forhøre

Hvordan anvender man induktionsvarmebehandlingssvejseteknologi til konstruktion af vindtårnsrør?

Svejseprocessen med induktionsvarmebehandling anvendes i konstruktionen af ​​et vindtårnrør

Vindtårnsrøret er en mellemtyk plade med høj styrke og lavlegeret stål. Som en stor svejseteknisk struktur er svejseområdet den svageste del af tårnstrukturen. I mellemtiden er tårnet under et barsk miljø som lav temperatur og stærk vind i lang tid, især havvindmølletårnet, og svejseområdet er tilbøjeligt til at revne. Generelt er det nødvendigt at udføre varmebehandling på vigtige svejsedele efter svejsning for at forbedre deres brudsejhed ved lav temperatur og sikre sikker drift af tårnet. Der er dog mange svejsedele i tårnet, en lang byggeperiode med varmebehandling og høje omkostninger, og det varme skyggeområde er let at hærde under svejsning, som er meget følsomt over for brint og tilbøjeligt til brint-inducerede forsinkede revner. Især når svejsefugen er under stor belastning, er det mere sandsynligt, at det producerer alle former for revner, så ud over svejsning skal man nøje overveje det rimelige match mellem styrken og sejheden af ​​svejsematerialet og basismaterialet, vælge den passende og effektiv svejseproces, og optimere svejseparametrene, valget af varmebehandlingsudstyr og processen er også afgørende. Den traditionelle varmebehandlingsproces ved hjælp af keramisk modstandsvarmer og asbestisolering, ulempen er, at temperaturkontrolfejlen er stor, tyk vægstang indeni og uden for ensartetheden af ​​temperaturforskellen, svejsning høj hårdhed, lav effektivitet, dårlig sikkerhed (modstand) udsat for en meget brug på den menneskelige krop og miljø skadelige materialer såsom asbest, keramik er layoutet af tidskrævende, en masse forbrugsvarer, som vist i figur 1.

Vindtårnets tårntromle

Baseret på ovenstående årsager blev højfrekvent induktionsvarmebehandlingsproces udviklet til at udføre varmebehandling på svejsningen af ​​vindtårnrøret, hvilket med succes løste problemet med post-svejsning varmebehandling af datang Huangdao 5MW vindkrafttårnrør, mødte svejsekvalitetskontrolkrav til vindtårnrør og sikrede den overordnede kvalitet af tårnrør.

1. Vindtårnsrørmateriale og induktionsvarmebehandlingsprincip

A. Vindtårnmaterialer

Grundmaterialet i vindtårnsrøret til Datang Huangdao 5MW vindkraftprojektet er Q345D, pladetykkelsen er 36 mm, og flangematerialet er Q345E-Z35, 70 mm. Diameteren af ​​tårntønden er 4260 mm. Dets mekaniske egenskaber og kemiske sammensætning er i overensstemmelse med GB/T1591-2008. Det er påkrævet, at svejsesamlingen ved -40℃ skal have en stødabsorberende energi AKV≥34J. Hovedparametrene for en del af flangen og tårnrøret, der kræver varmebehandling, er vist i tabel 1. Svejserillen har en V-formet rille, kulbue-luftudskærende rod, CO2-gasstrømningshastighed på 15 ~ 20L/min, dykket lysbuesvejsning flux SJ101 og andre svejseparametre er vist i tabel 2.

Tabel 1 Hovedparametre for flange og tårnrør:

Hovedparametre for flange og tårntønde

Tabel 2 Svejseproces af flange og tårntønde:

Faktisk strømforbrug ved delvis metalinduktionsopvarmning

B. Princip og model for induktionsvarmebehandling

Vekselstrømmen i spolen producerer det vekselmagnetiske felt, som genererer den inducerede strøm i emnet og opvarmer emnet med den inducerede strøm. I processen med induktionsopvarmning har hele sektionen af ​​emnet induktionsvarmestrømmen, og indre temperaturgradient er lille. Det varmeste område er under overfladen af ​​emnet, og varmen ledes hurtigt inde i metallet, som vist i figur 2.

FIG. 3 viser induktionsvarmebehandlingen af ​​tårncylinderens svejsning. Før varmebehandlingen fordeles den fleksible varme-elektromagnetiske induktionsspole på begge sider af svejsningen af ​​tårntønden. Den termoelektriske magnetiske induktionsspole er mindre end tykkelsen af ​​tårntøndens væg, og isoleringspositionen, varmepositionen og strømbåndet dækkes successivt.

