管道焊口现场简易消磁方法

周洋

摘要：石油化工现场施工中，经常发生因保护不当导致金属管、对接焊口带磁现象。由于现场不会常备专用消磁设备，给施工造成不小麻烦。利用焊机的焊把线作为消磁线圈，消除施工现场金属管、焊口的磁性，是一种用简单、常用、快速解决实际问题的方法。

关键词：焊口；管道；钢管；消磁方法；电焊机；磁性

引言

在管道焊接作业时，有时焊口会出现磁偏吹影响焊接過程的现象。磁偏吹的形成是管道金属中存在磁力的结果。感应磁性常产生在管线现场加工、管线蒸汽吹扫、材料保管不当等环节中，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，管道安装时，采用磨光机对管口进行打磨，强摩擦会引起坡口带磁。焊口采用中频加热处理时，其加热过程会导致管内充磁。在这些作业停止后，仍有残留磁性留在管口端面。如某管道改线碰口作业中，因长时间对管口进行打磨，导致顺气流方向根焊过程中出现焊口带磁情况。大庆乙烯高压合金钢蒸汽管线带磁就属于此种情况。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，被磁化了的钢管或焊口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，现场条件下几乎不可能。

当我们在施工现场遇到管线带磁的现象影响焊接，通常需要以下几个步骤进行判断的做法进行消磁。

1.确定钢管剩磁场的位置和方向

焊口磁场的位置一般分为两种，一种为焊后两端只有一端带磁，另一种为焊后两端均带磁场。磁场的方向一般也分为两种，一种为焊口两端为同方向磁场，另一种为焊口两端磁场为相对方向。

以上判断均可用磁铁来简易判断极性和方向。

2.选择消磁的方法及技术手段

管线消磁一般有以下几种常见方法：

2.1采用专业消磁设备。目前市场上有成型的消磁设备，虽然其工作原理与绕线电焊机法相近，但操作简单，输出电流可调节，可在设备上实现磁场极性转换，效率较高，近年来也在施工作业中广泛使用。

2.2升温法。焊口组对好以后，在带磁管道端面用氧一乙炔火焰进行加热升温，以此降低管道磁性。但对强磁管道而言，需升温至改变其金相结构才能降低管道磁性，而改变管材的金相结构又与现行国家标准不符，因此，建议对弱磁管道使用该方法。

2.3搭桥法。由于管道坡口存在磁场，要求磁桥有足够的分磁面积，搭桥法要求在焊口处对称均匀点焊8～10点（2点之间距离为100mm左右），每1焊点长度约为25mm，熔池深度不宜超过管道壁厚的1/3，从而有效地使大部分磁力线通过桥面流通，降低焊口处的磁性强度。此方法只有在弱磁情况下有效，强磁效果不佳。

2.4如果条件允许可以放置一段时间。简易电焊机绕线消磁法：通常施工现场不具备管道消磁机，遇到突发情况只能采用现场常用的电焊机来进行消磁。

管线消磁的原理是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，通过控制电流大小而控制所形成磁场的强弱，以达到消磁目的。

在这里我们主要分析施工现场常用的直流电焊机电消磁工艺。在确定完磁场的方向后，我们将电焊机调整为直流开始缠绕电焊把线，把线缠绕的方向要根据右手螺旋定则来判断。让四指弯向螺线的电流方向，大拇指所指的那一端就北极。

在钢管上缠绕柔性焊接导线组成的线圈（一般焊口消磁在消磁处缠绕2到3圈为宜），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，使其形成的磁场作用方向与钢管磁场作用方向相反。

消磁开始时，电流可以调为50-100A。随着电流的逐渐增大和短路时间增加，周期性地在钢管上消磁磁场作用的越大。现场由于条件简陋，推荐使用将电焊钳和的R线连接金属板片接入消磁系统中，将装入电焊钳中的焊条，在100-200 A电流下与金属板短路约1-5s。然后断开。在每一次短路、断开循环之后，检查管道磁性强弱，和极陛并在必要时重复上述消磁过程。

可用大头针在坡口处感觉磁力大小，如果在检查时发现磁场增大或极性与消磁之前相反，则可能在上述消磁过程中消磁电流过大或短路时间过长使工件产生反方向磁场。此时只需将电焊机上的连接线调换极性然后重复消磁过程。

消磁结束以后，为了平滑地降低磁通，应该在1min内逐渐减小电流，直到零值，然后切断电源。

3.总结

简易电焊机绕线消磁法由于没有测量定量的手段，往往会产生反向磁场。需要在过程中反复感觉摸索剩余磁通量，达到焊接要求水平后即可焊接。

大庆乙烯装置超高压蒸汽管线A335GR.P91合金钢管线的焊接施工中返修焊口产生强磁，采用了电焊机绕线消磁法成功解决了现场技术难题。