نحوه عملکرد گرمایش القایی

نحوه عملکرد گرمایش القایی

نحوه عملکرد گرمایش القایی

 

نحوه عملکرد گرمایش القایی ، گرمایش القایی الکتریکی یک راه حل حرارتی سریع، تمیز و کم مصرف برای پردازش مواد رسانای الکتریکی فراهم می کند. گرمایش القایی کاملاً قابل کنترل است و اجازه می دهد تا خروجی های با کیفیت بالا ثابت و تکرار شونده به دست آید.

فن آوری القایی برای گرم کردن، جوشکاری یا اتصال سایر مواد رسانا استفاده می شود. می توان از آن برای سخت کردن، بازپخت کردن، لحیم کاری، سخت شدن، نرم کردن، تمپر کردن و اکسترود کردن فلزات استفاده کرد. القایی را می توان برای گرم کردن فلزات آهنی و غیر آهنی (عمدتاً آلومینیوم، مس، گرانبها و آلیاژی) استفاده کرد. پوشش های اعمال شده بر روی مواد رسانا را می توان با استفاده از القای الکتریکی خشک یا خشک کرد. اتصالات کوچک، تنش زدایی و شکل دهی فلزات از دیگر کاربردهای رایج برای گرمایش القایی است.

در صنایع غذایی، معمولاً از فناوری القایی برای ایجاد گرمایش کارآمد و بسیار قابل کنترل ظروف پخت و پز استفاده می شود. صفحات و کوره های گرم القایی برای گرم کردن، خشک کردن و پختن مواد نارسانا مانند دانه ها و سنگدانه ها استفاده شده است.

ویژگی های فنی

نحوه عملکرد گرمایش القایی

گرمایش القایی را می توان با یک ترانسفورماتور الکتریکی مقایسه کرد که در آن میدان مغناطیسی در یک سیم پیچ اولیه به صورت مغناطیسی با سیم پیچ ثانویه وارد می شود و جریان الکتریکی را القا می کند. در گرمایش القایی، یک سیم پیچ اولیه (به نام سلف) جریان الکتریکی را در ماده مورد نظر که قرار است گرم شود القا می کند. مقاومت الکتریکی ماده مورد نظر باعث تولید گرما در هنگام عبور جریان الکتریکی در داخل آن می شود.

نحوه عملکرد گرمایش القایی

شکل1

یک مبدل فرکانس فرکانس تامین برق را به فرکانس هایی تغییر می دهد که با کاربردهای گرمایشی خاص مطابقت دارند. یک سیم پیچ القایی (سلف) میدان مغناطیسی اولیه را در فرکانس انتخاب شده ایجاد می کند. حرکت مواد هدف به نزدیکی سلف باعث گرم شدن آن می شود زیرا جریان های “گردابی” الکتریکی در داخل آن جریان می یابد. توان خروجی مبدل، شکل سیم پیچ القایی، و ویژگی های ماده هدف، الگوی گرمایی را که در ماده هدف رخ می دهد، تعیین می کند. فرکانس الکتریسیته اعمال شده در سلف، عمق نفوذ گرما به ماده مورد نظر را تعیین می کند (فرکانس های پایین تر نفوذ عمیق تری ایجاد می کنند). طراحی سلف برای فرآیند گرمایش القایی و راندمان کلی مهم است. طیف گسترده ای از کویل های خارج از قفسه از تولید کنندگان در دسترس هستند. خدمات طراحی و ساخت کویل سفارشی برای شرایط خاص در دسترس است.

نحوه عملکرد گرمایش القایی

شکل 2. نمونه هایی از طراحی سیم پیچ

منبع: مشاور استراتا انرژی

نمونه هایی از کاربردهای گرمایش القایی

سخت شدن القایی

فن آوری گرمایش القایی برای سخت شدن فلز از طریق عملیات حرارتی ایده آل است زیرا گرمایش را می توان در چند ثانیه به جای ساعت ها با استفاده از کوره های معمولی تکمیل کرد. گرمایش سریع و طراحی فشرده به تجهیزات گرمایش القایی اجازه می دهد تا به راحتی در فرآیندهای تولید ادغام شوند.

