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.

Размагничивание труб магистрального газопровода: кейс успешного решения проблемы

Проблема заказчика

Остаточная намагниченность торцов труб магистрального газопровода величиной до 40–60 Гс не позволяла провести сварку корневого шва стыков новых катушек в процессе ремонтных работ с заменой дефектных участков.

Объект заказчика

Магистральный газопровод «Бухарский газоносный район Ташкент-Бишкек-Алматы», диаметр 1020 мм, на участке Алматы — КС5.

Цель работ

Размагничивание свободных торцов труб газопровода для обеспечения возможности сварки стыков монтируемой катушки при замене дефектных участков.

Описание работы

Для размагничивания труб диаметром 1020 мм использовали автоматическую установку НЕВА MD-T1.Р3. На свободный намагниченный торец трубы (существующей части газопровода) одевается размагничивающая обмотка на расстоянии 0,4–0,6 метра от торца. Затем осуществляется размагничивание в автоматическом режиме с последующим контролем намагниченности. При необходимости процесс размагничивания повторяется. После проведения размагничивания в процессе сварки корневого шва не происходило магнитное дутье и нестабильное горение электродуги.

Как решили проблему

После проведенного размагничивания остаточное значение намагниченности на торце труб не превышало 10–12 Гс. Это позволило успешно выполнить сварку корневого шва стыков новых катушек без дефектов и обеспечить высокое качество сварного шва.

Заключение

Применение автоматической установки размагничивания НЕВАMD-T1.Р3 позволило успешно решить проблему высокого уровня остаточной намагниченности труб на магистральном газопроводе и обеспечить качественную сварку стыков монтируемой катушки. Это позволило завершить ремонтные работы в срок и без дополнительных затрат, обеспечит надежность и безопасность эксплуатации газопровода.