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俄罗斯管道焊接前的现代消磁方法 许 贵 芝 编 译 南京航空附件厂 210002 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 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;③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- 4T焊接条件 弱 100消磁 用截面35～50 mm 2 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500～1 000 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 ц- 4505、 ц- 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。 75焊管第25卷第5期2002年9月 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 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-被消磁钢管 2-电磁铁 3-焊接导线 4-直流焊接电源 5- 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 H1 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 HINL 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 ИMП- 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- 4T1～1 999 灵敏度下限10- 4T1 调整工作规范时间s30 电源充电后连续工作时间h8 外形尺寸 mmmmmm 电子装置1706035 充电装置部分707030 质量 kg 电子装置0. 35 测量变流器0. 35 向;②在钢管上配置截面35～50 mm 2 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80～100 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1m in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 85 焊 管 2002年9月 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 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 1-被消磁钢管 2-焊接导线 3-直流焊接电源 4-带焊条的电焊钳 5-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 2 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2010- 4T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 1-被消磁钢管 2-公用焊接导线 3-直流焊接电源 4-平 滑降低电流的装置钢丝 5-绝缘材料垫板 6-焊接变压器 法消磁以外,还有如下的补充按图 4 b的消磁 系统图装配,采用1根焊接导线组成的线圈,在回 路中接入长0. 5～1. 0 m、 直径1. 5～3. 0 mm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 消磁有时需要4～5次。 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。 对于交流电的消磁,同样可 以采用电气调节器,以便平滑地改变电流的大小。 3用电磁铁和永久磁铁消磁 主要用在已 对接好的钢管上长100～200 mm的个别区段,特 别是在正负号改变的磁场附近。 此时,个别区段消 磁后,应该完成根部焊缝的焊接,然后进行下一段 的消磁。为了消磁,选用了具有专门结构的电磁 铁。电磁铁安装在钢管对接处,见图 1 a , 使电磁 铁的N极安置在有磁性S极的钢管边缘,而磁铁 S极与管磁性N极相接。在消磁过程中,必须借 助于磁力计定期地测量钢管剩磁的方向与大小 接通电源时。消磁磁场的大小通过改变电流大 95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 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 小来调节,磁场方向通过改变电流方向来调节,亦 即转换电源正负极来调节。 用永久磁铁消磁,选用了 ЮН Д К Т5合金制造 的C形或者圆柱形永磁铁,见图 1 a和b。 当磁 铁正确安装时,磁极应该和被磁化的对接钢管的 磁极相反。 磁铁安装正确与否可用磁力计来检查。 为了增强消磁的效果,磁铁可以彼此连接二三个 以上,其作用相同。 在对接区段消磁以后,必须完 成此处根部焊缝的焊接。 此后,磁铁应该移至下一 个消磁区段。 为了增加消磁磁场,磁铁要接近消磁 处,反之可以去除磁铁。沿钢管表面移动磁铁时, 可以减小焊接对接处剩磁直到最小值。 为了改变消磁磁通量的方向,必须在水平面 上将C形磁铁回转180,而装在对接处边缘的圆 柱形磁铁要交换位置或者在垂直平面中回转 180。在每一道消磁工序后,必须用磁力计检查剩 磁的大小。 3 结 论 俄罗斯消磁经验表明,采用现有工艺文件中 的消磁方法是十分有效的。这种方法可以用在工 业部门各种管道的安装、 焊接和修理作业时。 参 考 文 献 1 ВИГ Р И Н Е Н К О等.О р б и т а л ъ н о йС в а р к е с А в т о о п р е с с о -в к о йА в т о м а т а м иО Д А-35лeт.С в а р о чп р-в о, 2000 1 38～41 作者 许贵芝,男, 1939年生, 1962年毕业于 北京航空学院。中国航空工业总公司南京航空附 件厂高级工程师,南京市焊接协会委员,华能南京 分公司业余俄语翻译。 在国内外发表论文、 译文数 十篇。联系地址南京市西华东村12- 402。 收稿日期 2002- 03- 21 中国钢铁工业协会科技环保部拟征集出版 中国钢管企事业单位名录第二版 中国加入W TO后钢管业面临着前所未有的机遇与挑战,近年来我国的钢管生产线发展很快,钢管 生产工艺、 技术、 设备、 机组和单位,尤其是中小企业的变化很大。随着现代通讯技术的发展,各单位电 话、 电子邮件信箱、 网址、 邮编等也有变化。 原冶金部科技司于1993年底组织征集编辑出版的 中国钢管 企业事业公司第一版专集工具书已基本不能满足国内用户的需求,国内相关单位希望出版新版 名 录 的呼声很高。 为了应对经济全球化和中国加入W TO后我国钢管业参与国内外竞争的需要,满足国内外钢管行 业用户要求,更为完整的收集国内钢管行业的信息资料,全面掌握钢管行业动态,建立信息网络,为钢管 界及相关单位提供服务,促进行业之间的技术交流,增进各钢管包括无缝钢管、 焊接钢管、 不锈钢管、 复 合管,管件、 弯头、 冷弯型钢,管带材生产、 设备制造企业以及设计、 研究、 教学单位和相关公司与广大用 户之间的相互了解,进一步发展钢管生产技术,中国钢铁工业协会科技环保部拟组织编辑再版 中国钢 管企事业单位名录 大型专集工具书,聘请国内钢管行业有关专家、 学者及知名企业家组成 中国钢管企 业事业单位名录 出版编辑委员会,统筹组织开展工作,具体事宜委托 钢管 杂志社颜幼贤同志与 焊 管 期刊社杨继锋同志以及部分编辑出版人员负责办理。该专集将以收抵支,由认刊单位依据所刊资料 酌情交付相关刊登刊面费。 收录内容包括企业规模、 职工人数、 工程技术人员数、 主要产品规格、 优质产品、 专利技术、 设备型 号、 机组数量、 年生产能力、 执行标准、 企业法人及企业概况等,以全面反映钢管包括无缝钢管、 焊接钢 管、 不锈钢管、 复合管,管件、 弯头、 冷弯型钢,管带材等企事业单位的面貌。 请各有关单位将所刊资料尽 快寄送 钢管 杂志社颜幼贤或 焊管 期刊社杨继锋,以便尽快汇编出版。 中国钢铁工业协会科技环保部 06 焊 管 2002年9月 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. X u L ix in Yao Yonggang L i J ibiao30 Abstract In domestic, the computer automatic- controlon the clearance of the SSAW pipe weld seam do not still get the effective solution. A t present generally adopt manual adjust, which is serious1y restricting i mproving the weld pipe quality.A nalyzing this problem, put forward new controlmeans- - adopting computer truck and branch dis2 play system and P I D controller. Subject Terms SSAW pipe weld seam clearance computer control system P I D controller DC Driving Control System of W eld Pipe Fixed Length Flying Saw Yang X iaom ing L i Yugui B i Youm ing32 Abstract It is raised to combine the PLC w ith DC speed regulator