无缝钢管怎样才有磁性

焊管·第25卷第5期·2002年9月

俄罗斯管道焊接前的现代消磁方法

许贵芝 编译

(南京航空附件厂 210002)

摘 要 分析了钢管中剩磁产生的原因及其对焊接质量的影响。介绍了俄罗斯管道焊接

前的消磁工艺过程和消磁方法。生产经验证明该方法实用、有效。

主题词 管道 钢管 焊接 剩磁 消磁 工艺

1 剩磁产生原因及对焊接质量影响

在建设和修理煤气管道进行焊接作业时，有

时会出现磁偏吹影响焊接过程的现象。磁偏吹的

形成是管金属中存在剩磁的结果。通常，将剩磁分

为感应磁性和工艺磁性两种。感应磁性常产生在

工厂制管的环节中，如：金属熔炼、采用电磁起重

机进行装卸、钢管在强磁场中停置、用磁化法完成

无损检查、钢管接近强力供电线放置等等。工艺磁

性常产生在进行装配焊接作业及采用磁性夹持

器、夹具与用直流电焊接管道时，如：长时间接触

与直流电源相连的电导线，导线裸露段或者电焊

钳与管子的短路等。

焊接带磁性钢管时，经常会看到电弧引燃的

困难、电弧燃烧稳定性的破坏、在磁场中电弧的偏

离、液体金属和渣熔融体从焊接熔池中的溅出。

为了稳定焊接过程，改善焊接接头质量，被磁

化了的钢管在焊接前要进行消磁。应该指出，被焊

接的钢管要达到完全消磁是困难的。所以，当剩磁

不足于影响焊接质量时，便允许进行焊接。

2 俄罗斯管道焊接的消磁方法

在野外条件或半成品基地里进行管道焊接和

修理时，特别需要进行消磁。俄罗斯有关部门制定

了相应的管道消磁工艺文件。文件中包含了当代

进行类似作业的国内外的先进经验。

2．1 消磁工艺过程

针对焊接前的消磁，制定了单根钢管和钢管

对接处的消磁工艺，包括以下内容：① 确定钢管剩

磁场的大小和方向；② 选择消磁的方法、系统图和

技术手段；⑧ 用选定的消磁方法对钢管或者焊接

的对接处消磁；④ 检查经过消磁后的剩磁量，看其

是否满足要求。

2．2 消磁方法

在已制定的工艺文件中，规定了以下的消磁

方法：用直流电或者交流电，以及借助于电磁铁或

者永磁铁所建立的磁场方法。

分析剩磁参数(见表1)，结合施工现场具体

条件(例如给定的装备等)，选择消磁方法和系统。

表1 剩磁等级与焊接条件

剩磁等级 剩磁感应强度(×10 T) 焊接条件

弱 <20 不消磁

中等 2O～ 100 消磁

高 >100 消磁

用截面35～50 mm 的焊接导线组成的电磁

线圈来完成直流电和交流电的消磁。导线绕在钢

管或者两根对接的钢管上，根据钢管剩磁大小绕

成匝数不同的线圈。用直流电消磁时，必须采用电

流为5o0～ 1 000 A 的焊接整流器或变流器，其中

包括多工位的。用交流电消磁时，采用电流为500

～ 1 000 A 的焊接变压器。所有被采用的电源应

有遥控和电流调节装置，允许采用镇定变阻器。当

采用焊接变压器消磁时，推荐使用轻便的电流测

量卡表LI一4505、LI一4501等来测量消磁电流。借

助专用的电磁铁消磁，要采用焊接整流器或者变

压器作为电源来进行，见图1(a)。用永磁铁消磁

时，则不需要电源，见图1(b)和(c)。

钢管的消磁分三个等级，见表1。

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焊 管 2002年9月

图1 用电磁铁(a)、C形永磁铁(b)

和圆柱形永磁铁(c)对对接管端消磁系统图

1一被消磁钢管 2 电磁铁3一焊接导线

4 直流焊接电源 5一C形永磁铁 6 圆柱形永磁铁

消磁时，磁场应该大于剩磁磁场：

H 一(1．2～ 1．5)H !

