蒯宏忠

帶強(qiáng)磁性的35CrMo管道焊接

蒯宏忠

通過(guò)對(duì)帶強(qiáng)磁性35CrMo材質(zhì)的管道焊接過(guò)程中遇到的問(wèn)題產(chǎn)生原因，以及常見(jiàn)的管道消磁方法的分析比較，結(jié)合車(chē)間施工實(shí)例，介紹了一種設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、經(jīng)濟(jì)有效的強(qiáng)磁性管道焊接方法。

2013年8月中海油深圳分公司對(duì)番禺4-2A、5-1A平臺(tái)一批高壓管匯及軟管進(jìn)行更換，這個(gè)項(xiàng)目由我司承接，包括陸地預(yù)制及海上安裝。此次高壓管匯更換管道使用的材料為35CrMo，管道為DN50、DN100，壁厚為XXS，購(gòu)買(mǎi)時(shí)要求參照標(biāo)準(zhǔn)為GB 8163—2008《輸送流體用無(wú)縫鋼管》。購(gòu)買(mǎi)的DN100無(wú)縫鋼管存在很強(qiáng)的磁性，在進(jìn)行組對(duì)時(shí)，出現(xiàn)磁偏吹現(xiàn)象，并且焊絲被吸附在鋼管的一側(cè)，很難拔下來(lái)，再次靠近焊絲又被吸住，無(wú)法進(jìn)行組對(duì)焊接。

然而平臺(tái)十年特檢時(shí)間將至，工期必須保證，退換貨延誤工期，將會(huì)給公司帶來(lái)較大的負(fù)面影響。經(jīng)研究后，公司決定嘗試對(duì)管道進(jìn)行消磁處理。

1. 鋼管帶磁的原因分析

35CrMo無(wú)縫鋼管在金屬熔煉、采用電磁起重機(jī)進(jìn)行裝卸、鋼管在強(qiáng)磁場(chǎng)中放置時(shí)間較長(zhǎng)、磁化法無(wú)損檢測(cè)等過(guò)程均會(huì)出現(xiàn)帶磁性的情況。在管線制作過(guò)程中，采用磁座切割機(jī)下料、磁性?shī)A具加持等均會(huì)出現(xiàn)帶磁的情況。本次鋼管為新制作的鋼管，帶剩磁最大的原因是磁化法無(wú)損檢測(cè)后管道剩磁較大，未消磁。

2. 消磁方法分析比較

（1）加熱方法 可以較徹底的消除管道里的剩磁，但是存在以下缺點(diǎn)：①帶磁性的材料在加熱到“居里點(diǎn)”以上，才會(huì)由鐵磁體轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾朋w，管道中剩磁消失。但當(dāng)材料溫度低于“居里點(diǎn)”時(shí)，材料又由順磁體轉(zhuǎn)變成鐵磁體，管道中剩磁恢復(fù)，依然無(wú)法進(jìn)行焊接。②公司所用35CrMo材料的焊接工藝評(píng)定是在對(duì)焊口稍稍加熱后進(jìn)行的，在“居里點(diǎn)”以上的焊接缺少焊接依據(jù)，不能保證焊縫的力學(xué)性能，需要重新進(jìn)行工藝評(píng)定。③查找相關(guān)資料，只查到純鐵的“居里點(diǎn)”溫度為770℃，但35CrMo的“居里點(diǎn)”溫度并未查到，無(wú)法確定加熱的溫度。④熱處理需要消耗大量的能源且用時(shí)較長(zhǎng)，不經(jīng)濟(jì)。

（2）振動(dòng)法 當(dāng)管道直徑較小和剩磁強(qiáng)度較小時(shí)，通過(guò)人工敲擊的方法可以實(shí)現(xiàn)管道的消磁。但此次管道為DN100的管道并且?guī)в休^強(qiáng)的磁性，通過(guò)人工的方法難以消除剩磁，只有通過(guò)高頻振動(dòng)的方法將管道內(nèi)有序的磁疇排列重新無(wú)序排列來(lái)實(shí)現(xiàn)消除管道中剩磁的目的。高頻振動(dòng)需要專用設(shè)備，且租賃較困難。

（3）消磁/退磁機(jī) 一般鋼管制造廠對(duì)鋼管采用消磁/退磁機(jī)消磁，效果較明顯。但需要配備專用設(shè)備。

（4）線圈感應(yīng)消磁法 利用線圈中產(chǎn)生的反向磁場(chǎng)消除管道中剩磁，但需要判斷管道中剩磁的磁極。要想將磁性大小降至最小，還需要對(duì)管道中剩磁進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量磁性大小需要專用工具，公司沒(méi)有此類設(shè)備，如果采取加反向磁場(chǎng)的方法消除管道中剩磁，只能大致判斷管道剩磁的極性和強(qiáng)弱，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整磁鐵位置或者線圈多少及電流強(qiáng)弱來(lái)消除管道中剩磁，難以進(jìn)行量化。

3. 消磁方法的確定及實(shí)施

公司現(xiàn)有可以利用的設(shè)備為：DC—600直流氬弧焊機(jī)、熱處理設(shè)備。

基于以上分析，并從現(xiàn)有設(shè)備及經(jīng)濟(jì)性多方面考慮，決定采用加反向磁場(chǎng)的方法消除管道中的剩磁。

具體方法如下：將焊機(jī)的焊線以200mm的間距均勻的纏繞在鋼管上，地線用地線夾均勻放置于要焊接的兩段鋼管兩側(cè)，形成一個(gè)通電回路，如附圖所示。剩磁的強(qiáng)弱適當(dāng)?shù)脑黾踊驕p少線纜纏繞的圈數(shù)。