to compose control system fixed length flying saw , and give out flow chart of control system for the con2 tinuous production of welded pipe and cold bend section steel .It is approved by practice that the control system has the advantage ofw idely suitability and high contro1 ac2 curacy etc. Subject Termswelded pipe flying saw combinable regula2 tor Set- upM ethods of Parameterization D iagram L ibrary for L ight Steel Keel Roller W ang Yadong34 Abstract lt is introduced the setup, realizing and setup anolog procedure of parameterization diagram library and put forward the design idea of computer parameteriza2 tion design system for light steel keel roller.It is usedA u2 to L ISP language to develop system of parameterization di2 agram library on A uto CAD 2000 plat and carried out the design show of roller real example for light steel keel products after size and series integration and clarification for the current light steel keel roller system. SubJect Terms A uto CAD parameterization design dia2 gram library setup light steel keel roller D irect CurrentDCSpeed Regulatiug System Controlled byM icrocomputer S han Yuntao41 Abstract It is adopted m icrocomputer on slice technology to control PC speed regulating system of high frequency welded pipe m ill, overcome the nonlinear contradiction of output and i mprove the protect system more real2 izable.It is used synchronism lock phase system technolo2 gy to realize synchronism of control circuit and main cir2 cuit.It is also used current balancing treatment technology to realize synchronism operation of tw in motor drive. Subject Termswelded pipe m ill DC speed regulation syn2 chronism m icrocomputer on slice The Removal Coating Volatile Solvent of Inside Coating for SSAW Pipe T u J unjun44 Abstract lt is introduced a coating volatile solvent blowout device for inside coating w ith self design machine to solve the removal problem of volatile solvent remained the pipe inside surface during inside coating operation of large size SSAW pipe. Subject Terms spirally submerged arc we1ded pipe inside coating volatile solvent device The Techn ical I mprovement of End Carriage on Pipe Out- side Coating Production L ine Fang W enW ang Q iang Zhou Q iuf enW ang Yong46 Abstract It is analysed that the reason which originel end carriage on the pipe outside coating production line can not meet the requirement of production and raised i mprove2 ment solution.The end carriage ofter changed not only meet the requirement of production but also save more space, operate more easer and suit more range than the o2 riginal one. Subject Terms steel pipe outside coating of steel pipe pro2 duction line equipment trans. Steel Pipe Friction Reducing Internal CoatingManufactur- ing Process and Equipment L i J unf eng W en H ongw eiW ang S uix i48 Abstract Introduced the steel pipe friction reducing inter2 nal coating manufacturing process and main equipment, present the typical process layout of internal pipe coating production line, also introduce the and the working principle of the main equipment. Subject Terms steel pipe friction reducing internal coating process equipment Using Auto CAD CalculatingW elded Pipe RollerW eight Zhang Yuw en51 Abstract Introduced the of using A utoCAD calcu2 lating welded pipe roller weight quickly.Solved the prob2 lem of calculatingmachine partsweight. Comparew ith the traditional, this one ismore accurate. Subject TermsA uto CAD welded pipe rollerweight calcu2 lating D iscussion on Problem of Steel Pipe Strip Speci men Tensile Tests S un H ong54 Abstract To the problem of more yield strength error in SSAW pipe transverse strip speci men ten2 sile tests, analyze the reason of the error, put forw ard corresponding solving . Subject Term s tensile tests strip speci men yield strength Analysis on Steel Strip Splitting Defect Yao X iaojun56 M odern Eli m inating Magnetism M ethod before W elding in Russian Pipeline T ranslated by X u Guizhi57 Abstract A nalyzedthe reason oftheresidual magnetism on pipe and the influence on the w eld2 ing quality.Introducedthe Eli m inating M ag2 netism process and the Eli m inating M agnetism before w elding in Russian pipeline.Pro2 duction experience approved that the is practical and effective. Subject Term s pipeline steelpipew elding residual magnetism eli m inating M agnetism process 26 焊 管 2002年9月 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.