焊件消磁方法

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。

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。

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

用直流电消磁焊条电弧焊方法;

用交流电消磁焊条电弧焊方法;

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。

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