式中H 消磁磁场强度；

H。剩磁磁场强度。

消磁磁场强度按公式确定：

H — I ·N 7I

式中，一线圈通电电流。A；

N 消磁线圈匝数；

L一绕组长度，m。

为了测量磁性。推荐使用lIMI1 97 X 磁力

计。磁力计是一种轻便型仪表，用于评估磁系统空

气间隙中脉动磁场以及漏磁磁场的磁感应强度。

仪表由测量变流器、电子装置和充电装置组成。仪

表的电源为9V 的电瓶内装式电池组，磁力计技

术特性见表2。

(1)用直流电消磁用直流电消磁的过程为：

① 借助于磁力计确定钢管剩磁磁场的大小和方

表2 磁力计技术特性

被测量磁感应强度范围(×10 T) 1～ 1 999

灵敏度下限(×10 T) 1

调整工作规范时间(s) 30

电源充电后连续工作时间(h) 8

外形尺寸 电子装置 1 70×60×35

(mm×mm×mm) 充电装置部分 70×70×30

质量 电子装置 0．35

(kg) 测量变流器 0．35

向；② 在钢管上配置截面35～50 mm 的柔性焊

接导线组成的线圈，将其接到一个或者两个顺序

连接的焊接变流器，使其形成的磁场作用方向与

钢管剩磁场作用方向相反，见图2；③ 在消磁开

图2 单根钢管(中间部分)用直流电的消磁系统图

1 被消磁钢管 2 焊接导线 3 直流电焊接电源

始时，电流为8O～1OO A。④ 在消磁的过程中，必

须周期性地用磁力计在钢管上检查消磁磁场作用

的结果(在电源接通时进行测量)。必要时，控制电

流或者改变它的方向(用在焊接变流器上换接导

线的方法)。⑤ 消磁结束以后，为了平滑地降低磁

通时，应该在lmin内逐渐减小电流，直到零值，

然后切断电源。

用直流电消磁，可以按几种方案完成。

单根钢管消磁，先在钢管一端沿外圆绕8～

12匝的线圈，以最大的磁场值来消磁；然后以同

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样方法为钢管另一端消磁。

当单根钢管消磁到钢管对接处时，将两根钢

管拉开距离不小于300 mm，在距每一根管子端

面80～100 mm 处绕上18～20匝的线圈，并按图

3(a)方法完成消磁。

图3 钢管对接装配前用直流电消磁的系统图

l一被消磁钢管2一焊接导线3 直流焊接电源

4 带焊条的电焊钳5一金属板片

在个别场合下，推荐使用将电焊钳和金属板

片接入电气系统中消磁的方案，见图3(b)。将装

入电焊钳中的焊条，在300 A 电流下与金属板短

路10 s。然后断开。在每一次短路一一断开循环之

后，用磁力计检查磁性，并在必要时重复消磁过

程。

当对装配好的对接处消磁时，在被对接钢管

端绕上截面35～50 mm 的焊接导线，形成两根

钢管的共用线圈，见图4(a)。线圈可以重叠绕(沿

顺时针或者逆时针)，总匝数为16～22匝。此时，

匝数多的应该在剩磁大一些的钢管上。这种消磁

工艺往往是最佳的。

当测量剩磁等级小于2O×10 T 以后，完成

焊缝根部的焊接。此时，推荐在小电流10～ 20 A

下进行补充消磁。

(2)用交流电消磁 用交流电消磁可以应用

于单根钢管装配前单根钢管的末端，以及壁厚达

25 mm 的已装配钢管对接端。此时，除按上述方

图4 用公用焊接导线对对接管端消磁系统图

(a)用直流电消磁 (b)用交流电消磁

l一被消磁钢管 2一公用焊接导线 3一直流焊接电源 4一平

滑降低电流的装置(钢丝) 5一绝缘材料垫板 6-焊接变压器

法消磁以外，还有如下的补充：按图4(b)的消磁

系统图装配，采用1根焊接导线组成的线圈，在回

路中接入长0．5～ 1．0 m、直径1．5～3．0 mm 的

钢丝。这根钢丝安置在绝缘且不可燃材料的垫板

(如石棉砖)上。钢丝可以平滑地改变通电电流的

大小，从而改变消磁磁场的大小。当电源接通后，

钢丝被加热并在一定时间内烧断。烧断时间取决

于钢丝直径、长度和电流值。在钢丝烧断后，用磁

力计检查剩磁大小。当消磁效果不足时，必须重复

消磁(有时需要4～5次)。

消磁系统的拆除，可在焊完根部焊缝后进行，

推荐消磁后立即拆除。对于交流电的消磁，同样可

以采用电气调节器，以便平滑地改变电流的大小。

(3)用电磁铁和永久磁铁消磁 主要用在已

对接好的钢管上长1O0～200 mm 的个别区段，特

别是在正负号改变的磁场附近。此时，个别区段消

磁后，应该完成根部焊缝的焊接，然后进行下一段

的消磁。为了消磁，选用了具有专门结构的电磁

铁。电磁铁安装在钢管对接处，见图1(a)，使电磁

铁的N极安置在有磁性S极的钢管边缘，而磁铁

S极与管磁性N 极相接。在消磁过程中，必须借

助于磁力计定期地测量钢管剩磁的方向与大小

(接通电源时)。消磁磁场的大小通过改变电流大

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小来调节，磁场方向通过改变电流方向来调节，亦