سخت شدن کیس القایی سطح جزء فلزی را گرم می کند. سپس کوئنچ برای سفت شدن سطح محصول اعمال می شود. سایر عملیات حرارتی که با استفاده از فناوری القایی انجام می‌شوند عبارتند از: تمپر کردن، نرمال‌سازی، تنش‌زدایی، کربونیتریدینگ و بازپخت.

ذوب فلز

گرمایش القایی بدون هسته معمولا برای ذوب و نگهداری فلزات آهنی و غیرآهنی استفاده می شود. ساخت و ساز ساده اجازه تخلیه و راه اندازی مجدد را آسان می کند. نرخ ذوب بالا به طور کلی امکان پذیر است. برای آلومینیوم، می توان از استفاده از فلاکس های نمک اجتناب کرد و نیاز به تمیز کردن دودکش ها را از بین می برد.

نحوه عملکرد گرمایش القایی

نمونه هایی از پیکربندی کوره القایی بدون هسته در شکل 3 ارائه شده است.

کوره های القایی کانالی را می توان در مواردی استفاده کرد که فلز مایع باید نگهداری شود، ذخیره شود، فوق گرم شود یا در بزرگ ریخته شود.

مقادیر. سیم پیچ جریان الکتریکی را در فلز واقع در کانال القا می کند. همانطور که فلز مذاب می شود، از طریق جریان های همرفتی به داخل کوره نگهدارنده گردش می کند. گردش مداوم فلز مذاب را از طریق کوره حفظ می کند.

از مزایای کوره های القایی کانالی می توان به راندمان بالا و اختلاط خوب فلزات اشاره کرد. به ویژه برای تولید آلیاژ مهم است.

کوره های القایی کانالی را می توان برای پردازش فلزات قراضه، ذخیره سازی فلز مذاب و برای ریخته گری مداوم و ریخته گری استفاده کرد. از کوره ها برای گالوانیزه کردن داخل کوره نیز استفاده می شود.

جوشکاری و اتصال القایی

با توجه به سرعت پردازش سریع قابل دستیابی با فناوری های القایی، می توان از آن برای جوشکاری فرآیندهای تولید خودکار استفاده کرد. نمونه ای از یک فرآیند خودکار، تولید لوله است که در آن می توان از القایی برای جوشکاری درزهای لوله استفاده کرد. در کاربردهای جوشکاری، جریان های الکتریکی در امتداد درز القا می شود تا جوشی با دمای بالا ایجاد شود.

تکنیک های جوش القایی را می توان برای پلاستیک هایی که با سرامیک های فرومغناطیسی یا ذرات فلزی دوپ شده اند نیز به کار برد. پلاستیک همچنین می تواند با فیبر رسانای الکتریکی (مانند فلز یا کربن) تعبیه شود. به این مواد حساس کننده می گویند. جریان های الکتریکی در سوسپتور القا می شود و گرمای تولید شده از طریق رسانش حرارتی به پلاستیک منتقل می شود. از این تکنیک ها در صنایع خودروسازی و هوافضا استفاده می شود.

جوشکاری و اتصال القایی

فواید

کاهش هزینه ها

بازده تولید بالا می رود چرخه های حرارتی سریع، تحویل دقیق و تکرارپذیری دقیق ضایعات و ضایعات را به حداقل می رساند. هزینه های انرژی کاهش می یابد زیرا فقط آنچه را که برای گرم کردن نیاز دارید گرم می کنید (هیچ تلفات گرمایی پرهزینه ای مانند اجاق های معمولی وجود ندارد).

افزایش توان عملیاتی

ادغام گرمایش القایی در خط تولید راندمان تولید را بهبود می بخشد. زمان سرب کاهش می یابد و سرعت عملیات افزایش می یابد. فرآیند گرمایش به خودی خود سریعتر از جایگزین های شعله باز و فر است. تکرارپذیری دقیق به معنای افزایش سرعت با درست کردن بار اول است.

