。變壓器輸出電壓為36V。另外，本實施例的鋼管加熱裝置還包括安裝在電熱體5上的磁力自吸無線溫度傳感器15，通過無線控制，進行測溫，當需要檢測某點溫度時，直接將磁力自吸無線溫度傳感器15通過磁力吸附在測溫點，進行測溫，并將測得的溫度發送給溫度控制器2，從而更加便利加熱焊接的操作，無限控制可以通過無線數據傳輸套件實現。由于管道操作現場環境較差，情況復雜，有線測溫時經常會將導線弄斷，不方便，而且容易出錯，釆用無線測溫，則大大方便了溫度檢測，而且不受現場環境限制。其中，電熱元件7由鈦鎳合金制成，確定了電熱元件的長、寬、高，也就確定了其電阻，例如長3500mm、厚lmm、寬75mm的電阻值為0.1歐，加載36V電壓，根據歐姆定律，其電流I=U/R=36/0.1=360，其功率P=UI=36x360=1296W,即該電熱元件7為12.96千瓦，因此，釆用低電壓、大電流，可使電熱元件產生大量的熱量。如圖3、圖4所示，利用上述鋼管加熱裝置對鋼管進行焊接的方法，包括以下步驟Sl,將待焊接鋼管坡口13對齊，將電熱體5纏繞在鋼管坡口上;S2，插上電極，及遙測溫度探頭，并記錄焊接坡口上的溫度檢測點12處的原始溫度，上電升溫；S3,IO分鐘左右，記錄升溫過程，達到設定溫度后，如IO(TC后，恒溫保溫；S4，進行焊接；S5，焊接完畢后，拔下電極，拆下電熱體。利用上述方法，給鋼管加熱，具有很好的效果。以下為具體的實驗數據。表l是通過本實施例的加熱體給鋼管進行加熱時達到各個溫度點的時間紀錄表，內壁初始溫度15°C，外壁初始溫度16°C。表2是經過加熱后的鋼管，取掉加熱體后溫度下降到各個溫度點的時間紀錄表。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3、表4分別是第一測試數據和第二次測試數據，表5是內壁圓周等分六點測量數據。測試環境管道溫度16°C,管徑規格1219,管道壁厚17.5mm,電加熱產品規格功率10kw。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>結合圖2、圖3，由表35可以看出內外壁最大溫差值91-80=11度，鋼管內壁14圓周最大溫差3-4度，內壁平均升溫速度13度/分鐘。由以上實施例可以看出，本發明能夠對鋼管的加熱速度快；管壁內外升溫均勻，同步性好；鋼管圓周溫度一致性好，無加熱盲點；加熱速度塊，加熱過程中鋼管的內外壁溫度一致性、同步性好，溫差小，規律穩定；內外壁溫度對應規律穩定準確。另外，安裝方便，拆卸簡單，無需增加電力負擔，穿插焊接間隙即能完成管道預熱工作，發電機利用率高，產品釆用36V安全電壓供電，安全可靠，加熱材料釆用航空電熱材料，壽命長，免維護。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若千改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。權利要求1、一種鋼管加熱裝置，其特征在于，包括驅動器，所述驅動器包括與電源連接的整流濾波單元、變壓器、絕緣柵雙極型功率管IGBT、程控頻率發生器、溫度控制器，其中，所述IGBT的源極與所述整流濾波單元連接，漏極與所述變壓器連接，柵極與所述程控頻率發生器連接，所述變壓器的輸入端分別與所述整流濾波單元和程控頻率發生器連接，所述溫度控制器與所述程控頻率發生器連接；電熱體，與所述驅動器的變壓器的輸出端連接，安裝在待焊接鋼管焊接坡口的外壁圓周上，用于對所述待焊接鋼管進行加熱。2、如權利要求1所述的鋼管加熱裝置，其特征在于，所述鋼管加熱裝置還包括磁力自吸無線溫度傳感器，與所述溫度控制器無線連接，用于檢測鋼管的溫度，并將檢測溫度發送給所述溫度控制器。3、如權利要求1所述的鋼管加熱裝置，其特征在于，所述電熱體包括電熱元件，通過電極與所述驅動器的變壓器的輸出端連接，用于在所述變壓器輸出的電壓作用下發熱；不銹鋼外殼，通過銷釘與電熱元件連接；陶瓷絕緣子，設置在所述電熱元件上，所述陶瓷絕緣子為若干個;保溫陶瓷纖維，設置在所述電熱元件與不銹鋼外殼之間。4、如權利要求3所述的鋼管加熱裝置，其特征在于，所述電熱元件由鈦鎳合金制成。5、如權利要求4所述的鋼管加熱裝置，其特征在于，所述不銹鋼外殼上設置有若干縫隙。6、如權利要求1~5任一項所述的鋼管加熱裝置，其特征在于，所述電熱體上設置有卡扣，用于將所述電熱體固定在待焊接鋼管坡口上。7、如權利要求1所述的鋼管加熱裝置，其特征在于，所述變壓器輸出電壓的頻率為1K1MHz。8、如權利要求7所述的鋼管加熱裝置，其特征在于，所述變壓器輸出電壓為36V。9、一種利用權利要求1的鋼管加熱裝置對鋼管進行焊接的方法,其特征在于，包括以下步驟Sl，將待焊接鋼管坡口對齊，將電熱體纏繞在所述坡口上；S2，插上電極，上電升溫；S3，達到設定溫度后，恒溫保溫；S4，進行焊接；S5，焊接完畢后，拔下電極，拆下電熱體。全文摘要本發明公開了一種鋼管加熱裝置，包括驅動器，所述驅動器包括與電源連接的整流濾波單元、變壓器、絕緣柵雙極型功率管IGBT、程控頻率發生器、溫度控制器，其中，所述IGBT的三個管腳分別與所述整流濾波單元、變壓器及程控頻率發生器連接，所述變壓器的輸入端分別與所述整流濾波單元和程控頻率發生器連接，所述溫度控制器與所述程控頻率發生器連接；電熱體，與所述驅動器的變壓器的輸出端連接，安裝在待焊接鋼管焊接坡口的外壁圓周上，用于升高所述待焊接鋼管的溫度。本發明能夠對鋼管的加熱速度快；管壁內外升溫均勻，同步性好，加熱材料采用航空電熱材料，壽命長，免維護。文檔編號H05B11/00GK101355832SQ20081011899公開日2009年1月28日申請日期2008年8月27日優先權日2008年8月27日發明者代宗育,東杜,哲董,趙亞青申請人:趙亞青;董哲;杜東;代宗育