Способ термообработки термоусадочных лент на цилиндрическом изделии Советский патент 1992 года по МПК F27B3/08 

Изобретение относится к оборудованию для термообработки, в частности к тер- мообработке термоусадочных лент, наносимых в качестве защитного покрытия на трубы или цилиндрические изделия.

Известен способ термообработки, при котором создается возможность позонного неравномерного теплового потока вдоль длины обрабатываемого объекта.

Недостаток известного способа состоит в том, что применяя его, невозможно создать тепловой поток высокой плотности по периметру обрабатываемого изделия, что требуется при обработке лент на трубах большого диаметра при ограниченной мощ- ности электрической печи.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ термообработки термоусадочных лент на цилиндрическом изделии, включающий пе- ремещение изделия с одновременным нагревом в электрической печи путем создания зон с различной плотностью теплового потока лампами накаливания.

Недостаток известного способа состо- ит в том, что его применение при термообработке термоусадочных лент приводит к получению некачественного покрытия.

Цель изобретения - повышение качества обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе термообработки термоусадочных лент на цилиндрическом изделии, включающем перемещение изделия с одновременным нагревом в электрической печи путем создания зон с различной плотностью теплового потока лампами накаливания, перемещение цилиндрического изделия осуществляют с одновременным вращением, зоны теплового потока создают с раз- личной интенсивностью по периметру сечения печи путем распределения ламп накаливания с плотностью их размещения, определяемой формулой

1 m . лО/d;

1 П2 L/I, где ni -число ламп накаливания;

П2 - число секций;

D и L - соответственно диаметр и длина корпуса;

d и I - соответственно диаметр и длина лампы накаливания.

На фиг.1 представлена электрическая печь, поперечный разрез; на фиг.2 - то же, продольный разрез; на фиг.З -узел крепления ламп накаливания на охлаждаемых то- коподводах; на фиг.4 - диаграммы распределения плотности теплового потока по периметру поперечного сечения.

Устройство содержит корпус 1 из металла, имеющий форму открытого цилиндра со слоем теплоизоляции для снижения тепловых потерь в окружающую среду. Внутри корпуса имеется малоинерционный экран 2 из тонкого металлического листа с высокой отражательной способностью. Лампы 3 накаливания, создающие неравномерный тепловой поток внутри печи, разделены на секции 4-7 (фиг.2). В данном случае приведен вариант с четырьмя секциями. Лампы в каждой секции подсоединены к паре охлаждаемых токоподводов, на фиг.2 - это токо- подводы 8-12.

Число ламп в каждой секции п.; может изменяться в пределах

1 m $ тгО/d, где D - диаметр корпуса;

d - диаметр лампы накаливания.

Число n i зависит от величины теплового потока, который необходимо создать в данной зоне печи. По периметру цилиндрической секции плотность размещения ламп может быть различна и определяется указанным условием для т.

Число секций па по длине печи определяется

К n2Ј L/I, где L - длина корпуса печи;

I - длина лампы накаливания, и зависит от технологических характеристик процесса термообработки. При испытании устройства от трехфазной сети число секций П2 и количество ламп в секции гц может быть выбрано из условия равномерной загрузки фаз сети.

Поскольку при термообработке лент с большими скоростями требуется наличие мощных тепловых потоков, необходимо оптимизировать температурные условия работы токоподвода лампы.

Для этого вывод лампы 3 закрепляется с помощью винта 13 на защитной пластине 14. Этим обеспечивается хороший тепловой контакт с защитной пластиной, обладающей высокой теплопроводностью, и исключается прямое попадание теплового потока излучения на место пайки вывода нагревательного элемента 16 лампы 3 с металлическим выводом 17.

Способ осуществляют следующим образом.

Подачей напряжения на токоподводы 8-12 осуществляется включение ламп 3 печи при одновременном включении всех секций. При питании печи от трехфазной сети большой мощности допустимо поочередное включение секций. Число ламп в каждой секции, а также их плотность размещения выбраны из условия создания необходимых

тепловых потоков, определяемых типом обрабатываемой ленты и скоростью перемещения трубы через пространство печи. Труба (не показана) с нанесенной на нее внахлест термоусаживающейся лентой перемещается с заданной скоростью и шагом, определяемыми режимом термообработки самой ленты и нахлеста. Эти режимы обусловлены диапазоном допустимых для данного типа ленты температур нагрева материала, временем нахождения данного материала в заданном диапазоне температур, температурой расплавления подклею- щего слоя и скоростью термоусадки в данном интервале температур. Происходит нагрев ленты, расплавление каждого подслоя ленты, ее термоусадка и образование монолитного покрытия на поверхности трубы.

