教你几种焊接退磁方法,非常实用。
- 残余磁性的成因及其对……的影响 焊接质量
在油田生产中,热力管道和注气管道的焊接作业过程中,有时会出现磁偏吹现象,影响整个焊接过程。磁偏吹的形成是由于管道金属中存在残余磁性。通常,残余磁性分为两种类型:感应磁性和工艺磁性。感应磁性常产生于工厂管道制造过程中,例如使用电磁起重机进行装卸作业、钢管在强磁场中停留、采用磁化方法进行无损检测以及钢管靠近强电源线等;工艺磁性则常产生于装配和焊接作业过程中,以及使用磁性夹具、工装或直流焊接管道时,以及长时间与连接直流电源的电线接触时。
焊接磁性钢管时,经常会遇到以下困难: 弧 点火困难、电弧燃烧稳定性差、电弧偏离电极轴线以及熔池中液态金属和熔渣飞溅等问题都会影响焊接质量。严重时,甚至无法形成熔池,导致焊接无法进行。为了稳定焊接过程并提高焊缝质量,磁化钢管在焊接前需要进行退磁处理。需要指出的是,焊接后的钢管很难完全退磁。当残余磁性不足以影响焊接质量时,即可进行焊接。
2、退磁方法
大部分油田建设都在现场进行,针对管道焊接和预制,已经制定了相应的管道退磁工艺措施。
(1)退磁方法
- 采用直流退磁电极电弧焊接法;
- 采用交流退磁电极电弧焊接法;
- 采用电磁或永磁退磁焊条电弧焊接方法。
(2)分析剩余磁化参数,并根据施工现场的具体情况选择退磁方法:
当剩余磁化强度较弱,剩余磁化感应强度为 100 × 101 时,会发生退磁现象。
使用横截面积为35-50mm²的焊丝制成的电磁线圈,对直流和交流电进行消磁。焊丝缠绕在一根或两根相连的钢管上,并根据钢管的剩余磁性绕成不同匝数的线圈。直流消磁时,必须使用电流为300-700A的电弧焊整流器;交流消磁时,必须使用电流为300-700A的电弧焊变压器;使用专用电磁铁进行消磁时,应使用电弧焊整流器或电弧焊变压器作为电源。
退磁过程中,磁场强度应大于剩磁场强度。
HI=(1.2~1.5)H2
公式中,H1-退磁磁场强度,H2-剩余磁场强度;
退磁场强度按以下公式确定:
H=I•N/L
公式中,I - 线圈电流 A;N - 退磁线圈匝数;L - 绕组长度 m。
建议使用HM II-97X磁力计测量磁性。该磁力计是一种轻便的仪器,用于评估磁系统气隙中脉动磁场和漏磁场的磁感应强度(该仪器由测量转换器、电子设备和充电装置组成,仪器的电源是内置的9V电池组)。
- 采用直流退磁法。
- 利用磁力计测定钢管中残余磁场的强度和方向;
- 在钢管上安装由横截面积为 35-50mm2 的柔性焊丝组成的线圈,并将其连接到电弧焊整流器,使其产生的磁场与钢管的残余磁场方向相反。
- 退磁初期,电流为 80-100A。
- 在退磁过程中,需要定期使用磁力计检查退磁场对钢管的影响(通电时测量),如有必要,控制电流或改变其方向(通过更换电弧焊整流器上的导线)。
- 退磁后,为了平稳地降低磁通量,应在 1 分钟内逐渐减小电流直至其为零,然后切断电源。
(1)在磁场最强的一端,沿钢管外周绕制 8.12 匝线圈,对钢管进行退磁;然后用同样的方法对钢管的另一端进行退磁。
对单根钢管到钢管接头处进行退磁时,两根钢管之间的距离不应小于 300 毫米,并且应在每根钢管的端面上以 80-100 毫米的距离缠绕 18-20 圈的线圈,以完成退磁。
(2)对钢管接头进行退磁时,将截面积为35-50mm²的焊丝缠绕在钢管末端,形成两根钢管共用的线圈。线圈可以重叠(顺时针或逆时针),总圈数为16-22圈。此时,圈数较多的钢管应具有较高的剩余磁性。当测得的剩余磁性小于20×10⁻⁴T时,应在焊缝根部进行气体保护焊接(此退磁工艺效果最佳)。
- 在特殊情况下,将焊钳与焊条的另一端短路,电流为300A,持续10秒,然后断开。每次短路循环后,使用磁力计检查磁性,必要时重复退磁过程。
- 使用交流电进行消磁。
主要用于壁厚不超过25mm的单根钢管端部和对接钢管端部。此时,除了按照上述方法进行退磁外,还有以下补充方法:使用由一根焊接导线组成的线圈,将一根长度为0.5-1.0m、直径为1.5-3.0m的钢丝串联在电路中。该钢丝放置在绝缘且不可燃的材料垫(例如石棉砖)上,通过平滑地改变流过钢丝的电流大小,可以改变退磁磁场的大小。通电后,钢丝在一定时间内被加热烧断。烧断时间取决于钢丝的直径、长度和电流值。钢丝烧断后,使用磁强计检查剩余磁性。如果退磁效果不佳,则必须重复退磁。可以在焊接根焊缝后拆除退磁系统,建议在退磁后立即拆除。
- 使用电磁铁和永磁铁进行消磁。
(1)电磁退磁主要用于预连接钢管,分段进行,每段长度为100-200mm,尤其适用于磁场方向变化较大的区域。此时,在对某一段钢管进行退磁后,应先完成根部焊缝的焊接,再进行下一段的退磁。退磁时,选用了一种特殊结构的电磁铁。该电磁铁安装在钢管连接处,电磁铁的N极与钢管的S极相对,电磁铁的S极与钢管的N极相连。退磁过程中,需使用磁力计定期测量钢管的残余磁性方向和大小(通电状态下)。通过改变电流的大小来调节退磁磁场的强度,通过改变电流的方向来调节磁场的方向,也就是通过改变电源的正负极。
(2)采用永磁体进行退磁,选用C形或圆柱形10H或KT5合金永磁体。正确安装磁体时,磁极应与磁化对接钢管的磁极相反。可使用磁力计检查磁体的安装是否正确。为增强退磁效果,可将功能相同的磁体连接在一起(两个、三个或更多)。对接段退磁后,必须完成该位置的根焊缝焊接。为增强退磁场,应将磁体放置在靠近退磁点的位置,否则可移除磁体。沿钢管表面移动磁体,可将钢管接头处的残余磁性降至最低。
为了改变退磁磁通的方向,需要将C形磁铁在水平面上旋转180°,或者交换安装在接头边缘的圆柱形磁铁的位置,或者将其在垂直面上旋转180°。每次退磁后,必须使用磁力计检查剩余磁性的大小。
3、结论
总之,在生产过程中,应在良好的工作条件下,综合考虑施工条件、焊接工艺和生产效率,安全、高效、低成本地完成高质量焊接。磁化管焊接方法选择的基本原则如下:
- 传统的局部火焰加热退磁电极电弧焊方法由于火焰温度低、热输入小、热影响区宽,导致合金元素烧毁,从而降低母材的机械性能。
- 由于各种因素影响实际施工条件,整体加热退磁焊接方法并不容易实现。
- 对于磁性较弱、施工条件较差的钢管接头处,建议使用永磁体进行退磁。
- 钢管接头处的磁场强度较强,采用直流普通焊丝消磁电极电弧焊法效果最佳。










