本发明专利技术公开了一种大口径复合管在线去应力处理装置及其工艺，装置由感应加热组件、内测温组件、外控温组件、托辊组件和斜辊矫直组件组成，感应加热组件包括中低频加热模块和超音频加热模块，外控温组件包括测温模块和控温模块，整体布局为复合管首尾两端各安装有一组斜辊矫直组件，两组斜辊矫直组件之间依次安装有中低频加热模块低频、中频和低频三组感应加热装置、超音频加热模块感应加热装置以及各感应加热装置配套的外控温组件，内测温组件安装在复合管尾部，复合管在托辊组件和斜辊矫直组件的作用下沿其轴线向前运动。本发明专利技术利用和控制感应加热形成的温度梯度，有效解决了复合管基层、复层材料去应力处理温度差异造成的热处理缺陷。理缺陷。理缺陷。
【技术实现步骤摘要】
一种大口径复合管在线去应力处理装置及其工艺
[0001]本专利技术涉及复合管领域，特别涉及一种大口径复合管在线去应力处理装置及其工艺。
技术介绍
[0002]双金属复合管由两种具有不同性能特征的金属材料（基层和复层）通过特定工艺（离心铸造、拉拔以及特种焊接等）复合而成，扬长避短，使得复合管兼具基层金属和复层金属的优点，因此，相较于单一材料管材，复合管成本低，综合性能高，广泛应用于石油、化工、冶金、食品、建筑等诸多领域。而由于工艺的特殊性，除个别情况外，复合管成品需要通过低温退火处理达到去内应力的目的，但基、复层材料的化学成分差别比较大，去应力处理温度范围也不相同，所以炉式（均匀）加热不适用于复合管的去应力退火处理，特别是大口径厚壁的复合管。
技术实现思路
[0003]本专利技术的主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种大口径复合管在线去应力处理装置及其工艺，利用感应加热形成的温度梯度，并对感应加热和热量传递过程中复合管关键部位的温度加以控制，以使内、外金属层的温度均在各自去应力处理的温度范围内，从而使内、外金属层均获得良好的力学性能。
[0004]本专利技术的目的通过下述技术方案来实现：一种大口径复合管在线去应力处理装置，其主要包括复合管、感应加热组件、内测温组件、外控温组件、托辊组件以及斜辊矫直组件，所述复合管首尾两端各设有一组所述斜辊矫直组件，两组所述斜辊矫直组件之间安装有所述感应加热组件和所述托辊组件，沿所述复合管轴线方向从前至后，所述感应加热组件由中低频加热模块和超音频加热模块两部分组成，所述中低频加热模块和所述超音频加热模块均由感应加热装置构成，所述感应加热装置均配套设有所述外控温组件，所述复合管尾部设置有所述内测温组件，所述斜辊矫直组件和所述托辊组件驱动所述复合管按既定速度向前运动。
[0005]可优选的是，所述中低频加热模块包括三组所述感应加热装置，沿所述复合管轴线方向从前至后的频率设置依次为低频（50Hz~1kHz）、中频（1kHz~20kHz）和低频（50Hz~1kHz），所述超音频加热模块仅包括一组所述感应加热装置，频率设置为超音频（20kHz~40kHz）。
[0006]可优选的是，所述感应加热装置包括变压器、接线板、电机、齿轮、滑台、齿条、重载导轨、感应器和通水管，所述重载导轨安装在地基上，所述重载导轨滑动安装有所述滑台，所述滑台上端固定安装有所述变压器，所述变压器侧端设有所述接线板，所述感应器固定安装在所述接线板上，所述感应器设有进水口和出水口，并通过所述通水管与冷却系统连通，所述重载导轨侧方固定设置有所述齿条，所述滑台靠近所述齿条的侧端安装有所述电机，所述电机输出轴安装有所述齿轮，所述齿轮和所述齿条啮合，所述感应加热装置可以沿
所述复合管轴线方向短距离调节位置。
