俄羅斯管道焊接前的現(xiàn)代消磁方法
俄羅斯管道焊接前的現(xiàn)代消磁方法 <BR>許貴芝 編譯 <BR>(南京航空附件廠 210002) <BR>摘 要 分析了鋼管中剩磁產(chǎn)生的原因及其對(duì)焊接質(zhì)量的影響。介紹了俄羅斯管道焊接 <BR>前的消磁工藝過程和消磁方法。生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明該方法實(shí)用、有效。 <BR>主題詞 管道 鋼管 焊接 剩磁 消磁 工藝 <BR>1 剩磁產(chǎn)生原因及對(duì)焊接質(zhì)量影響 <BR>在建設(shè)和修理煤氣管道進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，有 <BR>時(shí)會(huì)出現(xiàn)磁偏吹影響焊…
俄羅斯管道焊接前的現(xiàn)代消磁方法
許貴芝 編譯
(南京航空附件廠 210002)
摘 要 分析了
鋼管中剩磁產(chǎn)生的原因及其對(duì)焊接質(zhì)量的影響。介紹了俄羅斯管道焊接
前的消磁工藝過程和消磁方法。生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明該方法實(shí)用、有效。
主題詞 管道 鋼管 焊接 剩磁 消磁 工藝
1 剩磁產(chǎn)生原因及對(duì)焊接質(zhì)量影響
在建設(shè)和修理煤氣管道進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)，有
時(shí)會(huì)出現(xiàn)磁偏吹影響焊接過程的現(xiàn)象。磁偏吹的
形成是管金屬中存在剩磁的結(jié)果。通常，將剩磁分
為感應(yīng)磁性和工藝磁性兩種。感應(yīng)磁性常產(chǎn)生在
工廠制管的環(huán)節(jié)中，如：金屬熔煉、采用電磁起重
機(jī)進(jìn)行裝卸、鋼管在強(qiáng)磁場中停置、用磁化法完成
無損檢查、鋼管接近強(qiáng)力供電線放置等等。工藝磁
性常產(chǎn)生在進(jìn)行裝配焊接作業(yè)及采用磁性夾持
器、夾具與用直流電焊接管道時(shí)，如：長時(shí)間接觸
與直流電源相連的電導(dǎo)線，導(dǎo)線裸露段或者電焊
鉗與管子的短路等。
焊接帶磁性鋼管時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到電弧引燃的
困難、電弧燃燒穩(wěn)定性的破壞、在磁場中電弧的偏
離、液體金屬和渣熔融體從焊接熔池中的濺出。
為了穩(wěn)定焊接過程，改善焊接接頭質(zhì)量，被磁
化了的鋼管在焊接前要進(jìn)行消磁。應(yīng)該指出，被焊
接的鋼管要達(dá)到完全消磁是困難的。所以，當(dāng)剩磁
不足于影響焊接質(zhì)量時(shí)，便允許進(jìn)行焊接。
2 俄羅斯管道焊接的消磁方法
在野外條件或半成品基地里進(jìn)行管道焊接和
修理時(shí)，特別需要進(jìn)行消磁。俄羅斯有關(guān)部門制定
了相應(yīng)的管道消磁工藝文件。文件中包含了當(dāng)代
進(jìn)行類似作業(yè)的國內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。
2．1 消磁工藝過程
針對(duì)焊接前的消磁，制定了單根鋼管和鋼管
對(duì)接處的消磁工藝，包括以下內(nèi)容：① 確定鋼管剩
磁場的大小和方向；② 選擇消磁的方法、系統(tǒng)圖和
技術(shù)手段；⑧ 用選定的消磁方法對(duì)鋼管或者焊接
