防爆电加热器产品工艺流程与研发分析

第一节 防爆电加热器生产工艺流程分析

防爆电加热器橇块是海上平台中不可缺少的组成部分。海上平台用防爆电加热器属于多类型、少批量的部件。为了提高专用设备模块的使用率，降低油田的开发成本，提高设备的可维修性，以及提高其改装能力，缩短改装周期等，防爆电加热器橇块采用模块化设计成为必然趋势。

1、加热功能模块

按不同用途，加热功能模块由电加热功能模块、油气温控功能模块和信号反馈功能模块组成，均为具有独立性的功能模块。电加热功能模块即电加热器，针对不同的性能要求可以采用不同的电加热器。同样，油气温控功能模块(电伴热电控箱)和信号反馈功能模块(信号电缆接线箱)，与其它功能相同而性能不同的模块进行互换组合，来提高防爆电加热器的多用途的需要。

防爆电加热器的橇块模块划分及结构

2、油气输送功能模块

油气输送功能模块主要有不同管径的管线组成。大量的管线是使油气安全输出的保证。根据不同的生产能力和生产环境，采用不同管径和不同材料的管线，使输气管线有了较大的适应性。

3、支撑功能模块

支撑功能模块主要有支撑用桥架、管线支架和撬座等模块组成。支撑模块的模块化目的是在保证支架的足够的刚度和强度的情况下，具有变化的可能。管线支架的横系列模块化主要根据支撑管线的数量不同分为综合支架l、综合支架2和综合支架3共3种。支撑用桥架的横系列模块化是根据支撑的零部件的不同，分为加热器动力电缆桥架、信号电缆桥架、电伴热动力电缆桥架等。随着防爆加热器橇块的功能的变化，用来防爆的功能模块重新组合，支撑防爆功能模块的支撑桥架也要跟着改变。撬座的作用是用来支撑防爆加热器整个结构，并与海洋平台连接起来，其用途比较单一。

4、辅助功能模块

辅助功能模块主要包括排污、产品标识和维修平台等。排污功能模块主要是排污管。排污管属于独立的功能单元，可以根据具体的排污情况，任意选择排污管，提高了工作效率。维修平台和产品标识属于专用模块，根据防爆电加热器的型号的不同，采用不同高度的维修平台及附加上不同的产品标识。。

第二节 国外防爆电加热器生产工艺发展阶段比较

国内基本掌握了国际上已有的防爆技术，这有利于产品的国产化，降低产品价格，扩大产品应用范围。国内产品的性能与国外同类产品的性能相比可以看出，一方面，主流技术国内已基本达到国际同等水平，能提供成熟可靠的产品；另一方面，一些国际公认的具有发展前景的技术也已基本掌握，并且能提供相关产品。但是，这些产品的个别性能指标比国际先进水平略低，一些核心器件还依赖进口。

第三节 我国防爆电加热器生产工艺创新历程与途径

国内防爆企业正在从以代理国外产品为主向自主研发转型，一些规模较大的企业，近年来积极投入自主研发，已研制出一批贴近实战需求的新装备。但这些企业研发的方向大都还是一些较成熟的技术，这些研发主要是扩展产品功能和应用范围。大多数企业对一些新的高端技术研发实力不足，主要原因是这些技术牵涉到的学科门类多，技术难度大，研发周期长，所需投入高。

第四节 国内防爆电加热器生产设备简介

1、必备的生产设备：

具备满足申证产品装配加工需要的工装、模具;

生产防爆变压器类产品的企业还须有绕线机、真空浸漆设备、绝缘烘干箱、接线熔焊设备;

生产防爆挠性管产品的企业须有塑料（橡胶）挤出机、接头扣压机；

2、必备的检测设备：

具备满足产品标准和技术文件要求并在检定合格有效期内的卡尺、千分尺、百分表、刀口尺、塞尺、粗糙度样块或粗糙度仪、螺纹环规、塞规等相关必备量具，隔爆外壳水压试验机、出厂试验装置（满足产品标准规定的出厂试验项目）、耐压试验设备、绝缘电阻测试仪；

生产本质安全型防爆产品的企业还须有电信号检测仪器如:示波器、电压测试仪、电流测试仪、电感测试仪、电容测试仪、电阻测试仪；

生产正压外壳型防爆产品的企业还须有气源及相关压力和流量测量设备；

生产防爆风机产品的企业还须有叶轮动平衡机、叶轮超速试验装置；

生产防爆挠性管产品的企业还须有电导通试验台（仪）、拉力试验机；

生产复合型或生产两种及两种以上防爆型式的产品，应同时满足上述对应的防爆型式所必备的生产设备和检测设备的要求。

第五节 国内防爆电加热器生产设备应用现状

瞬变电流检测电路

使用前，接通电源开关K1，调整W1使排在正中间的LED6发光外，其余LED均不发光(即调零)。把接线柱a、b接入待测电路。即可向指针式检流计一样进行演示实验。

LC电磁振荡的演示：L选择电感系数大、内阻小的带磁芯线圈，振荡周期要大，町使用J2343型电磁振荡演示仪的特制自感线圈，其最大电感量大于500H，电阻小于50Ω，电容最好选用0.6μF的CBB电容器，若用耐压大于25V的普通电容器代替，反向漏电较严重，加快了能量的损耗，振荡持续的时间将变短，电源用6V。按演示实验电路要求连接操作，即可清楚的观察到周期相同的减幅振荡。由于LC振荡回路阻尼小，振荡次数可观察到5次以上，且可以观察周期为十分之一秒的振荡，而指针式检流计一般只能观察2个周期，且对于周期小于1s的很难反应。换用不同容量的电容器可验证振荡周期与电容的关系。

单根导线电磁感应现象的演示用1根50～80cm的软导线，两端分别接到该检流计接线柱a，b上，手拿导线的中间部分放人马蹄型磁铁磁场中做切割磁力线运动，检流计即显示有感应电流产生。可非常明显的验证磁场、导线运动，感应电流三者方向之间的关系，即右手定则，解决了单根导线切割磁力线运动的实验演示难题。

发电机原理的演示：把单相交流发电机模型的输出端接到该检流计输入端a，b上，使发电机的转子从中性面位置开始缓慢旋转，摇一周，发光二极管显示电流的大小方向变化一个周期。逐步加快转速，则两侧发光管交替显示得越快，且发光管亮得数目越多，但始终与转动同步。当转速快到一定程度后，两侧发光管交替闪光逐渐加快到无法分辨其方向变化，几乎一直发光，这正好说明50Hz交流电通过灯泡而看不出灯光闪烁的道理。这也正是指针式检流计所不及的观察效果。

第六节 我国防爆电加热器生产设备技术研发动态

电流检测仪的制作：

运放A～M用3块运放集成电路TL084，每块运放集成电路内含有4个相同的运算放大器，他们电源共用，彼此独立工作。发光二极管LED6为红色或黄色，其余LED为绿色，均用φ6高亮度的，所有电阻均用1/8W精度为1±%的金属膜电阻，C1用耐压25V的电解电容器，W1用阻值为1kΩ的多圈电位器。电源使用±5V的双输出稳压电源。除电位器W1，LED及限流电阻R18～R28外，其余元件都设计安装在1块敷铜板上，电路板图如下图所示，所有限流电阻均和LED焊在一起，这样可减少引线。为适应指针式检流计的观察习惯，可把LED1～LED11呈扇形排列安装在面板上，LED6排在正中间，如图所示，为便于学生观察，电流检测仪外形尺寸可适当大些，如：高40cm，宽25cm，厚10cm。只要元件无误，安装正确，不用调试，均能正常工作。

瞬变电流检测仪面板