鋼管20#無縫鋼管帶磁性的原因,怎樣消磁?如果帶磁性焊接偏弧怎么辦? 

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     http://www.xuzhouzhusuji.cn/
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(chǎng)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?shī)A持   
器、夾具與用直流電焊接管道時(shí)，如：長(zhǎng)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(chǎng)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(guó)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(chǎng)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(chǎng)方法。   
分析剩磁參數(shù)(見表1)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)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(cè)   
量卡表LI一4505、LI一4501等來測(cè)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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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(chǎng)應(yīng)該大于剩磁磁場(chǎng)：   
H 一(1．2～ 1．5)H !   
式中H 消磁磁場(chǎng)強(qiáng)度；   
H。剩磁磁場(chǎng)強(qiáng)度。   
消磁磁場(chǎng)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(zhǎng)度，m。   
為了測(cè)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(chǎng)以及漏磁磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。   
儀表由測(cè)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?jī)?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(chǎng)的大小和方   
表2 磁力計(jì)技術(shù)特性   
被測(cè)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(cè)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(chǎng)作用方向與   
鋼管剩磁場(chǎng)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(chǎng)作用   
的結(jié)果(在電源接通時(shí)進(jìn)行測(cè)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(chǎng)值來消磁；然后以同   
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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(chǎng)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(cè)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   

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