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教你几招焊接的消磁方法,非常实用
来源:焊接之家 发布时间:2015年11月25日
在油田建设单位生产中,经常遇到磁化管线的焊接,由于磁化管施焊时的磁偏吹较大。焊接性较差。文章主要介绍对磁化管采用直流电消磁焊条电弧焊,或者交流电消磁焊条电弧焊,以及借助于电磁铁或者永久磁铁消磁的焊条电孤焊焊接。
一、剩磁产生原因及对焊接质量影响

在油田生产中,热力管线、注气管线进行焊接作业时,有时会出现磁偏吹现象而影响整个焊接过程,磁偏吹的形成是管金属中存在剩磁的结果。通常,将剩磁分为感应磁性和工艺磁性两种,感应磁性常产生在工厂制管的环节中,采用电磁起重机进行装卸、钢管在强磁场中停置、用磁化法完成无损检查、钢管接近强力供电线放置等;工艺磁性常产生在进行装配焊接作业及采用磁性夹持器、夹具、用直流电焊接管道时,长时间接触与直流电源相连的电导线等。

焊接带磁性钢管时,经常会看到电弧引燃的困难、电弧燃烧稳定性差、电弧偏离电极轴线、液体金属和熔渣从焊接熔池中的溅出,严重时无法建立焊接熔池,使焊接不能进行。为了稳定焊接过程,改普焊接接头质量,被磁化了的钢管在焊接前要进行消磁。应该指出,被焊接的钢管要达到完全消磁是困难的,当剩磁不足于影响焊接质量时,便允许进行焊接。
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二、消磁方法

油田施工大部分在野外进行,管道焊接和预制时,特制定了相应的管道消磁工艺措施。

(一) 消磁方法

1.用直流电消磁焊条电弧焊方法;

2.用交流电消磁焊条电弧焊方法;

3.用电磁铁或永久磁铁消磁焊条电弧焊方法。

(二)分析剩磁参数,结合施工现场具体条件选择消磁方法:

剩磁等级为弱,剩磁感应强度100×101时,消磁。

用截面35~50mm2的焊接导线组成的电磁线圈来完成直流电和交流电的消磁。导线绕在钢管或者两根对接的钢管上,根据钢管剩磁大小绕成匝数不同的线圈。用直流电消磁时。必须采用电流为300~700A的弧焊整流器;用交流电消磁时,采用电流为300~700A的弧焊变压器;借助专用的电磁铁消磁,要采用弧焊整流器或弧焊变压器作为电源来进行。

消磁时。磁场应该大于剩磁磁场。

HI=(1.2~1.5)H2

式中H1—消磁磁场强度H2—剩磁磁场强度;

消磁磁场强度按公式确定:

H=I•N/L

式中I—线圈通电电流A;N—消磁线圈匝数;L—绕组长度m。

为了测量磁性,推荐使用HMⅡ-97X磁力计,磁力计是一种轻便型仪表,用于评估磁系统空气间隙中脉动磁场以及漏磁磁场的磁感应强度(仪表由测量变流器、电子装置和充电装置组成,仪表的电源为9V的电瓶内装式电池组)。

1.用直流电消磁。

a.借助于磁力计确定钢管剩磁磁场的大小和方向;

b.在钢管上配置截面35~50mm2的柔性焊接导线组成的线圈,将其接到弧焊整流器上,使其形成的磁场作用方向与钢管剩磁场作用方向相反。

c.在消磁开始时,电流为80~100A。

d.在消磁的过程中,必须周期性地用磁力计在钢管上检查消磁磁场作用的结果(在电源接通时进行测量),必要时,控制电流或者改变它的方向(在弧焊整流器上换接导线的方法)。

