Pemanasan Awal Induksi Sebelum Pengelasan Untuk Menghilangkan Stres

Pemanasan Awal Induksi Sebelum Pengelasan Untuk Menghilangkan Stres Heater

Mengapa menggunakan Pemanasan Awal Induksi Sebelum Pengelasan?Pemanasan awal induksi dapat memperlambat laju pendinginan setelah pengelasan. Hal ini bermanfaat untuk menghindari hidrogen yang tersebar dalam logam las dan menghindari retakan akibat hidrogen. Pada saat yang sama, Ini juga mengurangi segel las dan tingkat pengerasan zona yang terpengaruh panas, ketahanan retak sambungan las ditingkatkan.
Pemanasan awal induksi dapat mengurangi tegangan pengelasan. Perbedaan suhu (juga dikenal sebagai gradien suhu) antara tukang las di area pengelasan dapat dikurangi dengan pemanasan awal induksi lokal atau keseluruhan secara seragam. Dengan cara ini, di satu sisi, tegangan las berkurang, di sisi lain, laju regangan las berkurang, yang bermanfaat untuk menghindari retak las.

Pemanasan awal induksi dapat mengurangi tingkat kendala struktur yang dilas, sangat jelas untuk mengurangi kendala sambungan sudut. Dengan meningkatnya suhu pemanasan awal induksi, kejadian retak berkurang.
Suhu pemanasan awal induksi dan suhu interlayer (Catatan: ketika pengelasan multi-layer dan multi-pass dilakukan pada pengelasan, suhu terendah dari pengelasan depan disebut suhu interlayer ketika pengelasan pasca-las. Untuk bahan yang membutuhkan pengelasan pemanasan awal induksi , ketika pengelasan multilayer diperlukan, suhu interlayer harus sama dengan atau sedikit lebih tinggi dari suhu pemanasan awal induksi.Jika suhu interlayer lebih rendah dari suhu pemanasan awal induksi, itu harus dipanaskan lagi secara induksi.
Selain itu, keseragaman suhu pemanasan awal induksi dalam arah ketebalan pelat baja dan di area las memiliki pengaruh penting dalam mengurangi tegangan las. Lebar pemanasan awal induksi lokal harus ditentukan sesuai dengan batasan tukang las, umumnya tiga kali ketebalan dinding di sekitar zona las, dan tidak kurang dari 150-200 mm. Jika pemanasan awal induksi tidak seragam, tidak hanya tidak akan mengurangi tegangan las tetapi juga akan meningkatkan tegangan las.

Bagaimana Menemukan Solusi Pemanasan Awal Induksi yang Sesuai?

Saat memilih peralatan pemanasan awal induksi yang tepat, pertimbangkan terutama aspek-aspek berikut:

Bentuk dan ukuran benda kerja yang dipanaskan.: Benda kerja besar, bahan batang, bahan padat, harus dipilih daya relatif, peralatan pemanas induksi frekuensi rendah; Jika benda kerja kecil, pipa, pelat, roda gigi, dll., Peralatan pemanasan awal induksi dengan daya relatif rendah dan frekuensi tinggi harus dipilih.
Kedalaman dan area yang akan dipanaskan: Kedalaman pemanasan yang dalam, area yang luas, pemanasan keseluruhan, harus memilih daya besar, peralatan pemanas induksi frekuensi rendah; Kedalaman pemanasan dangkal, area kecil, pemanasan lokal, pemilihan daya yang relatif kecil, peralatan pemanasan awal induksi frekuensi tinggi.
Kecepatan pemanasan yang dibutuhkan: Jika kecepatan pemanasan cepat, peralatan pemanas induksi dengan daya yang relatif besar dan frekuensi yang relatif tinggi harus dipilih.
Peralatan waktu kerja terus menerus: Waktu kerja terus menerus panjang, relatif memilih peralatan pemanasan awal induksi daya yang sedikit lebih besar.
Jarak antara kepala pemanas induksi dan mesin induksi: Sambungan yang panjang, bahkan penggunaan sambungan kabel berpendingin air, harus menjadi mesin pemanas awal induksi daya yang relatif besar.

Pemanasan Induksi: Bagaimana Cara Kerjanya?

Sistem pemanas induksi menggunakan pemanasan nonkontak. Mereka menginduksi panas secara elektromagnetik daripada menggunakan elemen pemanas yang bersentuhan dengan bagian untuk menghantarkan panas, seperti halnya pemanasan resistansi. Pemanasan induksi berfungsi lebih seperti oven microwave — alat tetap dingin saat makanan dimasak dari dalam.