[0007]可优选的是，所述内测温组件主要包括驱动件、直线轴承、挤压辊、悬臂杆以及第一红外相机，所述内测温组件底部和所述感应加热装置底部结构一致，均包括由所述滑台、所述电机、所述齿轮、所述齿条和所述重载导轨构成的前后位置调节系统，所述驱动件固定安装在所述滑台顶部，所述驱动件顶部设置有两对所述挤压辊和所述直线轴承，所述驱动件内部设有驱动所述挤压辊的驱动系统，所述直线轴承轴线与所述复合管轴线共线，所述直线轴承同轴安装有所述悬臂杆，所述悬臂杆上设有用于周向止动和安装所述第一红外相机的安装槽，所述悬臂杆在所述挤压辊的作用下可以沿其轴线运动，所述悬臂杆上安装有四组所述第一红外相机，当所述悬臂杆的始端和所述中低频加热模块的始端对齐时，四组所述第一红外相机分别位于四组所述感应加热装置所述感应器所围所述复合管内部对应位置。
[0008]可优选的是，所述外控温组件包括测温模块和控温模块，所述测温模块由XY支架和第二红外相机构成，所述XY支架固定端安装在所述变压器侧端，所述XY支架升降端底部安装有所述第二红外相机，所述控温模块包括伸缩件、导磁件、冷却件、管箍、冷却管和L支架，所述L支架固定端安装在所述感应加热装置所述滑台侧端，所述L支架顶端安装所述导磁件，所述导磁件通过两组所述伸缩件连接所述冷却件，所述冷却件的输入端通过所述管箍连接所述冷却管。
[0009]可优选的是，所述导磁件由多组弧形导磁体呈圆周阵列构成，所述冷却件包括可以独立控制的两段，均由多组条状喷嘴呈圆周阵列构成，所述冷却件位于所述感应器内部段的喷嘴与对应所述导磁件导磁体交错阵列，所述冷却件位于所述感应器外部段的喷嘴阵列与所述导磁件导磁体阵列规律一致。
[0010]本专利技术还提供一种大口径复合管在线去应力处理工艺，包括如下步骤：S1、确定复合管基层、复层材料相应的去应力热处理温度：复合管复层（内层）材料为合金A，基层（外层）材料为合金B，合金A的去应力退火温度范围为T1~T2，合金B的去应力退火温度范围为T3~T4，其中T3＞T1，T4＞T2，此外，金属材料去应力退火处理后的力学性能可以通过拉伸试验或硬度试验进行检测；S2、通过数值模拟技术，初步确定工艺参数，进行调试：S21、中低频加热模块对复合管进行电磁加热；S22、通过外控温组件使基层外表面的温度始终低于T4；S23、热量通过热传导传递给复层，内测温组件监测复层内表面温度：若复层内表面温度未到达(T1‑
40)至(T1‑
20)，则重复步骤S21至S23，若复层内表面温度到达(T1‑
40)至(T1‑
20)，则继续步骤S24；S24、超音频加热模块对复合管进行电磁加热；S25、外控温组件控制基层外表面温度，内测温组件监测复层内表面温度：S251、若复层内表面温度未到达T1，则重复步骤S24至S251，若复层内表面温度到达T1，则继续步骤S26；S252、若基层外表面温度未到达T4，则重复步骤S24至S252，若基层外表面温度到达T4，则继续步骤S26；S26、复合管基层、复层均达到相应的去应力热处理温度要求；
S3、对去应力热处理后的复合管结合层进行硬度测试：若复合管结合层的硬度测试符合力学性能要求，继续步骤S4，否则重复步骤S2至S3；S4、确定工艺参数，制定工艺卡片，投入生产。
[0011]与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：本专利技术利用低频、中频和超音频感应加热装置的排列组合以及感应加热形成的温度梯度，并对感应加热和热量传递过程中复合管关键部位的温度加以控制，使内、外金属层的最终加热温度均在各自去应力处理的温度范围内，从而提高复合管低温退火热处理的质量，达到消除内应力的效果。本专利技术适用于大口径复合管整体热处理，相较于传统的炉式热处理，具有绿色环保、生产效率高等优点，有利于大口径复合管的高质量发展。
附图说明