بهبود کیفیت

توانایی اعمال دماهای از پیش تنظیم شده برای قسمت های از پیش تنظیم شده تک تک تکه ها منجر به بهبود کیفیت می شود. همچنین، از آنجایی که کویل‌های القایی برای قطعات کاری خاص ساخته شده‌اند، الگوی گرمای تحویلی را از قبل می‌دانید. انتقال دقیق گرما به این معنی است که هر جزء و/یا مواد مجاور در طول فرآیند گرمایش آسیبی نبینند.

بی خطر

بدون گاز بدون شعله باز عدم افزایش محسوس دمای محیط عدم اشغال فضای بیش از حد کف توسط کوره ها؛ و از آنجایی که گرمایش القایی به معنای عدم وجود گاز خطرناک و شعله های آتش است، می توانید با حق بیمه کمتری مذاکره کنید.

بسیار پاسخگو

گرمای تولید شده از مبدل فرکانس آنی است. برای دستیابی به دمای سطح یکنواخت 1000 درجه سانتیگراد در اجزای فلزی کوچک کمتر از یک ثانیه طول می کشد.

چالش ها

هزینه های سرمایه

هزینه های سرمایه ای برای برنامه های گرمایش القایی می تواند به یک مسئله اولیه تبدیل شود تا زمانی که مقایسه با گزینه های دیگر انجام شود. مهم است که مزایای اضافی ارائه شده توسط القای الکتریکی را ارزیابی کنید زیرا این امر به طور کلی قابل توجه است.

هزینه های انرژی

هزینه برق بیشتر از گاز طبیعی است. این می تواند به عنوان یک مسئله اولیه برای گرمایش القایی دیده شود. هنگامی که راندمان تبدیل انرژی القایی و کاهش قابل توجه تلفات حرارتی در نظر گرفته شود، ممکن است بر مسائل هزینه جاری غلبه شود.

ظرفیت بالقوه مورد نیاز

گرمایش القایی به ظرفیت کافی برق نیاز دارد تا در دسترس باشد. اگر ترانسفورماتورهای تامین، تابلو برق و کابل ها نیاز به ارتقا داشته باشند، برای واحدهای بزرگتر، این می تواند پرهزینه باشد.

تعمیر و نگهداری و سرویس

تجهیزات گرمایش القایی معمولاً در مقایسه با گزینه های گازی به حداقل سرویس نیاز دارند. قراردادهای خدمات عموماً برای انجام کارهای سرویس و نگهداری از تامین کنندگان در دسترس است.

در دسترس بودن تجهیزات

بسیاری از تولید کنندگان و تامین کنندگان تجهیزات گرمایش القایی در سراسر جهان وجود دارد.

یادداشت برنامه

فن آوری های گرمایش القایی مستقیم برای استفاده در طیف گسترده ای از کاربردها از جمله: بازپخت القایی، اتصال، لحیم کاری، آهنگری، سخت شدن، ذوب، پیش گرمایش، پس از گرمایش، حرارت دادن و جوشکاری، گرمایش کابل و سیم، حذف پوشش مناسب هستند.

کاربردهای رایج عبارتند از:

عملیات حرارتی قاب ها و سکوهای فلزی، عملیات حرارتی برای ماشین آلات کشاورزی، لحیم کاری و لحیم کاری نوک باتری ها، پایانه ها و کنتاکت ها، عملیات حرارتی یاتاقان های چرخ دنده، قرقره ها و چرخ ها، عملیات حرارتی ابزار، مته ها، تجهیزات برش، جوش لوله، بازپخت و نرمال کردن، سخت شدن و تمپر کردن.

دستگاه های سخت کننده فلز القایی به طور گسترده برای سخت شدن سطحی و تمپر کردن قطعات و ابزارهای مکانیکی، به عنوان مثال برای شفت، چرخ دنده، محور و شیر استفاده می شود.

انتخاب تجهیزات

انتخاب فرکانس مناسب

نحوه عملکرد گرمایش القایی

انتخاب فرکانس هنگام استفاده از گرمایش القایی بسیار مهم است، زیرا فرکانس عمق نفوذ گرما را تعیین می کند. برای تعیین فرکانس یا محدوده فرکانس مناسب برای هر برنامه، باید از مشاوره تخصصی استفاده شود.