На начальном участке печи требуется создание мощных тепловых потоков (фиг.4) в период быстрого разогрева ленты и доведения ее температуры до заданного значения. В последующих по длине секциях печи требуются тепловые потоки меньшей мощности (фиг.4 б, в, г), причем желательно их чередование с участками повышенной мощности для эффективной обработки ленты по толщине совместно с участками нахлеста ленты,

Пример. Трубу с нанесенным на наружную поверхность теплоизоляционным слоем перемещают с вращением по роликовому конвейеру в осевом направлении с шагом 120 мм. Наружный диаметр теплоизолированной трубы 300 мм. На теплоизоляцию наматывают термоусаживаю- щуюся ленту шириной 150 мм с нахлестом 30 мм. Лента толщиной 1 мм представляет собой двухслойную конструкцию, состоящую как бы из двух пленок: снаружи - это основа из радиационно сшитого полиэтилена толщиной примерно 0,65 мм, а изнутри - клей, расплавляющийся при температуре более 120°С. Температура на наружной поверхности основы ленты не должна превышать 200°С. Трубу пропускают через четырехсекцйонную ламповую печь со скоростью 1 м/мин. В первой секции печи лампы собраны в группы таким образом, что образуют профиль распределения плотности теплового потока по периметру поперечного сечения, близкий к представленному на фиг.4а. Для второй секции этот профиль представлен на фиг.4б,

для третьей - на фиг.4в, для четвертой - на фиг. 4г. Попадая в печь, каждый участок ленты подвергается вначале очень интенсивному нагреву (фиг.4а). При этом температура

на поверхности ленты быстро растет. Растет градиент температуры по толщине ленты, так как ее теплопроводность невысока. При коэффициенте теплопроводности А 1 Вт/м х °С тепловой поток с плотностью 50 кВт/м2 в

стационарном режиме приводит к градиенту температур 50°С/мм.

Чем выше градиент температур по толщине ленты, тем интенсивнее она прогревается, однако ограничение по максимальной

наружной температуре не позволяет .осуществлять нагрев с постоянной максимальной интенсивностью. Кроме того, необходимо выдержать основу ленты некоторое время с

температурой примерно 150°С, требующейся для того, чтобы произошел процесс термоусадки. Для ленты типа Рейклад-60 это время составляет примерно 1-1,5 мин. С учетом того, что ширина каждой секции печи

300 мм и лента после печи вначале остывает естественным образом на воздухе и только через определенное время, определяемое технологической схемой, подвергается интенсивному охлаждению, процессы расплавления и растекания клея и термоусадки ленты полностью завершаются. Формула изобретения Способ термообработки термоусадочных лент на цилиндрическом изделии, включающий перемещение изделия с одновременным нагревом в электрической печи путем создания зоны с различной плотностью теплового потока лампами накаливания, отличающийся тем, что, с целью

повышения качества обработки, перемещение цилиндрического изделия осуществляют с одновременным вращением, зоны теплового потока создают с различной интенсивностью по периметру сечения печи

путем распределения ламп накаливания с плотностью их размещения, определяемой формулой

1 nq/1 Ј ЛГО/d, 1 П24 L/I,

где ni - число ламп накаливания;

П2 - число секций,

DnL- соответственно диаметр и длина корпуса;

d и I - соответственно диаметр и длина лампы накаливания.

i/t

270

36ОС

Изобретение относится к термообработке термоусадочных лент, наносимых в качестве защитного покрытия на трубы. Способ заключается в том, что перемещение труб осуществляют с одновременным вращением, а зоны теплового потока создают с различной интенсивностью по периметру сечения печи. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит корпус 1, в котором расположен экран 2. Лампы 3 накаливания, создающие неравномерный тепловой поток печи, разделены на секции 4-7. Способ позволяет осуществлять технологический процесс путем обеспечения необходимых величин плотности теплового потока. 4 ил.

,.

30

W

.160