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    不銹鋼管剩磁原因分析與消除不銹鋼管磁性的方法

        中安聯合煤化有限責任公司的一級地管項目中,江陰長江鋼管有限公司供貨的不銹鋼無縫鋼管因剩磁導致磁偏吹無法焊接,施工單位認為不銹鋼管剩磁是廠家生產過程中沒處理好的缺陷,導致施工用時增加,施工人工成增加,想要向供貨廠家索賠。廠家認為不銹鋼管剩磁是因為運輸過程中經過強磁場,導致鋼管帶磁,并非生產缺陷導致。雙方在鋼管帶磁是否生產質量問題上糾纏不清。

        1不銹鋼管剩磁原因分析

        在不銹鋼管制造廠里有多種原因會使鋼管帶上磁性,不銹鋼管剩磁產生的原因主要有:工藝磁性和感應磁性,感應磁性常產生在工廠制管環節,如,金屬熔煉常采用電磁起重機進行裝卸,不銹鋼管在強磁場中停置,用磁化法完成無損檢查(用鋼管磁異?,F象進行無損檢測檢測前,先對鋼管磁化),鋼管接近強力供電線放聳等等。其中,磁化法無損檢查主要指的是渦流探傷,渦流探傷設備操作簡單,易于掌握,如果使用得當,能夠檢測出鋼管中人部分缺陷。是目測,超聲波,水壓試驗等幾種鋼管探傷試驗中不可缺少的一種無損檢測手段。工藝磁性常產生在進行裝配焊接作業及采用磁性夾持器、夾具與用立流電焊接管道時,如:長時問接觸與直流電源相連的導線,導線裸露段或者電焊鉗與管子的短路等。

        江陰市長江鋼管有限公司認為,該公司不銹鋼管磁性是因為鋼管運輸途中經過磁場較的高壓電線,所以帶磁性。

        2不銹鋼管剩磁的危害

        焊接帶磁性不銹鋼管時,經常會看到電弧燃燒不穩定、甚至電弧引燃困難、在磁場中電弧的偏離、液體金屬和渣熔融體從焊接溶池中濺出。為了穩定焊接過程,改善焊接接頭質量,在焊接前必須對被磁化了的鋼管進行消磁。被焊接的鋼管要達到完個消磁是困難的所以當剩磁不足以影響焊接質量時,便允許進行焊接。

        3消磁工藝方法

        針對焊接前的消磁,制定了單根鋼管和鋼管對接處的消磁工藝,包括以下內容:確定不銹鋼管剩磁的大小和方向;選擇消磁的方法、技術段;用選定的消磁方法對鋼管或者焊接的對接處消磁;檢查消磁后的剩磁量是否滿足要求。

        4管廠不銹鋼管消磁方法研究

        目前解決剩磁問題的常用方法如:把工件加熱到居里點,破壞工件內部磁籌的有序排列的方法;在存有剩磁的工件加極性相反,數值相等磁場的直流退磁法;使存有剩磁的工件勻速漸漸遠離交變磁場的交流退磁法和把二者結合的交直流退磁法。

        4.1加熱退磁法

        把材料加熱到居里點以上,破壞其內部磁籌的有序排列,然后在不存在外界磁場的環境下冷卻使剩磁消失,是最有效的方法,但加熱相當于對工件進行一次熱處理過程,會改變工件的力學性能和內部金相組織結構,且在工程上也難以實現.所以對管廠來說此法不適用。

        4.2直流退磁法

        將存有剩磁工件加上反向磁場消除剩磁的直流退磁方法,理論上只要剩磁磁場與退磁磁場極性相反,磁場強度大小一致即可實現,但存在如何使二者匹配問題。對于不同規格、材質的工件需不同的磁化狀態,對應的退磁磁場強度也相應不同,需對退磁電流進行反復調節.才能使二者相匹配:而月.對同一批工件,剩磁大小也有區別,使用相同的退磁電流也不能完全消除剩磁。

        4.3交流退磁法

        將剩磁工件勻速漸漸遠離交變磁場消除剩磁的方法。使其遠離退磁線圈的交變磁場時工件的某一點的磁場幅值逐漸降低,當磁場降低到零時,工件的剩余磁場也接近于零。但因交變磁場存在“趨膚效應”,退磁磁場在鋼管表面最強,隨壁厚增加逐漸降低為零,所以對厚壁管無法使剩磁消除干凈;另交流退磁存在“速度效應”即鐵磁金屬的磁性在從強到弱的周期性磁場變化中,至少需要完成10次連續反轉,才能達到良好的退磁效果。但使用工頻退磁時,因鋼管傳動過快,可能來不及完成10次反轉,達不到很好的退磁效果。

