Методы размагничивания труб перед сваркой

Размагничивание труб перед сваркой необходимо для предотвращения магнитного дутья и получения хорошего качества сварного шва.

При проведении сварочных работ на магистральных трубопроводах в полевых условиях используют следующие методы размагничивания:

• компенсационный;
• импульсный;
• циклическое перемагничивание.

Компенсационный метод размагничивания

Метод используется непосредственно во время сварки стыка труб. Метод основан на приложении постоянного магнитного поля к торцу, равному по значению и направленного навстречу остаточной намагниченности трубы. 

В результате приложенного поля, остаточная намагниченность в стыке сводится до приемлемой величины (не более 5–7 Гс), что позволяет провести качественную сварку шва. 

После проварки коренного шва приложенное магнитное поле отключается (поле трубы уже не выходит в зазор и не оказывает негативного влияния) и сварка продолжается в обычном режиме.

Установки в которых реализован компенсационный метод размагничивания

• ЛАБС-7К2 (2 контура размагничивания);
• НЕВА MD-T2 (2 контура размагничивания);
• АУРА-7001 (1 контур размагничивания);
• НЕВА MD-T1.P3 (1 контур размагничивания, трубы диаметром до 1420 мм);
• НЕВА MD-T1 (1 контур размагничивания, трубы диаметром до 720 мм);

Преимущества компенсационного метода размагничивания

• Малая мощность размагничивающей установки, т. к. для компенсации требуется гораздо меньшее поле, чем для размагничивания и перемагничивания трубы.
• Малый вес размагничивающей установки.
• Меньший вес и длина размагничивающих катушек по сравнению с импульсным и циклическим методами размагничивания.

Недостатки метода компенсации

• Необходимость наличия двух контуров размагничивания, т. к. сварка катушки осуществляется одновременно с двух сторон, что бы не было тяжения и изменений зазоров в стыке труб.
•  Размагничивание невозможно до проведения сварочных работ, когда торец трубы свободен, что накладывает ряд ограничений и сложностей при намотке размагничивающих катушек.
•  При использовании компенсационных магнитов размагничивание обеспечивается только в ограниченном диапазоне полей на небольшом участке вдоль шва 50–100 мм. Так же требуется постоянная перестановка магнитов и изменение величины магнитного поля, что существенно затягивает процесс сварки. При этом не обеспечивается точная регулировка поля.

Импульсный метод размагничивания

Метод применяется при размагничивании труб до проведения сварочных работ. Установки в которых реализован импульсный метод размагничивания: АУРА-7001, НЕВА MD-T1.P3. Метод заключается в приложении одного или нескольких магнитных импульсов, создаваемых размагничивающей катушкой, и направленных в противоположную сторону магнитному полю торца трубы. 

При этом величина магнитного поля катушки в десятки раз превышает значение остаточной намагниченности торца трубы. В результате этого воздействия некоторая часть магнитных доменов ориентируется навстречу магнитному полю трубы и её общая намагниченность снижается до требуемых значений.

Преимущества импульсного метода размагничивания

— Малое время цикла размагничивания, как правило, не более 1,5–2 минут.

Недостатки импульсного метода

• Эффект от размагничивания сохраняется не продолжительное время, как правило, не более 2–4 часов. Это происходит из-за того, что участок трубы под размагничивающей катушкой, на которое оказывается воздействие, не размагничивается, а перемагничивается — т. е. часть доменов ориентируется навстречу остаточному полю. Поэтому переориентированные домены участка трубы под катушкой, под действием остаточного поля основной части трубы, стремятся вернуться в изначальное положение.
•  Требуется большая мощность источника (дизель генератора) для питания размагничивающей установки, как правило, не менее 100 кВт. При меньшей мощности генератора будут происходить резкие толчки, броски напряжения и перегрузки. Для создания единичных перемагничивающих импульсов необходима большая мощность — установка размагничивания работает в режиме «короткого замыкания».
•  Высокая мощность установки размагничивания обуславливает ее большой вес — не менее 40 кг, для возможности размагничивания труб больших диаметров 1020 — 1420 мм.

Циклический метод размагничивания

Данный метод применяется до проведения сварки стыков. Установки в которых реализовано циклическое размагничивание: НЕВА MD-T1.P3; НЕВА MD-T1. Трубы размагничивают приложенным знакопеременным магнитным полем с амплитудой, равномерно уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля. 

При этом частота изменения поля составляет от долей до единиц Герца, как правило, от 0,1 до 2 Гц. Таким образом, под воздействием уменьшающегося знакопеременного поля катушки, происходит вращение доменов и их постепенное разупорядочивание (размагничивание) на большом участке трубы до 3-ех метров.

Преимущества циклического метода размагничивания

• Переменное убывающее поле обеспечивает равномерное размагничивание всего участка трубы.
•  Эффект размагничивания сохраняется гораздо дольше — от 8 часов до 3–4 дней.
•  Возможность размагничивания, как торца трубы (1–3 метра), так и целой катушки (до 12 метров).
•  Малая мощность размагничивающей установки, как правило, не более 7–9 кВт при размагничивании труб диаметром 1420 мм.
•  Относительно малый вес установки, не более 20 кг, что позволяет одному человеку справляться с размагничиванием.

Недостатки циклического метода размагничивания

• Время цикла размагничивания больше чем у импульсного метода и составляет от 2 до 5 минут на один стык.

Во всех трех методах размагничивания необходимо осуществлять проверку намагниченности трубы в четырех точках поперечного сечения торца. Для контроля могут применяться как электронные, так и стрелочные магнитометры, с диапазоном магнитного поля не менее 0 — 20 Гс.