文章主要介紹對磁化管採用直流電消磁焊條電弧焊,或者交流電消磁焊條電弧焊,以及藉助於電磁鐵或者永久磁鐵消磁的焊條電孤焊焊接。

剩磁產生原因及對焊接質量影響

在油田生產中,熱力管線、注氣管線進行焊接作業時,有時會出現磁偏吹現象而影響整個焊接過程,磁偏吹的形成是管金屬中存在剩磁的結果。

通常,將剩磁分為感應磁性和工藝磁性兩種,感應磁性常產生在工廠制管的環節中,採用電磁起重機進行裝卸、鋼管在強磁場中停置、用磁化法完成無損檢查、鋼管接近強力供電線放置等;工藝磁性常產生在進行裝配焊接作業及採用磁性夾持器、夾具、用直流電焊接管道時,長時間接觸與直流電源相連的電導線等。

消磁方法

油田施工大部分在野外進行,管道焊接和預製時,特制定了相應的管道消磁工藝措施。

(一) 消磁方法

用直流電消磁焊條電弧焊方法;

用交流電消磁焊條電弧焊方法;

用電磁鐵或永久磁鐵消磁焊條電弧焊方法。

(二)分析剩磁參數,結合施工現場具體條件選擇消磁方法:

剩磁等級為弱,剩磁感應強度100×101時,消磁。

用截面35～50mm2的焊接導線組成的電磁線圈來完成直流電和交流電的消磁。導線繞在鋼管或者兩根對接的鋼管上,根據鋼管剩磁大小繞成匝數不同的線圈。

用直流電消磁時,必須採用電流為300～700A的弧焊整流器;用交流電消磁時,採用電流為300～700A的弧焊變壓器;藉助專用的電磁鐵消磁,要採用弧焊整流器或弧焊變壓器作為電源來進行。

消磁時。磁場應該大於剩磁磁場。HI=(1.2～1.5)H2式中H1—消磁磁場強度H2—剩磁磁場強度;消磁磁場強度按公式確定:

H=I•N/L式中I—線圈通電電流A;N—消磁線圈匝數;L—繞組長度m。為了測量磁性,推薦使用HMⅡ-97X磁力計,磁力計是一種輕便型儀表,用於評估磁系統空氣間隙中脈動磁場以及漏磁磁場的磁感應強度(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的電瓶內裝式電池組)。

1.用直流電消磁。

a.藉助於磁力計確定鋼管剩磁磁場的大小和方向;

b.在鋼管上配置截面35～50mm2的柔性焊接導線組成的線圈,將其接到弧焊整流器上,使其形成的磁場作用方向與鋼管剩磁場作用方向相反。

c.在消磁開始時,電流為80～100A。

d.在消磁的過程中,必須周期性地用磁力計在鋼管上檢查消磁磁場作用的結果(在電源接通時進行測量),必要時,控制電流或者改變它的方向(在弧焊整流器上換接導線的方法)。

e.消磁結束以後,為了平滑地降低磁通時,應該在1min內逐漸減小電流,直到零值,然後切斷電源。

(1)單根鋼管消磁,在鋼管一端沿外圓繞8.12匝的線圈,以最大的磁場來消磁;然後以同樣的方法為鋼管另一端消磁。

當單根鋼管消磁到鋼管對接處時,將兩根鋼管拉開距離不小於300mm,在距每一根根管子端面80～100mm處繞上18～20匝的線圈的方法完成消磁。

(2)鋼管對接處消磁時,在被對接鋼管端繞上截面35～50mm2的焊接導線,形成兩根鋼管的共用線圈。線圈可以重疊繞(沿順時針或者逆時針),總匝數為16～22匝。

此時,匝數多的應該在剩磁大一些的鋼管上,當測量剩磁等級小於20×10-4T氣完成焊縫根部的焊接(這種消磁工藝最佳)。

(3)特殊情況下,將加有電焊條的焊鉗,在300A電流下與電極的另一端短路10s,然後斷開,在每一次短路一斷開循環之後,用磁力計檢查磁性,並在必要時重複消磁過程。

2.用交流電消磁。

主要應用於單根鋼管的末端,以及壁厚達25mm的對接鋼管端。此時,除按上述方法法消磁以外,還有如下的補充:採用1根焊接導線組成的線圈,在迴路中接人長0.5～1.0m、直徑1.5～3.0m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。

當電源接通後,鋼絲被加熱並在一定時間內燒斷。燒斷時間取決於鋼絲直徑、長度和電流值。在鋼絲燒斷後,用磁力計檢查剩磁大小,當消磁效果不足時,必須重複消磁。消磁系統的拆除,可在焊完根部焊縫後進行,推薦消磁後立即拆除。