[实用新型]强化高压油管材内面的感应加热设备

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及高压燃料喷射管技术领域，具体地说，是一种强化高压油管材内面的感应加热设备。

【背景技术】

为了满足日益严格的排放法规的需要，柴油机喷射压力越来越高。从早期机械泵的80～120MPa，经国3时期的145～160MPa，发展到近期国4、国5排放的180～220MPa甚至更高压力。高压油管，作为喷射系统的重要零部件之一，被行内成为发动机的“血管”，其动态耐压能力面临着重大的技术挑战。

对于超过160MPa系统压力的高压油管，业内多采用通过加载预应力的自增强技术，即通过加压使油管内面产生残余压应力，从而达到提高内压疲劳强度的目的。但该方法有一个缺陷，即当油管跌落或在安装修正中发生变形后，内面残余应力容易被释放，且难以探测。这为实际使用带来一定的安全隐患。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种强化高压油管材内面的感应加热设备。使1.8～10内径的油管内壁产生一层具有厚度为0.2～3mm的硬化层。电磁感应加热是电流在集肤效应、感应器的圆环效应以及临近效应等因素的影响下，电流分布不均匀，热量集中在感应器内壁，对外表面加热淬火相当理想。淬火层能形成相当大的残余压应力，实践证明零件的疲劳强度与其表面压应力值有明显的对应关系，即压应力大，疲劳强度和疲劳寿命提高。本实用新型可在提高油管内压疲劳强度的同时，依然保持其良好的弯曲性能，是较理想的提高油管压力承载性能的制备方法。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种强化高压油管材内面的感应加热设备，其包含感应加热线圈和金属管，其特征在于，距离金属管的外表面3～15mm处设置一个感应线圈，感应线圈底座与反馈控制系统相连，感应线圈内孔与冷却塔I相连。

在距离感应线圈1～3mm处感应线圈设置一个红外线热电偶。

在距离感应线圈50～100mm处设置一个环形冷却喷头。

环形冷却喷头与冷却塔II连接。

所述的感应线圈(如图2所示)：双层铜制管，冷却水从感应线圈内孔一端流进，另一端流出至冷却塔，冷却水循环使用。感应线圈底座与反馈控制相连，通过控制系统来控制加热的温度。

所述的环形冷却喷头：由于其环形结构可以急速冷却加热奥氏体化的管材，以达到淬火的目的。

所述的红外热电偶：测量加热温度，将温度转换为电压形式传递到控制系统，供调节器进行参数对比，并作出反馈。

所述的反馈控制系统：用于精确稳定地控制加热的温度；反馈控制单元包含调节单元，给定电位器，红外热电偶；根据反馈的差值，通过时间、频率、功率控制感应的加热温度。

所述的给定电位器：通过电阻分压原理输出一个可调的电压，给控制电路提供一个与控制输出量成正比的电压信号。

所述的调节器：将生产过程参数的测量值与给定值进行比较，得出偏差后根据一定的调节规律产生输出信号推动执行器消除偏差量，使该参数保持在给定值附近。

所述的冷却塔I：用于循环感应线圈的冷却水。

所述的冷却塔II：用于循环环形冷却液喷头的冷却液。

一种用于强化高压燃料喷射管内面的感应热处理方法，其具体步骤为：

(1)将管材整体加热，使管材奥氏体化：

将金属管放在用空心铜管绕成的感应器内，通入高频交流电，设置感应加热线圈装置的控制加热时间为0.1～3s，调节器设置为电流模式，电流量为30～65％，功率为10～20kw，通过以上参数的控制线圈温度保持在600～1000℃，在金属管表面形成同频率的感应电流，迅速移动并同时旋转金属管将金属管表面迅速均匀地加热至亚共析钢Ac₃以上30～50℃，保温1～30分钟，使之奥氏体化；

(2)将加热后的管材急速冷却，使金属管整体淬硬：

使用环形冷却喷头对金属管进行喷冷却液5～30分钟，使金属管迅速冷却，以达到淬火的目的；

(3)外表面退火加热，严格控制电流参数，其目的在于，精确控制热影响层深度在0.5～1.5mm；

设置感应加热线圈装置的控制加热时间为1～5s，调节器设置为电流模式，电流量为10～20％，功率约为2～6kw，通过以上参数的控制加热温度保持在300～700℃，保温5～30分钟。

(4)将保温后的管材进行空冷

将管材放置在室温下，直至金属管完全冷却。