Princip for induktionsvarmebehandling

FIG. 2 Princip for induktionsvarmebehandling

Svejsesøm induktion varmebehandling af tårntromle

FIG. 3 Svejsesøm induktion varmebehandling af tårntromle

2. Varmebehandlingsteknologi og resultatbestemmelse

A. Varmebehandlingsproces

Mellemfrekvens induktionsvarmeudstyr fra ProHeat35 blev brugt til varmebehandling. Fleksibel opvarmningselektromagnetisk induktionsspole med intern vandforsyning; Stenuld bruges til varmebehandling svejseisolering; Der er 8 K-type termoelementledninger til at måle temperaturen, 4 indvendige installationer og 4 eksterne installationer til at overvåge temperaturen på henholdsvis inder- og ydervæggene af tårnrøret, og positionerne er placeret i positionerne 12, 3, 6 og 9 punkter af tårnrøret, som vist i fig. 4.

Termoelementposition indeni

Figur 4 Termoelementets position indeni

Forvarmning før svejsning, 80 ~ 125 ℃; Varmebehandling efter svejsning: svejsetemperatur over 300 ℃, temperaturstigningshastighed 90 ~ 104 ℃/t, afkølingshastighed 100 ~ 130 ℃/h; Temperaturstigningshastigheden kan ikke kontrolleres under 300 ℃. Konstant temperatur og varmekonserveringstemperatur 630℃±15℃, varmekonservering i 2.5 timer, varmebehandling efter svejsning skal afsluttes inden for 12 timer efter svejsning. Proceskurven for varmebehandling efter svejsning er vist i fig. 5.

Svejsesøm varmebehandlingsproces

FIG. 5 Svejsesøm varmebehandlingsproces

B. Testresultater og analyse

(1) Temperaturforskel mellem inder- og ydervægge

FIG. 6 viser inder- og ydervægstemperaturerne under induktionsvarmebehandling. Som det kan ses af figur 6, indikerer de målte data for inder- og ydervæggene ved de 8 temperaturmålepunkter, at temperaturforskellen mellem inder- og ydervæggen er lille, som grundlæggende kan kontrolleres inden for 20 ℃ og er mere ensartet end keramisk opvarmning eller modstandsopvarmning af inder- og ydervægge.

Inder- og ydervægstemperatur

FIG. 6 Inder- og ydervægstemperatur

(2) Svejsehårdhed efter varmebehandling

Hårdhedstest i henhold til ASTM E92, testresultaterne er vist i figur 7. Hårdhedstest viser, at hårdheden af ​​den varmepåvirkede zone efter varmebehandling er lidt højere end 20HV, og hårdheden af ​​svejsezonen er > 200HV. Ifølge kravene skal hårdhedsværdien af ​​Q345 stål efter varmebehandling være mindre end 320HV.

Svejsehårdhed efter varmebehandling

FIG. 7 Svejsehårdhed efter varmebehandling

(3) Test af bøjningsydelse

Bøjningsegenskaberne for svejseprocessevalueringsprøven med den samme varmebehandlingsproces blev testet. Resultaterne viste, at der ikke blev fundet revner i overfladebøjningstesten, og resultaterne var kvalificerede.

(4) Procesevaluering

Charpy V notch-testen blev udført for svejseprocedureevalueringsprøverne med den samme varmebehandlingsproces ved -40 ℃ i henhold til BS EN10045.1. Slagtestmaskine model JBN-500-086. Se tabel 3 for slagtestresultaterne. Slagresultaterne viser, at slagabsorptionsenergien i den varmepåvirkede zone er større end i svejsezonen. Slagsejheden af ​​svejsemetal og varmepåvirket zone i -40℃ slagtesten er meget højere end standardværdien.

Tabel 3 Charpy V-notch slagtestresultater:

Charpy V-notch slagtestresultater

3. Slutnoter

Induktionsvarmebehandlingsprocessen har fordelene ved ensartet opvarmning, høj effektivitet, indlysende strømbesparende effekt, hurtig opvarmningshastighed og lave omkostninger, som opfylder kravene til varmebehandlingsprocessen efter svejsning.

Del denne artikel til din platform:

fejl:

Få et citat