輸送管道焊接往往需要對焊縫區(qū)進行預熱，以確保接頭達到所需的強度和硬度。適當?shù)念A熱還有助于將延遲氫致開裂的風險降至最低，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熱和消除應力時，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。
感應加熱已成功用于高強度鋼的傳輸管道應用多年。
感應加熱系統(tǒng)通過在零件中感應電流來快速加熱導電金屬。感應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。當磁場穿過導電工件時，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。
通過利用感應加熱以及不同的液冷和風冷選項，通常需要數(shù)小時才能加熱的應用可以在幾分鐘內(nèi)完成。感應加熱系統(tǒng)可以搭配各種線圈配置來感應熱量，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，這不能提供感應的準確性。相比之下，感應加熱系統(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。
消除氫氣風險
在現(xiàn)場使用明火預熱管道時，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，可能導致氫致開裂。降低在焊縫中截留氫的風險對于在管道應用中實現(xiàn)高質(zhì)量焊縫至關(guān)重要。
使用感應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。
傳輸管道應用通常對預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，感應加熱可在整個零件中提供一致且均勻的加熱。感應系統(tǒng)還可以更輕松地將溫度保持在特定水平并持續(xù)監(jiān)控熱量 - 以確保管道在整個焊接過程中保持在適當?shù)臏囟确秶鷥?nèi)。
感應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。
在役管道預熱
雖然速度在服務中傳輸管道的維修或維護項目中并不重要，但感應加熱系統(tǒng)也為這些應用提供了許多好處。
在這些應用中，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，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。
感應加熱允許操作員保持必要的預熱水平，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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