焊接剩磁产生原因及和焊接质量影响有哪些?几个消磁方法来帮你!

日期: 2024-12-25 08:40:33 作者: 新闻动态

  在电力工程建设焊接作业时,有时会出现磁偏吹影响焊接过程的现象。磁偏吹的形成是管道金属中存在剩磁的结果。通常,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,导线段或者电焊钳与管子的短路等。焊接带磁性的钢管时,经常会产生电弧引燃困难、电弧燃烧稳定性遭破坏、在磁场中电弧偏离、液体金属和熔渣从焊接熔池中溅出等问题。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先要进行消磁。通常,要达到被焊接的钢管完全消去磁性是很困难的。所以,当剩磁不足以影响焊接质量时,便允许进行焊接。

  我们通常所采用的单根钢管和钢管对接处的消磁工艺为:① 确定钢管剩磁场的大小和方向;② 选择消磁的方法及技术方法;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,看其是不是满足要求。

  常用消磁方法分为:用直流电或者交流电、借助于电磁铁或者永磁铁所建立的磁场方法。

  消磁原理为在被消磁管道周围形成与钢管剩磁场作用方向相反的磁场,经过控制电流的大小而控制所形成磁场的强弱,以达到消磁目的。

  在钢管上配置截面35——50 mm 的柔性焊接导线组成的线圈,形成封闭回路,将两条焊接导线的一端分别接直流焊接电源的正负极,另外一端分别接到固定在被消磁管道上的金属板片上,使其形成的磁场作用方向与钢管剩磁场作用方向相反,消磁开始时,电流可以调为8O——1OO A。随着电流的逐渐增大,周期性地在钢管上检查消磁磁场作用的结果(在电源接通时做测量)。必要时,控制电流(一般应有电流调节装置)或改变它的方向(用在直流焊接电源上换焊接导线的方法)。消磁结束以后,为了平滑地降低磁通,应该在lmin内逐渐减小电流,直到零值,然后切断电源。

  当为单根钢管消磁时,可以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,然后按上述办法来进行消磁。

  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。将装入电焊钳中的焊条,在300 A 电流下与金属板短路约10 s。然后断开。在每一次短路、断开循环之后,检查管道磁性强弱,并在必要时重复上述消磁过程。

  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,如上图。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。

  用交流电、借助于电磁铁或者永磁铁所建立的磁场方法与直流电消磁的原理是基本相同。

  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。

  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。

  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。

  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。一定要采用电流为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。

  HI=(1.2——1.5)H2式中H1—消磁磁场强度H2—剩磁磁场强度;

  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)。

  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。

  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(在电源接通时做测量),必要时,控制电流或改变它的方向(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。

  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m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,钢丝被加热并在一段时间内烧断。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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