鍛件資訊
2021-06-27 14:52
2013年8月中海油深圳分公司對番禺4-2A、5-1A平臺一批高壓管匯及軟管進(jìn)行更換，這個(gè)項目由某司承接，包括陸地預制及海上安裝。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,購買(mǎi)時(shí)要求參照標準為 GB 8163—2008《輸送流體用無(wú)縫鋼管》。購買(mǎi)的DN100無(wú)縫鋼管存在很強的磁性，在進(jìn)行組對時(shí)，出現磁偏吹現象，并且焊絲被吸附在鋼管的一側，很難拔不來(lái)，再次靠近焊絲又被吸住，無(wú)法進(jìn)行組對焊接。
然而平臺十年特檢時(shí)間將至，工期必須保證，退換貨延誤工期，將會(huì )給某公司帶來(lái)較大的負面影響。經(jīng)研究后，公司決定嘗試對管道進(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、采用電磁起重機進(jìn)行裝卸、鋼管在強磁場(chǎng)中放置時(shí)間較長(cháng)、磁化法無(wú)損檢測等過(guò)程均會(huì )出現帶磁性的情況。在管線(xiàn)制作過(guò)程中，采用磁座切割機下料、磁性?shī)A具加持等均會(huì )出現帶磁的情況。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 )由鐵磁體轉變?yōu)轫槾朋w，管道中剩磁消失。但當材料溫度低于“居 里點(diǎn)”時(shí)，材料又由順磁體轉變成鐵磁體，管道中剩磁恢復，依然無(wú)法進(jìn)行焊接。②公司所用35CrMo材料的焊接工藝評定是在對焊口稍稍加熱后進(jìn)行的，在“居里點(diǎn)”以上的焊接缺少焊接依據，不能保證焊縫的力學(xué)性能，需要重新進(jìn)行工藝評定。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)”溫度并未査到，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(cháng)，不經(jīng)濟。
振動(dòng)法當管道直徑較小和剩磁強度較小時(shí)，通過(guò)人工敲擊的方法可以實(shí)現管道的消磁。但此次管道為DNI00的管道并且帶有較強的磁性，通過(guò)人工的方法難以消除剩磁，只有通過(guò)高頻振動(dòng)的方法將管道內有序的磁疇排列重新無(wú)序排列來(lái)實(shí)現消除管道中剩磁的目的。高頻振動(dòng)需要專(zhuān)用設備，且租賃較困難。
(2) 消磁/退磁機一般鋼管制造廠(chǎng)對鋼管采用消磁/退磁機消磁，效果較明顯。但需要配備專(zhuān)用設備。
(3) 線(xiàn)圈感應消磁法利用線(xiàn)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，還需要對管道中剩磁進(jìn)行測量。測量磁性大小需要專(zhuān)用工具，公司沒(méi)有此類(lèi)設備，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弱，根據經(jīng)驗進(jìn)行調整磁鐵位置或者線(xiàn)圈多少及電流強 弱來(lái)消除管道中剩磁，難以進(jìn)行量化。
基于以上分析，并從現有設備及經(jīng)濟性多方面考慮，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：將焊機的焊線(xiàn)以200mm的間距均勻的纏繞在鋼管上，地線(xiàn)用地線(xiàn)夾均勻放置于要焊接的兩段鋼管兩側，形成一個(gè)通電回路方案確定后，由公司經(jīng)驗豐富的焊工進(jìn)行試焊。在***次焊接時(shí)，發(fā)現坡口處的磁性雖然有所減弱，但依然有較大的磁性，
致使起弧困難，磁偏吹、吸焊絲的情況仍然存在。通過(guò)分析，主要是因為線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁感應強度較小，不能將管道中的剩磁消減至滿(mǎn)足焊接要求的范圍。
主分析原因，要有以下幾點(diǎn)：①焊接電流相對較低。②焊線(xiàn)間距太大，在管道上纏繞的圈數較少。③在焊接前需要對管道預熱，為防止損壞焊線(xiàn)，管道上較長(cháng)一段未纏繞線(xiàn)圈。④兩節管道中的剩磁強度大小不同，纏繞相同的圈數對消磁的效果有一定程度的影響。