        4.4交直流退磁法

        將直流退磁方法和交流退磁方法結合就可以避免單獨使用一利,方法的弊端,實現退磁目的。只要在磁飽和裝置后安裝一個電流可調的直流退磁線圈和一個固定不可調交流退磁線圈(工頻電)就可實現退磁,當直流退磁磁場過小或過人,造成不銹鋼管退磁后還有少量剩磁或反向加磁時,再山交流退磁線圈對其進行址后消磁,達到退磁目的。此方法實現容易,操作簡單,實際應用效果良好,鋼管制造廠常使用這種方法進行渦流探傷后退磁。

        通過調查得出,不銹鋼管在渦流探傷后剩磁不大于30GS即可滿足用戶要求,應此我們設定的目標值也就是不銹鋼管渦流探傷退磁后剩磁小于30GS,因不同鋼種、不同規格的不銹鋼管達到磁飽和狀態時磁化電流值不同,對應的直流退磁電流值也不相同。鑒于交流退磁是固定不可調的,只要調節直流退磁電流值就可實現匹配退磁磁場的效果。

        5野外消磁方法研究

        如果不銹鋼管在廠家沒有有效消除剩磁,那么存放在現場的鋼管如果不進行消磁就會彩響到焊接使用。

        5.1澆水并改變不銹鋼管擺放位置法

        江陰市長江鋼管有限公司認為,不銹鋼管在制造、檢測及儲存期問己經經過消磁,且鋼管剩余磁感應強度低于30GS符合性能要求。關于消磁措施,長江鋼管廠建議給鋼管兩頭澆水,并改變方向擺放,通過試驗證明,該種消磁方法并不理想。

        5.2鋼管纏繞通電焊把線法

        中建安裝提出使用不銹鋼管纏繞通電焊把線法消磁,在消磁過程中,每一次消磁前都要測量鋼管剩磁小,計算所需線圈匝數和所需電流大小。該方法山于通電線圈匝數受到限制,對消磁電源容量要求較高,對施工設施配置要求也較高,史正要的是在有限合同工期內不能完成工程進度,所以在工期要求緊的情況下這種方法不太可取。

        5.3利用導磁屏蔽套消磁

        管道焊接時,坡口附近的容易產生電弧偏吹,是山于兩極問異極相對磁力相吸、兩極間同極相對磁力相斥,只有兩極問磁力平衡,不顯磁場力了,焊接就不會產生磁偏吹。

        5.3.1導磁屏蔽套”工作原理?!皩Т牌帘翁住惫ぷ髟硎抢么盆F在兩極存在同極相斥異極相吸的力,而在磁鐵內部磁力平衡不顯磁力,將兩個磁體用導磁金屬連接,使之成為一體。這時管口焊縫根部所處的位置相當于磁體內部,因而該處不顯磁力。如圖I所示把管口兩端加上“導磁屏蔽套”,使管口兩端連為整體,管口失衡磁力變得均衡,管口處變為不顯磁力,從而,消除或減輕焊接電弧磁偏吹。

        5.3.2“導磁屏蔽套”消磁操作步驟

        根據施焊管道管徑做一管“導磁屏蔽套”,見圖2要求導磁屏蔽套材質為可以通磁的普通碳鋼材料,用厚度a m左右鋼板或者管材制作。

        “導磁屏蔽套”的弧度和管口的弧度要求一致,并能和管口四周緊貼到一起。

        在“導磁屏蔽套”的中2-4個便于點固焊接的點固焊開槽口,便于點固焊接。必要時也可反復拆卸移動。

        “導磁屏蔽套”上焊接四個翼板,并鉆四個圓孔,便于兩端“導磁屏蔽套”用螺栓緊固連接。

        用“導磁屏蔽套”把管緊固在一起,露出點固焊接開槽處,便于焊接點固和焊接。

        從點固焊開槽處進行點固焊接,通過緊固的“導磁屏蔽套”使焊成為一鐵磁通整體,能把磁力線約束在特定閉合回路中,磁力線分布均勻,焊接電弧受磁力影響明顯減弱。從開槽處對稱點固焊接幾段后,坡內偏磁場幾乎消失,可去掉導磁屏蔽套正常焊接。

        結束語

        不銹鋼無縫管道如果不能有效消除剩磁必然會對焊接產生不利影響,做好不銹鋼無縫鋼管出廠前剩磁消除和剩磁檢測是保證產品質量,維護產品形象不可缺少的步驟。當不銹鋼無縫鋼管在現場安裝時發現含有影響焊接的剩磁時,須選擇簡單高效省時的方法解決剩磁影響,導磁屏蔽套消磁法是經過現場安裝建設單位實際檢驗后得出的快速有效的消除鋼管剩磁方法。

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