Dalam contoh industri dari induksi pemanas, panas diinduksi pada bagian dengan menempatkannya dalam medan magnet frekuensi tinggi. Medan magnet menciptakan arus eddy di dalam bagian tersebut, menarik molekul bagian tersebut dan menghasilkan panas. Karena pemanasan terjadi sedikit di bawah permukaan logam, tidak ada panas yang terbuang.

Kesamaan pemanasan induksi dengan pemanasan resistansi adalah bahwa konduksi diperlukan untuk memanaskan melalui bagian atau bagian. Satu-satunya perbedaan adalah sumber panas dan suhu alat. Proses induksi memanas di dalam bagian, dan proses resistansi memanas di permukaan bagian. Kedalaman pemanasan tergantung pada frekuensi. Frekuensi tinggi (misalnya, 50 kHz) memanas di dekat permukaan, sedangkan frekuensi rendah (misalnya, 60 Hz) menembus lebih dalam ke bagian, menempatkan sumber pemanas hingga kedalaman 3 mm, yang memungkinkan pemanasan bagian yang lebih tebal. Kumparan induksi tidak memanas karena konduktornya besar untuk arus yang dialirkan. Dengan kata lain, koil tidak perlu dipanaskan untuk memanaskan benda kerja.

Komponen Sistem Pemanas Induksi

Sistem pemanas induksi dapat berpendingin udara atau cair, tergantung pada persyaratan aplikasi. Komponen kunci yang umum untuk kedua sistem adalah koil induksi yang digunakan untuk menghasilkan panas di dalam bagian tersebut.

Sistem berpendingin udara. Sistem berpendingin udara tipikal terdiri dari sumber daya, selimut induksi, dan kabel terkait. Selimut induksi terdiri dari koil induksi yang dikelilingi oleh insulasi dan dijahit menjadi selongsong Kevlar bersuhu tinggi yang dapat diganti.

 

Jenis sistem induksi ini dapat menyertakan pengontrol untuk memantau dan mengontrol suhu secara otomatis. Sistem yang tidak dilengkapi dengan pengontrol memerlukan penggunaan indikator suhu. Sistem ini juga dapat menyertakan sakelar on-off jarak jauh. Sistem berpendingin udara dapat digunakan untuk aplikasi hingga 400 derajat F, menetapkannya sebagai sistem khusus pemanasan awal.

Sistem Berpendingin Cairan. Karena cairan mendingin lebih efisien daripada udara, sistem pemanas induksi jenis ini cocok untuk aplikasi yang membutuhkan suhu lebih tinggi, seperti pemanasan awal suhu tinggi dan penghilang stres. Perbedaan utama dari sistem berpendingin udara adalah penambahan pendingin air dan penggunaan selang fleksibel berpendingin cairan yang menampung koil induksi. Sistem berpendingin cairan umumnya juga menggunakan pengontrol suhu dan pencatat suhu bawaan, khususnya komponen penting dalam aplikasi penghilang stres.

Prosedur penghilang stres tipikal membutuhkan langkah hingga 600 hingga 800 derajat F, diikuti dengan tanjakan atau kenaikan suhu terkontrol hingga suhu rendam sekitar 1,250 derajat. Setelah waktu tunggu, bagian didinginkan secara kontrol hingga antara 600 dan 800 derajat. Perekam suhu mengumpulkan data pada profil suhu aktual komponen berdasarkan input termokopel, persyaratan jaminan kualitas untuk aplikasi penghilang stres. Jenis pekerjaan dan kode yang berlaku menentukan prosedur sebenarnya.

Manfaat Pemanasan Induksi

Pemanasan induksi menawarkan banyak manfaat, termasuk keseragaman dan kualitas panas yang baik, pengurangan waktu siklus, dan bahan habis pakai yang tahan lama. Pemanas induksi juga aman, andal, mudah digunakan, hemat daya, dan serbaguna.

Keseragaman dan Kualitas. Pemanasan induksi tidak terlalu sensitif terhadap penempatan atau jarak koil. Umumnya, gulungan harus ditempatkan secara merata dan berpusat pada sambungan las. Pada sistem yang diperlengkapi demikian, pengontrol suhu dapat menetapkan kebutuhan daya dengan cara analog, menyediakan daya yang cukup untuk mempertahankan profil suhu. Sumber daya menyediakan daya selama seluruh proses.

