钢管20# 无缝钢管带磁性的原因及周边介绍

钢管20#无缝钢管带磁性的原因,怎样消磁?如果带磁性焊接偏弧怎么办? 

摘 要 分析了钢管中剩磁产生的原因及其对焊接质量的影响。介绍了俄罗斯管道焊接   
前的消磁工艺过程和消磁方法。生产经验证明该方法实用、有效。   
主题词 管道 钢管 焊接 剩磁 消磁 工艺   
1 剩磁产生原因及对焊接质量影响     http://www.wfggz.com/
在建设和修理煤气管道进行焊接作业时，有   
时会出现磁偏吹影响焊接过程的现象。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，如：金属熔炼、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、夹具与用直流电焊接管道时，如：长时间接触   
与直流电源相连的电导线，导线裸露段或者电焊   
钳与管子的短路等。   
焊接带磁性钢管时，经常会看到电弧引燃的   
困难、电弧燃烧稳定性的破坏、在磁场中电弧的偏   
离、液体金属和渣熔融体从焊接熔池中的溅出。   
为了稳定焊接过程，改善焊接接头质量，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。所以，当剩磁   
不足于影响焊接质量时，便允许进行焊接。   
2 俄罗斯管道焊接的消磁方法   
在野外条件或半成品基地里进行管道焊接和   
修理时，特别需要进行消磁。俄罗斯有关部门制定   
了相应的管道消磁工艺文件。文件中包含了当代   
进行类似作业的国内外的先进经验。   
2．1 消磁工艺过程   
针对焊接前的消磁，制定了单根钢管和钢管   
对接处的消磁工艺，包括以下内容：① 确定钢管剩   
磁场的大小和方向；② 选择消磁的方法、系统图和   
技术手段；⑧ 用选定的消磁方法对钢管或者焊接   
的对接处消磁；④ 检查经过消磁后的剩磁量，看其   
是否满足要求。   
2．2 消磁方法   
在已制定的工艺文件中，规定了以下的消磁   
方法：用直流电或者交流电，以及借助于电磁铁或   
者永磁铁所建立的磁场方法。   
分析剩磁参数(见表1)，结合施工现场具体   
条件(例如给定的装备等)，选择消磁方法和系统。   
表1 剩磁等级与焊接条件   
剩磁等级 剩磁感应强度(×10 T) 焊接条件   
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5o0～ 1 000 A 的焊接整流器或变流器，其中   
包括多工位的。用交流电消磁时，采用电流为500   
～ 1 000 A 的焊接变压器。所有被采用的电源应   
有遥控和电流调节装置，允许采用镇定变阻器。当   
采用焊接变压器消磁时，推荐使用轻便的电流测   
量卡表LI一4505、LI一4501等来测量消磁电流。借   
助专用的电磁铁消磁，要采用焊接整流器或者变   
压器作为电源来进行，见图1(a)。用永磁铁消磁   
时，则不需要电源，见图1(b)和(c)。   
钢管的消磁分三个等级，见表1。   
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焊 管 2002年9月   
图1 用电磁铁(a)、C形永磁铁(b)   
和圆柱形永磁铁(c)对对接管端消磁系统图   
1一被消磁钢管 2 电磁铁3一焊接导线   
4 直流焊接电源 5一C形永磁铁 6 圆柱形永磁铁   
消磁时，磁场应该大于剩磁磁场：   
H 一(1．2～ 1．5)H !   
式中H 消磁磁场强度；   
H。剩磁磁场强度。   
消磁磁场强度按公式确定：   
H — I ·N 7I   
式中，一线圈通电电流。A；   
N 消磁线圈匝数；   
L一绕组长度，m。   
为了测量磁性。推荐使用lIMI1 97 X 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，磁力计技   
术特性见表2。   
(1)用直流电消磁用直流电消磁的过程为：   
① 借助于磁力计确定钢管剩磁磁场的大小和方   
表2 磁力计技术特性   
被测量磁感应强度范围(×10 T) 1～ 1 999   
灵敏度下限(×10 T) 1   
调整工作规范时间(s) 30   
电源充电后连续工作时间(h) 8   
外形尺寸 电子装置 1 70×60×35   
(mm×mm×mm) 充电装置部分 70×70×30   
质量 电子装置 0．35   
(kg) 测量变流器 0．35   
向；② 在钢管上配置截面35～50 mm 的柔性焊   
接导线组成的线圈，将其接到一个或者两个顺序   
连接的焊接变流器，使其形成的磁场作用方向与   
钢管剩磁场作用方向相反，见图2；③ 在消磁开   
图2 单根钢管(中间部分)用直流电的消磁系统图   
1 被消磁钢管 2 焊接导线 3 直流电焊接电源   
始时，电流为8O～1OO A。④ 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(用在焊接变流器上换接导   
线的方法)。⑤ 消磁结束以后，为了平滑地降低磁   
通时，应该在lmin内逐渐减小电流，直到零值，   
然后切断电源。   
用直流电消磁，可以按几种方案完成。   
单根钢管消磁，先在钢管一端沿外圆绕8～   
12匝的线圈，以最大的磁场值来消磁；然后以同   
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第25卷第5期 许贵芝编译：俄罗斯管道焊接前的现代消磁方法   
样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300 mm，在距每一根管子端   
面80～100 mm 处绕上18～20匝的线圈，并按图   
3(a)方法完成消磁。   
图3 钢管对接装配前用直流电消磁的系统图   
l一被消磁钢管2一焊接导线3 直流焊接电源   
4 带焊条的电焊钳5一金属板片   
在个别场合下，推荐使用将电焊钳和金属板   
片接入电气系统中消磁的方案，见图3(b)。将装   
入电焊钳中的焊条，在300 A 电流下与金属板短   
路10 s。然后断开。在每一次短路一一断开循环之   
后，用磁力计检查磁性，并在必要时重复消磁过   
程。   
当对装配好的对接处消磁时，在被对接钢管   
端绕上截面35～50 mm 的焊接导线，形成两根   
钢管的共用线圈，见图4(a)。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。这种消磁   
工艺往往是最佳的。   
当测量剩磁等级小于2O×10 T 以后，完成   
焊缝根部的焊接。此时，推荐在小电流10～ 20 A   
下进行补充消磁。   
(2)用交流电消磁 用交流电消磁可以应用   
于单根钢管装配前单根钢管的末端，以及壁厚达   
25 mm 的已装配钢管对接端。此时，除按上述方   
图4 用公用焊接导线对对接管端消磁系统图   
(a)用直流电消磁 (b)用交流电消磁   
l一被消磁钢管 2一公用焊接导线 3一直流焊接电源 4一平   
滑降低电流的装置(钢丝) 5一绝缘材料垫板 6-焊接变压器   

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