При сварке труб и других металлических изделий на постоянном токе нередко наблюдается так называемое «магнитное дутьё», вызванное остаточным магнитным полем труб. Такое явление отрицательно влияет на сварочный процесс, приводит к образованию ослабленных участков шва, разбрызгиванию горячего металла, образованию пор, пережогов, непровара и других дефектов. В некоторых случаях розжиг дуги вообще не возможен, ввиду прилипания электрода.
Дефекты сварных швов магистральных газопроводов и нефтепроводов, вызванные высокой намагниченностью, не проходят технологический контроль. Приходится заново проводить работы, что приводит к потере времени и сварочных материалов.
Намагниченность труб газопроводов появляется вследствие диагностики их состояния, при которой используют магнитные дефектоскопы. Эти приборы неразрушающего контроля используются для обнаружения участков с тонкими стенами, неровностей поверхности. Дополнительными факторами, способствующими намагничиванию, являются упругие механические напряжения при изготовлении и транспортировке магистральных труб в магнитное поле Земли. Высоковольтные линии, расположенные в непосредственной близи от магистральных трубопроводов, также могут стать причиной образования магнитного поля. Уровень остаточного магнитного поля на торцах труб может достигать 200 мТл.
Поскольку намагниченность труб не позволяет получить хорошее качество шва, размагничивание труб перед сваркой является необходимой технологической операцией. Поскольку полностью устранить магнитное поле не возможно, допускается проводить сварку при малых показателях намагниченности, не оказывающих негативного влияния на качество шва.
Стандартом СТО Газпром 2-2.2-136-2007 «Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. Часть 1» установлен уровень остаточной намагниченности торцов труб и соединительных деталей трубопроводов – не более 2 мТл (20 Гс). При намагниченности более 2 мТл должно выполняться размагничивание. Намагниченность стыка труб для осуществления сварочных работ классифицируется на три уровня:
- слабая – менее 20 Гс;
- средняя – от 20 до 100 Гс;
- высокая – более 100 Гс.
Для размагничивания участка газопровода до допустимых пределов намагниченности, необходимо создать размагничивающее магнитное поле большего значения, чем величина остаточной намагниченности. Для обеспечения качественного сварного шва используют следующие методы размагничивания:
- импульсный;
- циклическое перемагничивание;
- компенсационный.
1) Импульсный метод размагничивания заключается в приложении одного или нескольких импульсов магнитного поля (в 1-3 раза превышающих первоначальный уровень намагниченности), направленных в противоположную сторону остаточному магнитному полю. В результате чего некоторая часть доменов ориентируется навстречу основному полю и общая намагниченность торца трубы уменьшается.
2) Циклическое перемагничивание. Трубы размагничивают приложенным знакопеременным полем с амплитудой, равномерно уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля. Толщина размагниченного слоя, вследствие особенностей проникновения переменного поля, зависит от магнитных свойств материала изделия и частоты размагничивания. Чем больше магнитная проницаемость и толщина детали, тем меньше должна быть частота поля. В зависимости от материала изделия, его размеров и формы применяют переменные поля различных частот: от 50 Гц до долей герца. Таким образом, вращение доменов, производимое периодическим воздействием, уменьшающегося по амплитуде переменного магнитного поля, приводит к их разупорядочиванию, и, соответственно, к размагничиванию изделия.
3) Компенсационный метод размагничивания – к трубе прикладывают постоянное магнитное поле (относительно небольшой величины), направленное навстречу вектору остаточной намагниченности. В результате, приложенное магнитное поле компенсирует остаточную намагниченность, и позволяет провести качественную сварку шва. Как правило, после проварки коренного шва приложенное магнитное поле отключают.
Проверку намагниченности следует производить электронными магнитометрами в четырех точках поперечного сечения торца трубы.
Компания ЮВТЕК производит автоматические установки для качественного размагничивания магистральных труб в полевых условиях.