[0012]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术的工作流程图；图2是本专利技术的装置结构示意图；图3是本专利技术的感应加热装置结构示意图；图4是本专利技术的外控温组件结构示意图；图4a是本专利技术的外控温组件导磁件结构示意图；图4本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大口径复合管在线去应力处理装置，其主要包括复合管（1）、感应加热组件（3）、内测温组件（5）、外控温组件（4）、托辊组件（6）以及斜辊矫直组件（2），其特征在于：所述复合管（1）首尾两端各设有一组所述斜辊矫直组件（2），两组所述斜辊矫直组件（2）之间安装有所述感应加热组件（3）和所述托辊组件（6），沿所述复合管（1）轴线方向从前至后，所述感应加热组件（3）由中低频加热模块（31）和超音频加热模块（32）两部分组成，所述中低频加热模块（31）和所述超音频加热模块（32）均由感应加热装置构成，所述感应加热装置均配套设有所述外控温组件（4），所述复合管（1）尾部设置有所述内测温组件（5），所述斜辊矫直组件（2）和所述托辊组件（6）驱动所述复合管（1）按既定速度向前运动。2.根据权利要求1所述的大口径复合管在线去应力处理装置，其特征在于，所述中低频加热模块（31）包括三组所述感应加热装置，沿所述复合管（1）轴线方向从前至后的频率设置依次为低频（50Hz~1kHz）、中频（1kHz~20kHz）和低频（50Hz~1kHz），所述超音频加热模块（32）仅包括一组所述感应加热装置，频率设置为超音频（20kHz~40kHz）。3.根据权利要求2所述的大口径复合管在线去应力处理装置，其特征在于，所述感应加热装置包括变压器（301）、接线板（302）、电机（303）、齿轮（304）、滑台（305）、齿条（306）、重载导轨（307）、感应器（308）和通水管（309），所述重载导轨（307）安装在地基上，所述重载导轨（307）滑动安装有所述滑台（305），所述滑台（305）上端固定安装有所述变压器（301），所述变压器（301）侧端设有所述接线板（302），所述感应器（308）固定安装在所述接线板（302）上，所述感应器（308）设有进水口和出水口，并通过所述通水管（309）与冷却系统连通，所述重载导轨（307）侧方固定设置有所述齿条（306），所述滑台（305）靠近所述齿条（306）的侧端安装有所述电机（303），所述电机（303）输出轴安装有所述齿轮（304），所述齿轮（304）和所述齿条（306）啮合，所述感应加热装置可以沿所述复合管（1）轴线方向短距离调节位置。4.根据权利要求1所述的大口径复合管在线去应力处理装置，其特征在于，所述内测温组件（5）主要包括驱动件（501）、直线轴承（502）、挤压辊（503）、悬臂杆（504）以及第一红外相机（505），所述内测温组件（5）底部和所述感应加热装置底部结构一致，均包括由所述滑台（305）、所述电机（303）、所述齿轮（304）、所述齿条（306）和所述重载导轨（307）构成的前后位置调节系统，所述驱动件（501）固定安装在所述滑台（305）顶部，所述驱动件（501）顶部设置有两对所述挤压辊（503）和所述直线轴承（502），所述驱动件（501）内部设有驱动所述挤压辊（503）的驱动系统，所述直线轴承（502）轴线与所述复合管（1）轴线共线，所述直线轴承（502）同轴安装有所述悬臂杆（504），所述悬臂杆（504）上设有用于周向止动和安装所述第一红外相机（505）的安装槽，所述悬臂杆（504）在所述挤压辊（503）的作...
【专利技术属性】
技术研发人员：张静，叶胡根，
申请(专利权)人：张静，
类型：发明
国别省市：
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