毕业设计（论文）-油管中频加热修复系统设计

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1、绪论前言随着科学的进步与发展，对能源的需求量急剧增加，采油、输油量也随着增加，因此，为节约能源，提高生产效率，对油管的数量及质量要求也更严格。但在生产、加工油管时，因生产工艺、设备等原因，使油管的质量不合格（如裂缝、表面突起或内部有砂眼等），必须对其进行修复。因中频感应加热效率高，节能环保等优点，在工业生产中的应用越来越广泛。国外工业先进国家以及电力资源丰富的国家，广泛的采用中频感应加热对钢材和有色金属材料进行加热和热处理。7O年代以来，国外感应加热热处理炉在钢管尤其是石油钢管的常化和调质热处理中得到了应用并不断发展。美国隆斯塔钢铁公司，无限制管公司以及日本川崎钢铁公司

2、都有中频感应热处理炉，对石油套管进行调质热处理。近年来为了提高产品质量，降低成本，减少投资，改善劳动条件，在钢材加热和热处理方面也广泛的采用中频感应加热炉，如一些锻压机和钢管挤压机及楔横轧机的坯料加热，PC钢筋的调质热处理，石油钻杆的管端加热，石油钻杆和工具接头的焊缝热处理，焊管的焊缝热处理等等。感应加热早期主要用于有色金属熔炼和热处理工艺，其加热效率高、速度快、可控性好及易于实现自动化等优点，广泛应用于金属熔炼、透热、热处理和焊接等工业生产过程中，成为冶金、国防、机械加工等部门及铸、锻船舶、飞机、汽车制造业等不可缺少的技术手段。与传统火焰炉和电阻炉加热相比，感应加热的

3、主要优点是：1、加热速度快，能够成倍提高加热设备的生产率，降低成本，提高模具的使用寿命；2、加热温度高，是非接触式的电磁感应加热；3、加热时间短，效率高。感应加热炉设备的生产率可达60%~70%，而火焰炉只有20%左右，电阻炉也只有约40%；4、作业环境好，环保，几乎无热、噪声、粉尘等污染，作业占地少，生产效率高,5、容易实现自动化控制，具有较好的人机界面操作环境。因此，利用中频感应进行加热可快速将工件加热至1000°C以上，使油管软化，自动修复微小的裂纹，融合砂眼，增加产品重复利用率，提高质量，减小成本，使生产更高效有序的进行。第35页（共42页）绪论1绪论1.1课题

4、来源来源于生产/社会实际1.2研究的目的、意义、应解决的主要问题1．目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。因为单片机通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性

5、的转变！鉴于单片机的这些广泛用途及如此简便的使用方法，作为本专业的学生我们更应该好好学习单片机。本次毕业设计的目的就是为了进一步熟悉单片机语言及单片机工作原理，煅炼单片机与信号检测的综合应用能力，为以后在工作中解决各种问题打好基础2．中频加热是将工频交流电50Hz220V整流滤波为直流电，再经IGBT变为中频（300HZ以上至10KHZ），利用单片机控制其驱动电路，将其变为可调节的中频电流，根据电磁感应原理，将中频电流通入感应线圈内，在其内部和周围同时产生与电流频率相同的交变磁场，使置于感应线圈内的工件，受到电流交变磁场作用，依靠电流热效应将工件表面迅速加热。中频感应加

6、热具有电流透入深度比较大，加热速度较快，加热过程容易控制的优点。进行本课题研究的目的和意义在于以下几个方面：1．中频加热电源采用不可控整流,交-直-交变频技术,设计了电压型IGBT并联谐振电路以及以单片机为核心的控制电路。第35页（共42页）绪论2．在油管的生产与运输中，会出现不合规格产品，如：油管破裂、表面突起或内部有砂眼等。为节约资源，提高生产效率，则要对其进行修复。中频加热修复是一种高效节能的方法。3．利用单片机进行信号控制，可以使其更加方便精确，同时，让单片机与计算机进行串口通信，使人机界面友好、操作简洁方便。第35页（共42页）系统硬件设计1.3国内外发展现状

7、、发展趋势及存在主要问题我国中频感应加热在工业上的应用，起步于20世纪50年代，在机床制造、纺织机制造、汽车、拖拉机工业等部门应用最早，当时的感应加热技术，绝大部分来自前苏联，少部分来自捷克、比利时等国家。50年代末，我国已自制出电子管式高频电源与机械式中频发电机，感应熔炼、感应透热、淬火、介质加热等各种设备与工艺相继在工业上得到应用。60年代后，各个部门、企业在自力更生精神鼓舞下，研制出晶闸管中频电源，改进了电子管式高频电源，并设计、制造了各种型式的淬火机床，其典型结构已汇编入原机械部第六设计院的淬火机床图集，共计55种。对外开放以来，