分析管道剩磁产生原因与解决方法

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在焊接中发生磁偏吹问题，不利于焊接质量水平的提高，因此需加强注意，及时总结发生问题的原因，有针对性地采取应对措施。

一、管道剩磁的原因分析

在进行管道焊接施工过程中，往往发生磁偏吹问题，对焊接过程、焊接质量等产生直接影响。实际上，管道金属中留有剩磁是引发磁偏吹的主要原因之一。一般情况下，可以将剩磁划分为感应磁性与公益磁性两种形式。一方面，在工厂制管过程中时常出现感应磁性，如金属熔炼、管道与强力供电线接近、利用磁化法进行无损检测等。另一方面，在装配焊接作业或者利用磁性夹具、夹持器等过程中，可能产生工艺磁性，在长时间和直流电源连接的电导线接触过程中，导线的外露段可能发生短路问题；在对带有磁性的钢管进行焊接过程中，时常引发电弧难以引燃问题，或者电弧燃烧过程中的稳定性不强、磁场中电弧偏离等，为了提高焊接过程的稳定性，保障焊接质量水平，需要在焊接之前对可能受到磁化作用的钢管进行消磁处理。但是也应认识到，对钢管进行完全消磁是不可能的，因此只要将剩磁控制在一定范围内，对焊接质量不产生影响即可。

二、发生磁偏吹问题的危害

如果管道焊接过程中由于剩磁问题而引发磁偏吹，其产生的危害包括以下两点：

1.由于磁偏吹问题，造成焊接电弧的飘移，如果情况较为严重，可能影响正常施焊工艺；对于长输管道来说，在现场焊接施工过程中，涉及到接环焊接过程，一般采取对称施焊方法，因此磁偏吹可能对管道的根部焊接产生影响作用，但是对其他焊层的影响比较小；

2.由于磁偏吹问题，将造成电弧燃烧不充分、不稳定，再加上弧柱的作用力不强，出现不规则的熔滴过渡，就会对焊缝成形产生影响，造成断续性或者连续性的咬边、熔合不良、未焊透等缺陷。另外，由于存在磁偏吹问题，对电弧周围的气氛也产生影响，空气可能混入到熔池中，引发夹渣、气孔等缺陷。

三、消磁工艺与方法

对于焊接之前进行的消磁处理来说，可针对单根钢管以及钢管对接位置等不同选择工艺技术，一般包括钢管剩磁的方向、大小等，系统性选择消磁的技术与方法，经过技术处理之后再对剩磁量进行检测，确保与要求相一致。

通过应用截面为35-50mm2的焊接导线构成电磁线圈，支持直流电与交流电的消磁过程，在钢管或者对接钢管中缠绕导线，根据钢管剩磁的实际情况确定线圈的匝数；在应用直流电进行消磁过程中，涉及到焊接整流器或者变流器的应用，将实现多工位运行。

1.直流电消磁方法

通过应用磁力计，可对钢管剩磁磁场的方向、大小等参数进行确定，将截面为35-50mm2的焊接导线配置到钢管中，并与焊接交流器按顺序连接，以此保障磁场作用的方向同钢管磁场的作用方向呈相反状态；在初始进行消磁过程中，电流约有80-110A；在消磁过程中，应采取周期性方式利用磁力计在接通电源的情况下测量消磁状况，必要时候需要对电流进行控制或者更改方向；完成整个消磁过程之后，为了能够实现磁通的缓慢降低，应在1-3min之内逐渐将电流值降低，直到为0，最后将电源切断。

2.交流电消磁方法

交流电消磁方法一般在单根钢管装配过程中较为适用，尤其在单根钢管的末端位置。该种方法的应用，具体分析如下：首先，利用焊接导线组成线圈，将钢丝接入到回路中，此时钢丝位于绝缘体并且不可燃烧的材料垫板中，通过钢丝的作用可以优化通电时的电流大小，进而控制消磁磁场；当接通电源之后，钢丝受到一定热量，并且经过一段时间之后会烧断。对于整个烧断的时间，与钢丝的长度、直径、电流值等相关；当钢丝被烧断之后，可以利用磁力计对剩磁进行检测，如果消磁效果不佳，则多次、反复进行消磁操作。

3. 磁铁消磁方法

磁铁消磁方法主要包括电磁铁、永久性磁铁两种形式。在已经对接完毕的钢管中，尤其在改变正负号的磁场附近区域最为适用。当完成了个别区段的消磁处理之后，需要在根部进行焊缝焊接，然后再完成下一段消磁。为了更好地实现消磁目标，可选择专业性较强的电磁铁，将其安装到钢管的对接位置，将电磁铁的N级一端与带有磁性的S级钢管边缘相连接，同时管磁性N级与磁铁的S级相连接。在整个消磁过程中，需要实时利用磁力计对剩磁的大小进行测量。对于磁场的大小，主要通过转变电流来实现，磁场方向则与电流方向相关。

另外，还可应用永久性磁铁实现消磁目标。在正确安装磁铁的前提下，磁极将与被磁化的对接钢管中磁极呈相反状态，可利用磁力计检查磁铁安装的正确性。一般情况下，为了确保消磁效果，可使用多个电磁发挥作用。当管道的对接位置完成消磁之后，需要对根部焊缝进行焊接。此时，可以将磁铁移动到下一个区段，为了提高消磁效率，应尽量将磁铁靠近消磁位置；当沿着钢管的表面进行磁铁移动过程中，可以有效避免由于焊接而在对接位置发生的剩磁；为了避免对消磁的磁通量方向造成改变，应该将磁铁在水平面中进行180°的回转，并且与接口边缘的磁铁进行位置交换。当所有的消磁工序完成之后，再用磁力计进行测量，以确保剩磁数量的减少。

总之，在实际开展工作过程中，如果发现管道发生剩磁现象，应加强注意，以免引发磁偏吹问题，对焊接质量产生影响。结合现场的实际情况，选择简单、可操作的消磁方法，对焊接作业提供保障。

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