Индукционная пайка трубопроводов в монтажных условиях

В связи с высоким качеством соединений, паяных при индукционном нагреве, пайка в монтажных условиях находит широкое распространение в производстве наиболее ответственных конструкций и особенно эффективна там, где принципиально недопустимо применение открытого пламени, например при монтаже трубопроводов внутри корпусов летательных аппаратов.

В настоящее время в технологии пайки трубопроводов из нержавеющих сталей и титановых сплавов в монтажных и стационарных условиях, зачастую используются ламповые генераторы серии ВЧГ мощностью 60-160 кВт с рабочей частотой 66 кГц. Генераторные ламповые триоды (ГУ – 66А, ГУ – 68А), как основной элемент лампового генератора, являются высоковольтными электронными приборами с напряжением анодного питания 10÷12 кВ и анодным током 10÷15 А, что обуславливает высокое выходное сопротивление генератора (единицы кОм).

Используемые в настоящее время в технологии пайки индукторы – трансформаторы, как показывают расчеты и измерения, индуктируют активную нагрузку 0,5∙10-2 ÷10-2 Ом. Здесь очевидны сложности согласования генератора с нагрузкой, приводящие к необходимости применения в ламповых генераторах трансформаторов с разомкнутыми (стержневыми) магнитопроводами, обладающие значительной индуктивностью рассеивания, что приводит к значительным энергетическим потерям.

Кроме того, ламповые генераторы по своим массогабаритным характеристикам не могут располагаться в непосредственной близости от объекта пайки, что приводит к необходимости применения мощных соединяющих водоохлаждаемых коаксиальных кабелей значительной длины (10÷15 м), что также приводит к значительным энергетическим потерям.

Как показывает практика, в целом коэффициент полезного действия установок на базе ламповых генераторов в технологии пайки составляет величину ~ 4÷8 %.

При выборе рабочей частоты для пайки трубопроводов в первую очередь имеет значение отношение глубины проникновения тока в металл Δ к толщине стенки tст трубопровода, а именно: для качественного и равномерного прогрева необходимо выполнить условие Δ / tст ≥ 1. В диапазоне частот 40÷70 кГц указанное выше соотношение для рассматриваемых трубопроводов выполняется, кроме того, коэффициент полезного действия индуктора-трансформатора в диапазоне частот 40÷70 кГц изменяется незначительно (единицы %).

Таким образом, без ущерба качества пайки рабочую частоту установки можно выбирать в диапазоне частот 40÷70 кГц, что подтвердилось на практике при пайке трубопроводов на Иркутском авиационном заводе - филиале ОАО корпорации «ИРКУТ».

На предприятии ФГУП ЦКБ “Геофизика” (г. Красноярск) разработан и серийно выпускается комплекс индукционный технологический КИТ-25/(40÷ 48), предназначенный для пайки трубопроводов в монтажных условиях.

Комплекс обеспечивает пайку трубопроводов из стали 12ХН10Т, титановых сплавов ПТ-7М и ОТ4 диаметром 6 ÷ 50 мм с толщиной стенки 1÷ 2 мм. Время пайки, при потреблении мощности от трехфазной сети 380/220 В не более 10 кВт, составляет 35 ÷ 50 с. Коэффициент полезного действия – не менее 60 %.

Комплекс смонтирован на подвижную платформу и может перемещаться непосредственно к месту монтажа усилиями одного человека и располагаться в непосредственной близости от объекта пайки (рис. 1).

Рис. 1. Комплекс для пайки трубопроводов в монтажных условиях:
1 – Генератор ГНОМ-25;
2 – Блок автономного охлаждения;
3 – Выносной нагрузочный контур;
4 – Пульт управления;
5 – Гибкий водоохлаждаемый кабель;
6 – Трансформатор-индуктор.
7 – Подвижная платформа;
8 – Сетевой кабель.

Длина сетевого кабеля – 25 м. В случае транспортировки комплекса, сетевой кабель наматывается на специально предусмотренное место, расположенное на подвижной платформе.

Гибкий водоохлаждаемый токоподводящий кабель имеет длину до 5 м, а по согласованию с заказчиком длина кабеля может изменяться.

Габаритные размеры комплекса - 1830×800×1690 мм.

Вес, включая вес подвижной платформы и охлаждающей жидкости (вода) – не более 400 кг.

Комплекс КИТ-25/(40÷48) также может использоваться в стационарных условиях, в том числе и для пайки трубопроводов в камере с защитной средой аргона.

Комплекс сертифицирован в системе стандартов ГОСТ Р ИСО 9001-2001, санитарно-эпидемиологическим заключением подтверждена его безопасность для персонала.