e.消磁结束以后,为了平滑地降低磁通时,应该在1min内逐渐减小电流,直到零值,然后切断电源。

(1)单根钢管消磁,在钢管一端沿外圆绕8.12匝的线圈,以最大的磁场来消磁;然后以同样的方法为钢管另一端消磁。

当单根钢管消磁到钢管对接处时,将两根钢管拉开距离不小于300mm,在距每一根根管子端面80~100mm处绕上18~20匝的线圈的方法完成消磁。

(2)钢管对接处消磁时,在被对接钢管端绕上截面35~50mm2的焊接导线,形成两根钢管的共用线圈。线圈可以重叠绕(沿顺时针或者逆时针),总匝数为16~22匝。此时,匝数多的应该在剩磁大一些的钢管上,当测量剩磁等级小于20×10-4T气完成焊缝根部的焊接(这种消磁工艺最佳)。

(3)特殊情况下,将加有电焊条的焊钳,在300A电流下与电极的另一端短路10s,然后断开,在每一次短路一断开循环之后,用磁力计检查磁性,并在必要时重复消磁过程。

2.用交流电消磁。
主要应用于单根钢管的末端,以及壁厚达25mm的对接钢管端。此时,除按上述方法法消磁以外,还有如下的补充:采用1根焊接导线组成的线圈,在回路中接人长0.5~1.0m、直径1.5~3.0m的钢丝,这根钢丝安置在绝缘且不可燃材料的垫板(如石棉砖)上,钢丝可以平滑地改变通电电流的大小,从而改变消磁磁场的大小。当电源接通后,钢丝被加热并在一定时间内烧断。烧断时间取决于钢丝直径、长度和电流值。在钢丝烧断后,用磁力计检查剩磁大小,当消磁效果不足时,必须重复消磁。消磁系统的拆除,可在焊完根部焊缝后进行,推荐消磁后立即拆除。

3.用电磁铁和永久磁铁消磁。

(1)电磁铁消磁主要用在已对接好的钢管上,长度为100~200mm的个别区段,特别是在正负号改变的磁场附近。此时,个别区段消磁后,应该完成根部焊缝的焊接,然后进行下一段的消磁。为了消磁,选用了具有专门结构的电磁铁。电磁铁安装在钢管对接处,使电磁铁的N极安置在有磁性s极的钢管边缘,而磁铁s极与管磁性N极相接。在消磁过程中,必须借助于磁力计定期地测量钢管剩磁的方向与大小(接通电源时)。消磁磁场的大小通过改变电流大小来调节,磁场方向通过改变电流方向来调节,亦即转换电源正负极来调节。

(2)用永久磁铁消磁,选用了10HдKT5合金制造的C形或者圆柱形永磁铁。当磁铁正确安装时,磁极应该和被磁化的对接钢管的磁极相反。磁铁安装正确与否可用磁力计来检查。为了增强消磁的效果,磁铁可以彼此连接(二三个以上)其作用相同。在对接区段消磁以后,必须完成此处根部焊缝的焊接。为了增加消磁磁场,磁铁要接近消磁处,反之可以去除磁铁。沿钢管表面移动磁铁时,可以减小钢管对接处的剩磁直到最小值。

为了改变消磁磁通量的方向,必须在水平面上将c形磁铁回转至180°、装在对接处边缘的圆柱形磁铁要交换位置或者在垂直平面中回转180°。在每一道消磁工序后,必须用磁力计检查剩磁的大小。

三、结论

综上所述,在生产中应根据施工条件、焊接工艺和生产效率综合考虑,在好的劳动条件下安全、高效、低成本地完成高质量的焊缝,对磁化管焊接方法选择的基本原则:

1.使用传统的局部火焰加热消磁焊条电弧焊方法因火焰温度较低,热输入较小、热影响区宽而造成合金元素烧损,致使母材机械性能下降。

2.整体加热消磁焊接法因实际施工条件各种因素的影响不容易实现。

3.在钢管对接处的磁性较小、施工条件差的地方建议使用永久磁铁消磁。

4.在钢管对接处的磁性较强,直流电公用焊接导线消磁焊条电弧焊焊接方法效果最佳。
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