УСТРОЙСТВО ЛОКАЛЬНОГО РАЗМАГНИЧИВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ТРУБОПРОВОДОВ

Полезная модель относится к оборудованию для обеспечения сварки намагниченных труб.
I. Известна система сварки намагниченных изделий (US. Patent 5,345,058, В23К 9/08).
1. Для временного, в процессе сварки, удаления остаточных магнитных полей, которые существуют в области сварного стыка между двумя обрабатываемыми деталями для сварки их воедино без размагничивания названных обрабатываемых деталей, включает в себя:
Электромагнит, состоящий из ярма и катушки, намотанной на данное ярмо.
Средства управления, электрически присоединенные к названному электромагниту, для проведения постоянного тока к описанной катушке для обеспечения временного сведения на 0 магнитного поля во время сварки.
10. Система по п.1, где описанные средства управления включают варьирующий автотрансформатор для изменения величины тока, поставляемого описанными средствами управления к описанной электромагнитной катушке.
12. Система по п.1 где описанные средства управления включают средства переключения для реверсивной полярности описанного постоянного тока, проводимого описанными средствами управления к описанной электромагнитной катушке, где направление описанного уменьшаемого магнитного поля может быть изменено на обратное.
14. Электрическое присоединение источника тока к описанному электромагниту и проведение постоянного тока к описанному электромагниту для выполнения удаления магнитного поля во время сварки.
Измерение магнитного поля в области сварного стыка.
Настройка описанного источника тока пока описанное измеренное магнитное поле не будет уменьшено.
Представленная схема системы имеет трехфазную систему питания с напряжением 120 В и большую потребляемую мощность.
Известна полезная модель в виде устройства размагничивания труб и элементов трубопроводов (RU_43399, H01F 13/00), содержащее источник трехфазного напряжения, выходами связанный со входами пускового блока с автоматическим выключателем, выходами подключенного ко входу источника постоянного тока, управляющим входом связанного с первым управляющим выходом блока управления, соленоид, отличающееся тем, что источник постоянного тока содержит ключевой полупроводниковый источник питания с регулировкой уровня выходного тока, на входе которого включены последовательно соединенные выпрямитель и сглаживающий фильтр, причем входы выпрямителя являются входами источника постоянного тока, а выходы ключевого полупроводникового источника питания являются выходами источника постоянного тока, подключенными к коммутатору полярности импульсов выходного тока, управляющий вход ключевого полупроводникового источника питания через схему широтно-импульсного регулирования соединен с управляющим входом источника постоянного тока, а блок управления содержит схему формирования цикла размагничивания, связанную соответствующими выходами со входом формирователя последовательности трапецеидальных импульсов с переменной амплитудой и входом формирователя последовательности импульсов управления коммутатором полярности импульсов выходного тока, при этом выход формирователя последовательности трапецеидальных импульсов с переменной амплитудой является первым управляющим выходом блока управления, подключаемым к управляющему входу источника постоянного тока, а выход формирователя последовательности импульсов управления коммутатором полярности импульсов выходного тока, являющийся вторым управляющим выходом блока управления, подключен к управляющему входу коммутатора полярности импульсов выходного тока, выходы которого подключены к соленоиду.
Эта полезная модель реализована в виде малогабаритной размагничивающей установки КП - 1420 и имеет потребляемую мощность меньше 12кВт, а время установки на место сварки 30 мин.
Задача предлагаемого решения - уменьшение потребляемой мощности и сокращение времени установки на место сварки.
Это достигается тем, что в устройстве локального размагничивания труб, содержащем источник напряжения, выходом связанный с коммутатором полярности импульсов выходного тока и соленоида, управляющий вход которого соединен через схему широтно-импульсного регулирования со схемой блока управления, выполненной в виде микроконтроллера, который через оптико-электрический «изолятор» развязан от силовой части, и на входы которого подключены датчик Холла, кнопка «Старт-Сброс тока», а выход соединен со светодиодным индикатором, кроме того на входе источника питания собрана схема защиты от неправильной полярности напряжения и возникновения неисправности в устройстве, а коммутатор полярности импульсов выполнен в виде Н-моста.
На фиг.1 изображена схема устройства для сварки намагниченных труб.
Заявляемое устройство состоит из щупа 1, установленного на трубе и выполненного в виде датчика Холла 2 и кнопки «Старт-Сброс тока» 3, соединенного с платой управления 4 в виде микроконтроллера 5, оптико-электрический «изолятор» 6, схемы Н-моста 7. В плату управления 4 также входят устройство защиты 8, источник питания микроконтроллера 9, источник питания силовой части 10, которые от источника 11 постоянного напряжения 20-36 В подсоединены к Н-мосту 7 и щупу 1. Плата управления 4 соединена с индикатором 12 и соленоидом 13.
Работа устройства для сварки намагниченных труб осуществляется следующим образом. Устанавливается щуп 1 в межтрубный зазор. При включении источника 11 через устройство защиты 8, источник питания микроконтроллера 9 и источник питания силовой части 10 постоянное напряжение 20-36 В поступает на все основные узлы устройства, микроконтроллер 5 устанавливает все блоки и элементы в исходное состояние и переходит в ждущий режим, который сопровождается измерением напряженности магнитного поля трубы датчиком Холла 2 с выдачей на индикатор 12 значения остаточного (нескомпенсированного) поля в зазоре и ожиданием нажатия кнопки «Старт-Сброс тока» 3. При нажатии кнопки «Старт-Сброс тока» 3 начинается процесс компенсации магнитного поля. В зависимости от направления магнитного поля микроконтроллер формирует сигнал «Направление тока», который через оптико-электрический «изолятор» 6 подается на силовую часть устройства, выполненную в виде Н-моста 7 с четырьмя ключами (выключатель, реле, транзистор, тиристор и т.п.- www.roboclub.ru/master/motors_55.html). Далее микроконтроллер 5 с помощью сигнала широтно-импульсной модуляции через оптико-электрический «изолятор» 6 посредством схемы Н-моста 7 осуществляет широтно-импульсное регулирование тока в соленоиде 13. Создаваемая индукция магнитного поля в зазоре противоположна направлению индукции, создаваемой намагниченностью труб, а по величине равна ей. Повторное нажатие кнопки «Старт-Сброс тока» 3 осуществляет сброс.
В результате наложения противоположных по направлению и равных по величине магнитных полей индукция в зазоре стыка становится близкой к нулю (не более 2 мТл), после чего датчик Холла выводится из зазора и начинается сварка. Как только измеренное датчиком Холла 2 значение напряженности магнитного поля попадет в заданный интервал компенсирующий ток в соленоиде 13 стабилизируется до тех пор пока ток не будет сброшен повторным нажатием кнопки «Старт-Сброс тока» 3. После формирования шва длиной порядка 100 мм устройство передвигается (переставляется) на другой участок.
Предлагаемое устройство реализовано в виде изделия УСНТ-1 РНКШ У001.00.00.00 ТУ с техническими данными:
Габаритные размеры устройства, мм, не более
длина - 470,
ширина - 270,
высота - 170.
Масса - не более 10 кг.
Время непрерывной работы устройства - не менее 8 часов
Напряжение питания, В-20-36
Потребляемая мощность, Вт - 150
Величина компенсируемой остаточной намагниченности, Гс - 20-2000
Остаточная намагниченность после ее компенсации, Гс - не более 20 (2 мТл)
Время срабатывания, с - 5
Время установки (предустановки) на место сварки, с - 15