Siklus Waktu. Metode induksi pemanasan awal dan penghilang stres memberikan waktu-ke-suhu yang relatif cepat. Pada aplikasi yang lebih tebal, seperti saluran uap bertekanan tinggi, pemanasan induksi dapat memangkas dua jam dari waktu siklus. Dimungkinkan untuk mengurangi waktu siklus dari suhu kontrol ke suhu rendam.

Bahan habis pakai. Insulasi yang digunakan pada pemanas induksi mudah dipasang pada benda kerja dan dapat digunakan kembali berkali-kali. Selain itu, kumparan induksi kuat dan tidak memerlukan bahan kawat atau keramik yang rapuh. Juga, karena kumparan dan konektor induksi tidak beroperasi pada suhu tinggi, mereka tidak mengalami degradasi.

Kemudahan penggunaan. Manfaat utama pemanasan awal induksi dan penghilang stres adalah kesederhanaannya. Isolasi dan kabel mudah dipasang, biasanya membutuhkan waktu kurang dari 15 menit. Dalam beberapa kasus, cara menggunakan peralatan induksi dapat diajarkan dalam satu hari.

Efisiensi tenaga. Sumber daya inverter 92 persen efisien, keunggulan kritis di era biaya energi yang meroket. Selain itu, proses pemanasan induksi lebih dari 80 persen efisien. Mengenai input daya, proses induksi hanya membutuhkan jalur 40-amp untuk daya 25 kW.

Keamanan. Pemanasan awal dan penghilang stres melalui metode induksi ramah pekerja. Pemanasan induksi tidak memerlukan elemen dan konektor pemanas panas. Sangat sedikit partikulat udara yang terkait dengan selimut insulasi, dan insulasi itu sendiri tidak terpapar pada suhu yang lebih tinggi dari 1,800 derajat, yang dapat menyebabkan insulasi terurai menjadi debu yang dapat dihirup oleh pekerja.

Keandalan. Salah satu faktor terpenting yang memengaruhi produktivitas dalam menghilangkan stres adalah siklus yang tidak terputus. Dalam kebanyakan kasus gangguan siklus berarti perlakuan panas perlu dijalankan kembali, yang signifikan ketika siklus termal dapat memakan waktu satu hari untuk menyelesaikannya. Komponen sistem pemanas induksi membuat interupsi siklus tidak mungkin terjadi. Pengkabelan untuk induksi sederhana, sehingga kecil kemungkinannya untuk gagal. Juga, tidak ada kontaktor yang digunakan untuk mengontrol input panas ke bagian tersebut.

Keserbagunaan. Selain menggunakan sistem pemanas induksi untuk memanaskan lebih dulu dan menghilangkan tekanan pada pipa, pengguna telah mengadaptasi proses untuk weldolet, siku, katup, dan bagian lainnya. Salah satu aspek pemanasan induksi yang membuatnya menarik untuk bentuk yang kompleks adalah kemampuan untuk menyesuaikan kumparan selama proses pemanasan untuk mengakomodasi bagian dan unit pendingin yang unik. Operator dapat memulai proses, menentukan efek dari proses pemanasan secara real time, dan mengubah posisi koil untuk mengubah hasilnya. Kabel induksi dapat dipindahkan tanpa menunggu pendinginan udara di akhir siklus.

Pemanasan Induksi sebelum Aplikasi Pengelasan

Teknologi ini telah terbukti di sejumlah proyek, antara lain jaringan pipa minyak dan gas, konstruksi alat berat, serta perawatan dan perbaikan peralatan pertambangan.

Pipa Minyak. Operasi pemeliharaan pipa minyak Amerika Utara diperlukan untuk memanaskan pipa sebelum mengelas selongsong atau perlengkapan perbaikan pengepungan ke pipa 48-in. ketebalan. Sementara pekerja dapat melakukan banyak perbaikan tanpa harus menghentikan aliran oli atau mengurasnya dari pipa, keberadaan minyak mentah itu sendiri menghambat efisiensi pengelasan karena oli yang mengalir menyerap panas. Obor propana membutuhkan interupsi pengelasan yang konstan untuk mempertahankan panas, dan pemanasan resistansi - sambil memberikan panas terus menerus - seringkali tidak dapat memenuhi suhu las yang diperlukan.

Pekerja menggunakan dua sistem 25-kW dengan selimut paralel untuk mendapatkan suhu pemanasan awal 125 derajat pada perbaikan selongsong pengepungan. Hasilnya, mereka mengurangi waktu siklus dari delapan menjadi 12 jam menjadi empat jam per lingkar las.