即转换电源正负极来调节。

用永久磁铁消磁，选用了IoH丑KT5合金制

造的C形或者圆柱形永磁铁，见图1(a)和(b)。当

磁铁正确安装时，磁极应该和被磁化的对接钢管

的磁极相反。磁铁安装正确与否可用磁力计来检

查。为了增强消磁的效果，磁铁可以彼此连接(二

三个以上，其作用相同)。在对接区段消磁以后，必

须完成此处根部焊缝的焊接。此后，磁铁应该移至

下一个消磁区段。为了增加消磁磁场，磁铁要接近

消磁处，反之可以去除磁铁。沿钢管表面移动磁铁

时，可以减小焊接对接处剩磁直到最小值。

为了改变消磁磁通量的方向，必须在水平面

上将C形磁铁回转180。，而装在对接处边缘的圆

柱形磁铁要交换位置或者在垂直平面中回转

180。。在每一道消磁工序后，必须用磁力计检查剩

磁的大小。

3 结 论

俄罗斯消磁经验表明，采用现有工艺文件中

的消磁方法是十分有效的。这种方法可以用在工

业部门各种管道的安装、焊接和修理作业时。

参考文献

1 B I1 FPIIHEIIKO等．Op6HTa~I％HO!；I CBapKe c ABTOOFIpecco—

BKOH ABTOMaTaMH 0丑A一35~IET． CBapoq np—BO，2000(1)：38

～ 41

作者许贵芝，男，1939年生，1962年毕业于

北京航空学院。中国航空工业总公司南京航空附

件厂高级工程师，南京市焊接协会委员，华能南京

分公司业余俄语翻译。在国内外发表论文、译文数

十篇。联系地址：南京市西华东村12—402。

(收稿日期：2002—03—21)

中国钢铁工业协会科技环保部拟征集出版

《中国钢管企事业单位名录》(第二版)

中国加入WTO 后钢管业面临着前所未有的机遇与挑战，近年来我国的钢管生产线发展很快，钢管

生产工艺、技术、设备、机组和单位，尤其是中小企业的变化很大。随着现代通讯技术的发展，各单位电

话、电子邮件信箱、网址、邮编等也有变化。原冶金部科技司于1993年底组织征集编辑出版的《中国钢管

企业事业公司》(第一版)专集工具书已基本不能满足国内用户的需求，国内相关单位希望出版新版《名

录》的呼声很高。

为了应对经济全球化和中国加入WTO 后我国钢管业参与国内外竞争的需要，满足国内外钢管行

业用户要求，更为完整的收集国内钢管行业的信息资料，全面掌握钢管行业动态，建立信息网络，为钢管

界及相关单位提供服务，促进行业之间的技术交流，增进各钢管(包括无缝钢管、焊接钢管、不锈钢管、复

合管，管件、弯头、冷弯型钢，管带材)生产、设备制造企业以及设计、研究、教学单位和相关公司与广大用

户之间的相互了解，进一步发展钢管生产技术，中国钢铁工业协会科技环保部拟组织编辑再版《中国钢

管企事业单位名录》大型专集工具书，聘请国内钢管行业有关专家、学者及知名企业家组成《中国钢管企

业事业单位名录》出版编辑委员会，统筹组织开展工作，具体事宜委托《钢管》杂志社颜幼贤同志与《焊

管》期刊社杨继锋同志以及部分编辑出版人员负责办理。该专集将以收抵支，由认刊单位依据所刊资料

酌情交付相关刊登刊面费。

收录内容包括：企业规模、职工人数、工程技术人员数、主要产品规格、优质产品、专利技术、设备型

号、机组数量、年生产能力、执行标准、企业法人及企业概况等，以全面反映钢管(包括无缝钢管、焊接钢

管、不锈钢管、复合管，管件、弯头、冷弯型钢，管带材等)企事业单位的面貌。请各有关单位将所刊资料尽

快寄送《钢管》杂志社颜幼贤或《焊管》期刊社杨继锋，以便尽快汇编出版。

(中国钢铁工业协会科技环保部)

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闭合的，会产生环形电流，这些电流产生磁场，效果是阻碍它向下运动，就是它向下的加速度小了，所以下的慢了。

希望这些对你有帮助

有二种情况：

第一种，钢管直径很大，或磁铁尺寸很小，或者磁铁就在钢管的几何中心，沿钢管径向的磁力合力为零，两者之间的吸引力很小，小到可以忽略，那磁铁做自由落体运动；

第二种，两者之间的吸引力不可以忽略，磁铁在做一种有规律的曲线运动，在垂直方向上做自由落体运动；在钢管径向，磁铁沿径向（磁力的合力方向）做加加速直线运动；两种运动的合成运动，就是磁铁的实际运动。

扩展资料：

导体在磁场中做相对切割磁场线运动会产生感应电流。铜管相当于一个环形导体，在磁铁相对于铜管下落时铜管产生感应环形电流。而通电导体在磁场中受力的作用，作用方向总是抵抗磁场发生变化的方向，当然在这个例子中是与重力方向相反。所以磁铁下落没有自由落体速度快。

能量的方面分析，由上所叙述铜管产生感应电流。感应电流会由于电流热效应把电能转化为热能。这部分能量来自于磁铁的重力势能，原本自由下落的磁铁重力势能全部转化为动能，现在一部分重力势能转化为了电流发热，自然下落速度减小。

参考资料来源：百度百科-物质运动