的對(duì)接處消磁；④ 檢查經(jīng)過消磁后的剩磁量，看其
是否滿足要求。
2．2 消磁方法
在已制定的工藝文件中，規(guī)定了以下的消磁
方法：用直流電或者交流電，以及借助于電磁鐵或
者永磁鐵所建立的磁場方法。
分析剩磁參數(shù)(見表1)，結(jié)合施工現(xiàn)場具體
條件(例如給定的裝備等)，選擇消磁方法和系統(tǒng)。
表1 剩磁等級(jí)與焊接條件
剩磁等級(jí) 剩磁感應(yīng)強(qiáng)度(×10 T) 焊接條件
弱 <20 不消磁
中等 2O～ 100 消磁
高 > 100 消磁
用截面35～50 mm 的焊接導(dǎo)線組成的電磁
線圈來完成直流電和交流電的消磁。導(dǎo)線繞在鋼
管或者兩根對(duì)接的鋼管上，根據(jù)鋼管剩磁大小繞
成匝數(shù)不同的線圈。用直流電消磁時(shí)，必須采用電
流為5o0～ 1 000 A 的焊接整流器或變流器，其中
包括多工位的。用交流電消磁時(shí)，采用電流為500
～ 1 000 A 的焊接變壓器。所有被采用的電源應(yīng)
有遙控和電流調(diào)節(jié)裝置，允許采用鎮(zhèn)定變阻器。當(dāng)
采用焊接變壓器消磁時(shí)，推薦使用輕便的電流測
量卡表LI一4505、LI一4501等來測量消磁電流。借
助專用的電磁鐵消磁，要采用焊接整流器或者變
壓器作為電源來進(jìn)行，見圖1(a)。用永磁鐵消磁
時(shí)，則不需要電源，見圖1(b)和(c)。
鋼管的消磁分三個(gè)等級(jí)，見表1。
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http://www.cqvip.com 焊 管 2002年9月
圖1 用電磁鐵(a)、C形永磁鐵(b)
和圓柱形永磁鐵(c)對(duì)對(duì)接管端消磁系統(tǒng)圖
1一被消磁鋼管 2 電磁鐵3一焊接導(dǎo)線
4 直流焊接電源 5一C形永磁鐵 6 圓柱形永磁鐵
消磁時(shí)，磁場應(yīng)該大于剩磁磁場：
H 一(1．2～ 1．5)H !
式中H 消磁磁場強(qiáng)度；
H。剩磁磁場強(qiáng)度。
消磁磁場強(qiáng)度按公式確定：
H — I ·N 7I
式中，一線圈通電電流。A；
N 消磁線圈匝數(shù)；
L一繞組長度，m。
為了測量磁性。推薦使用lIMI1 97 X 磁力
計(jì)。磁力計(jì)是一種輕便型儀表，用于評(píng)估磁系統(tǒng)空
氣間隙中脈動(dòng)磁場以及漏磁磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
儀表由測量變流器、電子裝置和充電裝置組成。儀
表的電源為9V 的電瓶內(nèi)裝式電池組，磁力計(jì)技
術(shù)特性見表2。
(1)用直流電消磁用直流電消磁的過程為：
① 借助于磁力計(jì)確定鋼管剩磁磁場的大小和方
表2 磁力計(jì)技術(shù)特性
被測量磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍(×10 T) 1～ 1 999
靈敏度下限(×10 T) 1
調(diào)整工作規(guī)范時(shí)間(s) 30
電源充電后連續(xù)工作時(shí)間(h) 8
外形尺寸 電子裝置 1 70×60×35
(mm×mm×mm) 充電裝置部分 70×70×30
質(zhì)量 電子裝置 0．35
(kg) 測量變流器 0．35
向；② 在鋼管上配置截面35～50 mm 的柔性焊
接導(dǎo)線組成的線圈，將其接到一個(gè)或者兩個(gè)順序
連接的焊接變流器，使其形成的磁場作用方向與
