При проведении термической обработки сварных соединений бывает трудно определить необходимую ширину зоны нагрева, толщину и ширину теплоизоляции, необходимость нагрева с обеих сторон и других параметров.
При работах на больших толстостенных объектах или объектах сложной формы часто стоит задача не только контроля самого сварного шва, но и получения конкретных температур в зоне термического влияния и зоне, занимаемой нагревателями и теплоизоляцией. Даже определение необходимой мощности нагрева с учетом заданной формы температурного поля зачастую сложная задача со многими неизвестными.
Для помощи в решении таких задач нашими инженерами разработана программа расчета температурного поля. С помощью этой программы можно подобрать как необходимую мощность нагревательных элементов, так и определить правильное положение нагревателей на стыке, обеспечивающее заданные условия нагрева.
Описание метода расчета:
Дифференциальное уравнение теплопроводности в цилиндрических координатах решается методом конечных разностей. Система уравнений неявной разностной схемы решатся итеративным методом двунаправленной прогонки. В уравнении учитываются зависимости теплофизических свойств стали и теплоизоляции от температуры: плотность, теплоемкость, теплопроводность. Энтальпия фазового перехода второго рода при изменении кристаллической структуры стали аппроксимируется всплеском на графике зависимости теплоемкости от температуры. Мощность тепловых потерь с поверхности металла за счет излучения в зависимости от температуры поверхности описывается уравнением Стефана-Больцмана. Зависимость конвективных потерь от температуры задана эмпирическим уравнением. Соблюдение заданного графика термообработки обеспечивается встроенным в программу расчета ПИД-регулятором, который управляет скважностью включения нагревательных элементов с учетом текущей расчетной температуры на управляющей термопаре.
ВНИМАНИЕ!
Для всех наших заказчиков мы выполняем моделирование нагрева сварных швов бесплатно.