Pemanasan awal untuk perbaikan pemasangan STOPPLE (persimpangan T dengan katup) bahkan lebih menantang karena ketebalan dinding pemasangan yang lebih besar. Namun, dengan pemanasan induksi, perusahaan menggunakan empat sistem 25-kW dengan penyetelan selimut paralel. Mereka menggunakan dua sistem di setiap sisi T. Satu sistem digunakan di jalur utama untuk memanaskan oli terlebih dahulu, dan yang kedua digunakan untuk memanaskan T di sambungan las keliling. Suhu pemanasan awal adalah 125 derajat. Hal ini mengurangi waktu las dari 12 menjadi 18 jam menjadi tujuh jam per lingkar las.

Pipa Gas Bumi. Proyek pembangunan pipa gas alam memerlukan pembangunan pipa berdiameter 36 inci, setebal 0.633 inci dari Alberta, Kanada, ke Chicago. Di salah satu jalur pipa ini, kontraktor las menggunakan dua sumber daya 25 kW yang dipasang pada traktor dengan selimut induksi yang terpasang pada boom untuk kecepatan dan kenyamanan. Sumber daya memanaskan kedua sisi sambungan pipa. Yang penting untuk proses ini adalah kontrol suhu yang cepat dan andal. Karena kandungan paduan meningkat dalam bahan untuk mengurangi berat dan waktu las, dan untuk meningkatkan masa pakai komponen, pengendalian suhu pemanasan awal menjadi lebih penting. Aplikasi pemanasan induksi ini membutuhkan waktu kurang dari tiga menit untuk mendapatkan suhu pemanasan awal 250 derajat.

Alat berat. Produsen alat berat sering memasang gigi adaptor ke tepi bucket loadernya. Rakitan yang dilas paku telah dipindahkan bolak-balik ke tungku besar, mengharuskan operator las menunggu sementara bagian itu dipanaskan berulang kali. Pabrikan memilih untuk mencoba pemanasan induksi untuk memanaskan unit terlebih dahulu guna mencegah pergerakan produk.

Bahannya setebal 4 inci dengan suhu pemanasan awal yang tinggi karena kandungan paduan. Selimut induksi khusus dikembangkan untuk memenuhi persyaratan aplikasi. Insulasi dan desain koil memberikan manfaat tambahan untuk melindungi operator dari pancaran panas bagian tersebut. Secara keseluruhan, operasi jauh lebih efisien, mengurangi waktu pengelasan dan mempertahankan suhu selama proses pengelasan.

Peralatan Pertambangan. Tambang telah mengalami masalah retak dingin dan inefisiensi pemanasan awal menggunakan pemanas propana dalam operasi perbaikan peralatan pertambangan. Operator pengelasan harus sering melepas selimut isolasi konvensional dari bagian tebal untuk menerapkan panas dan menjaga bagian pada suhu yang benar.

Selimut pemanasan awal induksi mempertahankan suhu tepi bucket selama pemasangan gigi.
Tambang memilih untuk mencoba pemanasan induksi menggunakan selimut datar berpendingin udara untuk memanaskan bagian sebelum pengelasan. Proses induksi menerapkan panas ke bagian dengan cepat. Itu juga bisa digunakan terus menerus selama proses pengelasan. Waktu perbaikan las berkurang hingga 50 persen. Selain itu, sumber listrik dilengkapi dengan pengatur suhu untuk menjaga agar part tetap berada pada suhu target. Pengerjaan ulang yang hampir dihilangkan ini disebabkan oleh retakan dingin.

Pembangkit listrik. Seorang pembangun pembangkit listrik sedang membangun fasilitas tenaga gas alam di California. Pembuat boiler dan tukang pipa telah mengalami penundaan konstruksi karena metode pemanasan awal dan penghilang stres yang mereka terapkan pada saluran uap pabrik. Perusahaan membawa teknologi pemanas induksi dalam upaya untuk meningkatkan efisiensi, terutama untuk pekerjaan pada saluran uap sedang hingga besar, karena peralatan ini memerlukan waktu perlakuan panas paling lama yang diperlukan di lokasi kerja.

Kesederhanaan membungkus selimut induksi di sekitar bentuk yang kompleks, seperti di pembangkit listrik gas alam ini, dapat mengurangi waktu perlakuan panas.
Pada tipikal 16-in. las dengan 2-in. ketebalan dinding, pemanasan induksi mampu memangkas dua jam dari waktu ke suhu (600 derajat) dan satu jam lagi untuk mencapai suhu rendam (600 derajat hingga 1,350 derajat) untuk menghilangkan stres.