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(tái)一批高壓管匯及軟管進(jìn)行更換，這個(gè)項(xiàng)目由某司承接，包括陸地預(yù)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,購買時(shí)要求參照標(biāo)準(zhǔn)為 GB 8163—2008《輸送流體用無縫鋼管》。購買的DN100無縫鋼管存在很強(qiáng)的磁性，在進(jìn)行組對時(shí)，出現(xiàn)磁偏吹現(xiàn)象，并且焊絲被吸附在鋼管的一側(cè)，很難拔不來，再次靠近焊絲又被吸住，無法進(jìn)行組對焊接。
然而平臺(tái)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)給某公司帶來較大的負(fù)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無縫鋼管在金屬熔煉、采用電磁起重機(jī)進(jìn)行裝卸、鋼管在強(qiáng)磁場中放置時(shí)間較長、磁化法無損檢測等過程均會(huì)出現(xiàn)帶磁性的情況。在管線制作過程中，采用磁座切割機(jī)下料、磁性夾具加持等均會(huì)出現(xiàn)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(zhuǎn)變?yōu)轫槾朋w，管道中剩磁消失。但當(dāng)材料溫度低于“居 里點(diǎn)”時(shí)，材料又由順磁體轉(zhuǎn)變成鐵磁體，管道中剩磁恢復(fù)，依然無法進(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(jù)，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，不經(jīng)濟(jì)。
振動(dòng)法當(dāng)管道直徑較小和剩磁強(qiáng)度較小時(shí)，通過人工敲擊的方法可以實(shí)現(xiàn)管道的消磁。但此次管道為DNI00的管道并且?guī)в休^強(qiáng)的磁性，通過人工的方法難以消除剩磁，只有通過高頻振動(dòng)的方法將管道內(nèi)有序的磁疇排列重新無序排列來實(shí)現(xiàn)消除管道中剩磁的目的。高頻振動(dòng)需要專用設(shè)備，且租賃較困難。
(2) 消磁/退磁機(jī)一般鋼管制造廠對鋼管采用消磁/退磁機(jī)消磁，效果較明顯。但需要配備專用設(shè)備。
(3) 線圈感應(yīng)消磁法利用線圈中產(chǎn)生的反向磁場消除管道中剩磁，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用工具，公司沒有此類設(shè)備，如果采取加反向磁場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(qiáng)弱，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整磁鐵位置或者線圈多少及電流強(qiáng) 弱來消除管道中剩磁，難以進(jìn)行量化。
基于以上分析，并從現(xiàn)有設(shè)備及經(jīng)濟(jì)性多方面考慮，決定采用加反向磁場的方法消除管道中的剩磁。
具體方法如下：將焊機(jī)的焊線以200mm的間距均勻的纏繞在鋼管上，地線用地線夾均勻放置于要焊接的兩段鋼管兩側(cè)，形成一個(gè)通電回路方案確定后，由公司經(jīng)驗(yàn)豐富的焊工進(jìn)行試焊。在***次焊接時(shí)，發(fā)現(xiàn)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。通過分析，主要是因?yàn)榫€圈產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度較小，不能將管道中的剩磁消減至滿足焊接要求的范圍。
主分析原因，要有以下幾點(diǎn)：①焊接電流相對較低。②焊線間距太大，在管道上纏繞的圈數(shù)較少。③在焊接前需要對管道預(yù)熱，為防止損壞焊線，管道上較長一段未纏繞線圈。④兩節(jié)管道中的剩磁強(qiáng)度大小不同，纏繞相同的圈數(shù)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(diào)整：①按照焊接工藝，在滿足焊接要求的情況下盡可能的調(diào)大焊機(jī)電流。②減小焊線纏繞在鋼管上的間距，將焊線盡可能多的纏繞在管道上。③根據(jù)管道中剩磁的強(qiáng)弱適當(dāng)?shù)脑黾踊驕p少線 纜纏繞的圈數(shù)。
通過調(diào)整，最終將管道中剩磁降至滿足焊接的范圍之內(nèi)。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。使用直流線圈產(chǎn)生反向磁場的方法，經(jīng)過實(shí)踐產(chǎn)生了較好的效果，使得該項(xiàng)目能夠順利進(jìn)行，也為帶強(qiáng)磁場管道的焊接積累了經(jīng)驗(yàn)。
然而平臺(tái)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)給某公司帶來較大的負(fù)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無縫鋼管在金屬熔煉、采用電磁起重機(jī)進(jìn)行裝卸、鋼管在強(qiáng)磁場中放置時(shí)間較長、磁化法無損檢測等過程均會(huì)出現(xiàn)帶磁性的情況。在管線制作過程中，采用磁座切割機(jī)下料、磁性夾具加持等均會(huì)出現(xiàn)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(zhuǎn)變?yōu)轫槾朋w，管道中剩磁消失。但當(dāng)材料溫度低于“居 里點(diǎn)”時(shí)，材料又由順磁體轉(zhuǎn)變成鐵磁體，管道中剩磁恢復(fù)，依然無法進(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(jù)，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，不經(jīng)濟(jì)。
振動(dòng)法當(dāng)管道直徑較小和剩磁強(qiáng)度較小時(shí)，通過人工敲擊的方法可以實(shí)現(xiàn)管道的消磁。但此次管道為DNI00的管道并且?guī)в休^強(qiáng)的磁性，通過人工的方法難以消除剩磁，只有通過高頻振動(dòng)的方法將管道內(nèi)有序的磁疇排列重新無序排列來實(shí)現(xiàn)消除管道中剩磁的目的。高頻振動(dòng)需要專用設(shè)備，且租賃較困難。
(2) 消磁/退磁機(jī)一般鋼管制造廠對鋼管采用消磁/退磁機(jī)消磁，效果較明顯。但需要配備專用設(shè)備。
(3) 線圈感應(yīng)消磁法利用線圈中產(chǎn)生的反向磁場消除管道中剩磁，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用工具，公司沒有此類設(shè)備，如果采取加反向磁場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(qiáng)弱，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整磁鐵位置或者線圈多少及電流強(qiáng) 弱來消除管道中剩磁，難以進(jìn)行量化。
基于以上分析，并從現(xiàn)有設(shè)備及經(jīng)濟(jì)性多方面考慮，決定采用加反向磁場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。通過分析，主要是因?yàn)榫€圈產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度較小，不能將管道中的剩磁消減至滿足焊接要求的范圍。
主分析原因，要有以下幾點(diǎn)：①焊接電流相對較低。②焊線間距太大，在管道上纏繞的圈數(shù)較少。③在焊接前需要對管道預(yù)熱，為防止損壞焊線，管道上較長一段未纏繞線圈。④兩節(jié)管道中的剩磁強(qiáng)度大小不同，纏繞相同的圈數(shù)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(diào)整：①按照焊接工藝，在滿足焊接要求的情況下盡可能的調(diào)大焊機(jī)電流。②減小焊線纏繞在鋼管上的間距，將焊線盡可能多的纏繞在管道上。③根據(jù)管道中剩磁的強(qiáng)弱適當(dāng)?shù)脑黾踊驕p少線 纜纏繞的圈數(shù)。
通過調(diào)整，最終將管道中剩磁降至滿足焊接的范圍之內(nèi)。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。使用直流線圈產(chǎn)生反向磁場的方法，經(jīng)過實(shí)踐產(chǎn)生了較好的效果，使得該項(xiàng)目能夠順利進(jìn)行，也為帶強(qiáng)磁場管道的焊接積累了經(jīng)驗(yàn)。
