Руководящий документ РД 153-34.1-003-01 сварка, термообработка и контроль трубных систем котлов и трубопроводов при монтаже и ремонте энергетического оборудования (стр. 27 )

Максимальная температура нагрева трубы с помощью ГЭН - 1000 °С. Нагреватель позволяет производить не более 25 нагревов до 750 °С.

В качестве источника питания могут быть использованы сварочные трансформаторы, а при их отсутствии - сварочные источники постоянного тока, обеспечивающие достаточную электрическую мощность (см. приложение 14, табл. П14.1).

Техническая характеристика нагревателей типа ГЭН приведена в приложении 20 (табл. П20.1).

17.3.12. Гибкий радиационный электронагреватель (ГРЭН) (рис. 17.5) конструкции НПО ЦНИИТМАШ, технические данные которого приведены в приложении 20 (табл. П20.2), представляет собой плоскую гибкую панель, в которую вмонтированы нагревательные элементы из проволоки Х20Н80-Н или Х23Ю5Т диаметром 3,2 мм. Проволока помещена в керамические изоляторы с окнами; благодаря этим окнам обеспечивается более эффективный нагрев трубы.

Нагреватель набирается из такого числа элементов, чтобы его длина L равнялась длине окружности нагреваемой трубы, а число нагревательных секций (поясов) выбирается в зависимости от требуемой ширины зоны равномерного нагрева, рассчитанной в соответствии с рекомендацией п. 17.4.1.

Источником питания током может служить сварочный трансформатор или сварочный источник постоянного тока.

Максимальная температура нагрева трубы 1150 °С.

Нагреватели ГРЭН комплектуются программным блоком управления термопроцессом (БУТ), обеспечивающим измерение и регулирование температуры нагрева трубы по заданной программе. Схема подключения нагревателя ГРЭН к источнику питания приведена на рис. 17.6. Технические характеристики программного блока управления термопроцессом приведены в приложении 21.

17.3.13. Нагреватели типа КЭН (комбинированные электронагреватели) представляют собой сердечник из нихромовых проволок диаметром 3,6 мм (от 1 до 6 проволок), помещенный в керамические втулки. Небольшие размеры втулок придают нагревателю гибкость, позволяющую намотать его на трубу в виде соленоида. Пропуская через нагреватель постоянный ток, нагревательный элемент выполняет функцию радиационного излучателя тепла, если же нагреватель подключают к источнику переменного тока, то он, кроме того, является индуктором, нагревающим трубу индуцированным током.

Рис. 17.5. Гибкий радиационный электронагреватель ГРЭН:

1 - нагревательный элемент; 2, 4, 6 - изоляторы; 3 - замок-изолятор; 5 - пробка-фиксатор

Технические данные нагревателей типа КЭН приведены в приложении 20 (табл. П20.3).

Рис. 17.6. Схема подключения нагревателя ГРЭН к источнику питания:

1 - сварочный преобразователь; 2 - программный блок управления термопроцессом (БУТ); 3 - секции ГРЭН; 4 - термоэлектрический преобразователь; 5 - трубопровод; 6 - теплоизоляционный мат

17.4. Технология термообработки

17.4.1. Общая ширина зоны равномерного нагрева (т. е. участка трубы со швом посередине, на поверхности которого температура не выходит за пределы, указанные в табл. 17.1) должна быть не менее 1,3, но не менее 4S (Дн - наружный диаметр трубы, S - номинальная толщина стенки трубы).

Примечание. В отдельных случаях, когда конструктивные особенности узла не позволяют обеспечить требуемую ширину зоны равномерного нагрева, разрешается уменьшить ширину этой зоны на 20 % указанной в данном пункте с одновременным увеличением длительности выдержки на 1 ч против приведенной в табл. 17.1.

17.4.2. Длительность нагрева до температуры отпуска сварных соединений хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей должна примерно соответствовать данным табл. 17.3. Длительность (скорость) нагрева сварных соединений углеродистых и кремнемарганцовистых сталей не регламентируется.