ارزیابی فنی دقیق از هر موقعیت برای تعیین تخمین مزایای احتمالی و موقعیت بهینه تجهیزات مورد نیاز است.

در زیر نوع اطلاعاتی که باید هنگام استعلام آماده باشید آمده است:

  1. شما باید موارد زیر را بدانید:

آ. نوع ماده محصولی که باید گرم شود، به عنوان مثال. فولاد، مس، برنج و غیره

ب ابعاد قطعه کار

ج نرخ تولید مطلوب

  1. شرح محصول یا محدوده محصولات.

  2. شرح فرآیند تولید:

آ. جریان مداوم یا دسته ای.

ب توان عملیاتی محصول: وزن، حجم، اندازه و غیره

ج الزامات ورودی و خروجی

به عنوان مثال، دمای شروع و پایان

د محدوده دمایی قابل تحمل

ه. هر ویژگی خاص

  1. دلایل بررسی گرمایش القایی.

  2. روش گرمایش موجود و هزینه های آن (در صورت وجود).

  3. محدودیت های فرآیند فعلی یا مسائل کیفی.

  4. مزایای مورد نیاز برای تحویل.

 

هزینه های شاخص گرمایش القایی مستقیم

هزینه های خرید سرمایه

نحوه عملکرد گرمایش القایی

با توجه به گستره وسیع تجهیزات القایی، فرآیندها و کاربردها، نمی توان هزینه های سرمایه ای قابل توجهی را برای خرید تجهیزات برای همه کاربردها ارائه کرد. در زیر نمونه هایی از هزینه های خرید برای انتخاب تجهیزات گرمایش القایی آورده شده است.

کوره القایی بدون هسته

قیمت 1500 دلار / کیلووات می تواند برای ارائه نشانه اولیه هزینه خرید استفاده شود. این هزینه شامل کمک هزینه برای منابع تغذیه، کوره، لوازم جانبی و نصب است. این یک راهنمای کلی است که فقط برای نشان دادن ترتیب بالقوه هزینه سرمایه است. تصمیم برای سرمایه گذاری نباید بر اساس این ارزش باشد.

کوره القایی کانالی

قیمت 1000 دلار / کیلووات می تواند برای ارائه نشانه اولیه هزینه خرید و ظرفیت کوره استفاده شود.

بارگیری 100 کیلووات بر تن در ساعت این یک راهنمای کلی است که فقط برای نشان دادن ترتیب بالقوه هزینه سرمایه است. تصمیم برای سرمایه گذاری نباید بر اساس این ارزش باشد.

عملیات حرارتی القایی

هزینه سرمایه تجهیزات به فرکانس مورد نیاز برای به دست آوردن نفوذ و دمای مورد نیاز درمان بستگی دارد. هزینه وسایل حمل مواد نیز نیاز به در نظر گرفتن دارد و این می تواند هزینه مواد باشد. به دلیل تنوع زیاد در پیکربندی، ارائه راهنمای قیمت ممکن نیست. توصیه می شود مشاوره و قیمت را از چندین تامین کننده تجهیزات دریافت کنید زیرا هزینه ها می تواند متغیر باشد. همچنین پیوندهای مطالعات موردی پیشنهادی را مشاهده کنید.

جوش القایی درزهای لوله

طیف گسترده ای از تجهیزات جوش لوله در سطح بین المللی موجود است. سرمایه و هزینه نصب به کاربرد خاص، فرکانس مورد نیاز و سرعت فرآیند جوشکاری بستگی دارد. واحدهای تولیدی کوچک‌تر می‌توانند ده‌ها هزار دلار و واحدهای بزرگ‌تر به میلیون‌ها دلار باشند.

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

    EnglishIran
    سوالی دارید؟ میتونیم کمکتون کنیم!
    مکالمه را شروع کنید
    سلام! برای چت در WhatsApp پرسنل پشتیبانی که میخواهید با او صحبت کنید را انتخاب کنید