經(jīng)上述分析后，對方案做以下調整：①按照焊接工藝，在滿(mǎn)足焊接要求的情況下盡可能的調大焊機電流。②減小焊線(xiàn)纏繞在鋼管上的間距，將焊線(xiàn)盡可能多的纏繞在管道上。③根據管道中剩磁的強弱適當的增加或減少線(xiàn) 纜纏繞的圈數。
通過(guò)調整，最終將管道中剩磁降至滿(mǎn)足焊接的范圍之內。在打底焊完成后，焊縫處磁偏吹已消失，管道可進(jìn)行正常焊接。使用直流線(xiàn)圈產(chǎn)生反向磁場(chǎng)的方法，經(jīng)過(guò)實(shí)踐產(chǎn)生了較好的效果，使得該項目能夠順利進(jìn)行，也為帶強磁場(chǎng)管道的焊接積累了經(jīng)驗。
然而平臺十年特檢時(shí)間將至，工期必須保證，退換貨延誤工期，將會(huì )給某公司帶來(lái)較大的負面影響。經(jīng)研究后，公司決定嘗試對管道進(jìn)行消磁處理。
35CrMo無(wú)縫鋼管在金屬熔煉、采用電磁起重機進(jìn)行裝卸、鋼管在強磁場(chǎng)中放置時(shí)間較長(cháng)、磁化法無(wú)損檢測等過(guò)程均會(huì )出現帶磁性的情況。在管線(xiàn)制作過(guò)程中，采用磁座切割機下料、磁性?shī)A具加持等均會(huì )出現帶磁的情況。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 )由鐵磁體轉變?yōu)轫槾朋w，管道中剩磁消失。但當材料溫度低于“居 里點(diǎn)”時(shí)，材料又由順磁體轉變成鐵磁體，管道中剩磁恢復，依然無(wú)法進(jìn)行焊接。②公司所用35CrMo材料的焊接工藝評定是在對焊口稍稍加熱后進(jìn)行的，在“居里點(diǎn)”以上的焊接缺少焊接依據，不能保證焊縫的力學(xué)性能，需要重新進(jìn)行工藝評定。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)”溫度并未査到，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(cháng)，不經(jīng)濟。
振動(dòng)法當管道直徑較小和剩磁強度較小時(shí)，通過(guò)人工敲擊的方法可以實(shí)現管道的消磁。但此次管道為DNI00的管道并且帶有較強的磁性，通過(guò)人工的方法難以消除剩磁，只有通過(guò)高頻振動(dòng)的方法將管道內有序的磁疇排列重新無(wú)序排列來(lái)實(shí)現消除管道中剩磁的目的。高頻振動(dòng)需要專(zhuān)用設備，且租賃較困難。
(2) 消磁/退磁機一般鋼管制造廠(chǎng)對鋼管采用消磁/退磁機消磁，效果較明顯。但需要配備專(zhuān)用設備。
(3) 線(xiàn)圈感應消磁法利用線(xiàn)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，還需要對管道中剩磁進(jìn)行測量。測量磁性大小需要專(zhuān)用工具，公司沒(méi)有此類(lèi)設備，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弱，根據經(jīng)驗進(jìn)行調整磁鐵位置或者線(xiàn)圈多少及電流強 弱來(lái)消除管道中剩磁，難以進(jìn)行量化。
基于以上分析，并從現有設備及經(jīng)濟性多方面考慮，決定采用加反向磁場(chǎng)的方法消除管道中的剩磁。
致使起弧困難，磁偏吹、吸焊絲的情況仍然存在。通過(guò)分析，主要是因為線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁感應強度較小，不能將管道中的剩磁消減至滿(mǎn)足焊接要求的范圍。
主分析原因，要有以下幾點(diǎn)：①焊接電流相對較低。②焊線(xiàn)間距太大，在管道上纏繞的圈數較少。③在焊接前需要對管道預熱，為防止損壞焊線(xiàn)，管道上較長(cháng)一段未纏繞線(xiàn)圈。④兩節管道中的剩磁強度大小不同，纏繞相同的圈數對消磁的效果有一定程度的影響。
經(jīng)上述分析后，對方案做以下調整：①按照焊接工藝，在滿(mǎn)足焊接要求的情況下盡可能的調大焊機電流。②減小焊線(xiàn)纏繞在鋼管上的間距，將焊線(xiàn)盡可能多的纏繞在管道上。③根據管道中剩磁的強弱適當的增加或減少線(xiàn) 纜纏繞的圈數。
通過(guò)調整，最終將管道中剩磁降至滿(mǎn)足焊接的范圍之內。在打底焊完成后，焊縫處磁偏吹已消失，管道可進(jìn)行正常焊接。使用直流線(xiàn)圈產(chǎn)生反向磁場(chǎng)的方法，經(jīng)過(guò)實(shí)踐產(chǎn)生了較好的效果，使得該項目能夠順利進(jìn)行，也為帶強磁場(chǎng)管道的焊接積累了經(jīng)驗。