Таблица 17.3

Длительность нагрева до температуры отпуска стыков труб из хромомолибденовых и хромомолибденованадиевых сталей

Номинальная толщина стенки труб, мм	Время нагрева*, мин, не менее
Способами
индукционным (частота 50 Гц / средняя частота)	радиационным
До 20	20/30	40
21 - 25	30/50	70
26 - 30	30/50	100
31 - 35	50/80	120
36 - 45	50/80	140
46 - 60	80/100	160
61 - 80	100/120	-
81 - 100	130/150	-

* Дано при начальной температуре стыка 20 °С. Если нагрев начинается при более высокой температуре (например, сразу после сварки), его длительность соответственно уменьшается.

Примечание. В интервале температур 500 - 700 °С скорость нагрева сварных соединений труб из хромомолибденованадиевой стали должна быть не ниже 100 °С/ч. Нагрев сварных соединений центробежнолитых труб с толщиной стенки более 20 мм из стали 15Х1М1Ф-ЦЛ до температуры отпуска должен проводиться со скоростью не более 200 °С/ч, при этом в интервале температур 600 - 700 °С скорость нагрева должна быть не ниже 100 °С/ч.

Индукционный способ нагрева

17.4.3. Индукционный нагреватель может быть одно - или двухсекционным; двухсекционный индуктор дает возможность проводить подогрев перед сваркой и последующую термообработку без перемотки или перестановки индуктора.

17.4.4. При установке индуктора на трубу необходимо руководствоваться следующими положениями:

кольцевой зазор между индуктором и нагреваемой поверхностью должен быть минимальным и равномерным по периметру, для чего следует плотно навивать гибкий индуктор на трубу, покрытую тепловой изоляцией (асбестом);

на трубах диаметром менее 200 мм длина теплоизолируемого участка должна быть 200 - 250 мм в каждую сторону от сварного шва при толщине изоляции 8 - 12 мм, на трубах диаметром менее 400 мм - 300 - 400 мм при той же толщине изоляции, на трубах диаметром 400 мм и более эти размеры должны быть соответственно 500 - 700 и 15 - 20 мм; при использовании двухсекционных индукторов, которые применяют одновременно для подогрева перед сваркой, зона сварного шва изолируется отдельно;

расстояние (зазор) между витками гибкого индуктора должно составлять 10 - 20 мм (кроме случая, оговоренного в п. 17.4.5);

не должно быть скруток, оборванных прядей медных жил, снижающих площадь поперечного сечения индуктора более чем на 15 %.

17.4.5. Для выравнивания температуры по окружности вертикального стыка можно использовать следующие способы:

создать тепловую изоляцию различной толщины по окружности стыка - в нижней части толще, чем в верхней (при изоляции листовым асбестом верхняя половина стыка изолируется обычно двумя слоями, нижняя - тремя);

установить индуктор так, чтобы расстояние между витками (или между секциями двухсекционного индуктора) в зоне стыка на верхнем участке было на 10 - 50 мм больше, чем на нижнем.

Для выравнивания температуры вдоль оси трубы при термообработке горизонтальных стыков рекомендуется смещать ось индуктора относительно оси стыка вниз на один-два витка.

При термообработке стыков труб диаметром 900 мм и более для эффективного и равномерного нагрева следует устанавливать (если это возможно) внутри труб на расстоянии 300 - 500 мм по обе стороны стыка теплоизоляционные заглушки.

Рекомендуемое расположение гибких индукторов на вертикальных и горизонтальных стыках труб в зависимости от диаметра показано в табл. 17.4.

Таблица 17.4

Расположение гибких неохлаждаемых индукторов на вертикальных и горизонтальных стыках труб

Положение стыка	Диаметр трубы, мм	Схемы расположения индуктора	Расстояние, мм
А	Б	В	Г	Д
Вертикальное	108 - 194		25	-	-	-	-
219 - 300		-	40 - 45	30	-	-
325 - 377	-	50 - 55	35	-	-
426 - 465	-	80 - 85	40	-	-
530 - 630	-	100 - 105	50	-	-
720 - 820	-	105 - 110	60	-	-
1020	-	115 - 120	70	-	-
Горизонтальное	108 - 194		-	-	-	10 - 15	20
219 - 300	-	-	-	10 - 15	25
325 - 377	-	-	-	10 - 15	30
426 - 465	-	-	-	15 - 20	35
530 - 630	-	-	-	15 - 20	40
720 - 820	-	-	-	15 - 20	45
1020	-	-	-	15 - 20	55

17.4.6. Индуктор для подогрева стыка перед сваркой и для последующей термообработки нужно устанавливать на трубу в следующей последовательности: