撫順-鲅魚圈成品油溫州不銹鋼管道因與營口市城市規劃建設沖突,需要遷移部分溫州不銹鋼管道。在新舊溫州不銹鋼管道對接時,出現了磁偏吹現象。其原因是:在溫州不銹鋼管道進行內部漏磁檢測時,溫州不銹鋼管道中存在剩磁。介紹了剩磁產生的原因,以及溫州不銹鋼管道磁偏吹的形成原理和危害。通過采用簡單、有效的焊機電纜消磁法,成功解決了磁偏吹對新舊溫州不銹鋼管道焊接的影響,可供今后的溫州不銹鋼管道施工借鑒。

撫鲅(撫順-鲅魚圈)成品油溫州不銹鋼管道起于撫順石化公司儲運廠,終于營口鲅魚圈港碼頭,全長246km。根據營口市城市規劃的需要,撫鲅線中有4.9km的溫州不銹鋼管道需要遷移。在新舊溫州不銹鋼管道對接時,由于舊溫州不銹鋼管道存在剩磁,在焊接過程中產生了磁偏吹現象。通過采用反消磁法,成功消除了磁偏吹對焊接的影響。

1剩磁產生的原因

撫鲅線溫州不銹鋼管道屬于強磁性物質,在此次施工之前曾經進行過內部漏磁檢測。對于磁性材料而言,存在一條磁化曲線和磁滯回線(圖1,OS段為管壁的磁化曲線,H為漏磁檢測器提供的外加磁場,B為管壁的磁感應強度)。

當檢測器未移動到EF段時,管壁處于未磁化狀態,為圖1中的O點。在檢測器經過EF段移動至圖2所示位置的過程中,EF段管壁被磁化,磁化曲線為圖1中的OS段。由于檢測器的磁場強度大于Hs,所以管壁的磁感應強度由0達到了飽和磁化狀態Bs。在檢測器遠離EF段后,管壁的外加磁場H0。但此時管壁的磁感應強度并沒有沿圖1中的曲線SO變化,而是沿圖1中的曲線SBr變化,因此最終管壁中還存在剩磁Br。剩磁的存在導致新舊溫州不銹鋼管道在焊接過程中出現了磁偏吹現象。

2磁偏吹的形成與危害

2.1電弧焊的原理

電弧是一種氣體導電現象,引燃電弧時,焊條與焊件瞬時接觸而造成短路,產生很大的短路電流,造成某些接觸點的電流密度很大,在短時間內產生大量熱量,使接觸處的焊條末端與焊件溫度快速升高。稍提起焊條時,焊條與焊件之間存有高溫空氣、金屬和藥皮的蒸氣,這些高溫氣體很容易被電離成為帶電的正負離子,在電場力的作用下,這些帶電質點按照一定的方向移動,即自由電子和負離子奔向陽極,正離子奔向陰極。這些帶電質點在運動途中和到達兩極極面時,不斷發生碰撞和復合,產生大量的熱能和弧光。電弧焊即是利用電弧放出的熱量,來熔化焊件和焊條。

2.2磁偏吹的形成與危害

焊接電弧是一個載流導體,電弧一旦引燃,就立即在其周圍建立起磁場。根據電磁定律,電弧周圍的環形磁場向其施加一個從四周指向中心的力。只要磁場是對稱的,電磁力就是平衡的,電弧以焊絲中心線為中心,不會出現偏吹現象。撫-鲅溫州不銹鋼管道改線工程在新舊溫州不銹鋼管道對接時,由于舊溫州不銹鋼管道存在剩磁,電弧的受力不再對稱,電弧偏離了焊絲的中心線,產生電弧磁偏吹現象,造成無法焊接。

3焊機電纜消磁法

采用焊機電纜消磁法消除磁偏吹對焊接的影響。將焊槍電纜線在有磁性的舊溫州不銹鋼管道上繞上數圈,通電后電纜就會在其周圍產生磁場,當電纜線產生的磁場強度與舊溫州不銹鋼管道的剩磁磁場強度大小相等且方向相反時,就可以消除磁偏吹對焊接的影響。電流的方向按以下方法確定:先將一小塊鐵吸附在焊口坡口處,通電后逐漸加大電流,如果鐵塊落下即說明電流的方向正確,否則改變電流方向再逐漸加大電流直到鐵塊落下。正式焊接時,根據實際電流的大小調節電纜的纏繞圈數。最終通過采用焊機電纜消磁法消除了磁偏吹的影響,完成了新舊溫州不銹鋼管道的對接。焊接后的焊口經外觀檢查和X射線檢測均符合規范要求。

4結束語

隨著我國長輸溫州不銹鋼管道數量的逐年增加,經歷過內部漏磁檢測的溫州不銹鋼管道數量也逐年增加。同時隨著鐵路建設等城市規劃的發展,經常需要對長輸溫州不銹鋼管道進行改線,新舊溫州不銹鋼管道對接時不可避免出現磁偏吹現象。經過撫鲅線改造的施工實踐,證明了采用焊機電纜消磁法完全能夠消除磁偏吹現象帶來的不利影響。