鋼管剩磁場作用方向相反，見圖2；③ 在消磁開
圖2 單根鋼管(中間部分)用直流電的消磁系統(tǒng)圖
1 被消磁鋼管 2 焊接導(dǎo)線 3 直流電焊接電源
始時(shí)，電流為8O～1OO A。④ 在消磁的過程中，必
須周期性地用磁力計(jì)在鋼管上檢查消磁磁場作用
的結(jié)果(在電源接通時(shí)進(jìn)行測量)。必要時(shí)，控制電
流或者改變它的方向(用在焊接變流器上換接導(dǎo)
線的方法)。⑤ 消磁結(jié)束以后，為了平滑地降低磁
通時(shí)，應(yīng)該在lmin內(nèi)逐漸減小電流，直到零值，
然后切斷電源。
用直流電消磁，可以按幾種方案完成。
單根鋼管消磁，先在鋼管一端沿外圓繞8～
12匝的線圈，以最大的磁場值來消磁；然后以同
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http://www.cqvip.com 第25卷第5期 許貴芝編譯：俄羅斯管道焊接前的現(xiàn)代消磁方法
樣方法為鋼管另一端消磁。
當(dāng)單根鋼管消磁到鋼管對(duì)接處時(shí)，將兩根鋼
管拉開距離不小于300 mm，在距每一根管子端
面80～100 mm 處繞上18～20匝的線圈，并按圖
3(a)方法完成消磁。
圖3 鋼管對(duì)接裝配前用直流電消磁的系統(tǒng)圖
l一被消磁鋼管2一焊接導(dǎo)線3 直流焊接電源
4 帶焊條的電焊鉗5一金屬板片
在個(gè)別場合下，推薦使用將電焊鉗和金屬板
片接入電氣系統(tǒng)中消磁的方案，見圖3(b)。將裝
入電焊鉗中的焊條，在300 A 電流下與金屬板短
路10 s。然后斷開。在每一次短路一一斷開循環(huán)之
后，用磁力計(jì)檢查磁性，并在必要時(shí)重復(fù)消磁過
程。
當(dāng)對(duì)裝配好的對(duì)接處消磁時(shí)，在被對(duì)接鋼管
端繞上截面35～50 mm 的焊接導(dǎo)線，形成兩根
鋼管的共用線圈，見圖4(a)。線圈可以重疊繞(沿
順時(shí)針或者逆時(shí)針)，總匝數(shù)為16～22匝。此時(shí)，
匝數(shù)多的應(yīng)該在剩磁大一些的鋼管上。這種消磁
工藝往往是最佳的。
當(dāng)測量剩磁等級(jí)小于2O×10 T 以后，完成
焊縫根部的焊接。此時(shí)，推薦在小電流10～ 20 A
下進(jìn)行補(bǔ)充消磁。
(2)用交流電消磁 用交流電消磁可以應(yīng)用
于單根鋼管裝配前單根鋼管的末端，以及壁厚達(dá)
25 mm 的已裝配鋼管對(duì)接端。此時(shí)，除按上述方
圖4 用公用焊接導(dǎo)線對(duì)對(duì)接管端消磁系統(tǒng)圖
(a)用直流電消磁 (b)用交流電消磁
l一被消磁鋼管 2一公用焊接導(dǎo)線 3一直流焊接電源 4一平
滑降低電流的裝置(鋼絲) 5一絕緣材料墊板 6-焊接變壓器
法消磁以外，還有如下的補(bǔ)充：按圖4(b)的消磁
系統(tǒng)圖裝配，采用1根焊接導(dǎo)線組成的線圈，在回
路中接入長0．5～ 1．0 m、直徑1．5～3．0 mm 的
鋼絲。這根鋼絲安置在絕緣且不可燃材料的墊板
(如石棉磚)上。鋼絲可以平滑地改變通電電流的
大小，從而改變消磁磁場的大小。當(dāng)電源接通后，
鋼絲被加熱并在一定時(shí)間內(nèi)燒斷。燒斷時(shí)間取決
于鋼絲直徑、長度和電流值。在鋼絲燒斷后，用磁
力計(jì)檢查剩磁大小。當(dāng)消磁效果不足時(shí)，必須重復(fù)
消磁(有時(shí)需要4～5次)。
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