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焊管·第 27 卷第 4 期·2004 年 7 月· 34 ·
双面螺旋埋弧焊钢管的交流消磁
唐彦林翁继红
(宝鸡石油钢管有限责任公司)
摘要介绍了双面螺旋埋弧焊钢管交流消磁的原理及系统构成,有效地消除了钢管剩
磁对 X 光工业电视检测的影响,且满足标准对管端剩磁的要求。
关键字埋弧焊焊接钢管交流消磁剩磁
0 前言 1 交流消磁的原理
双面螺旋埋弧焊钢管(SAW) 在焊接过程中, 使钢管以运动状态通过一交变磁场,从圆形
内焊采用直流焊接方式,内焊大线和焊头部位因线圈内轴线方向的磁感应强度公式(1) 可知,管体
大电流,产生较强磁场,钢管管体在该磁场作用的任一截面上各点受交变磁场作用的磁感应强度
下,磁矩获得或趋向于获得与外磁场相同方向的相关于通过线圈的瞬时电流、线圈半径及匝数等
排列。当焊接结束,磁场逐步减少直至消失时,因参数。如图 2 B - H 磁滞回线所示( aba′b′a 为饱
磁滞现象,在管体上还有剩余磁通密度存在,这就和磁滞回线) , om 为管体剩磁形成曲线(剩磁≥
是我们通常所说的剩磁现象。剩磁的存在,使图 b1) ,调整线圈电流, 使消磁磁场的强度幅值大于
像增强器的电子束方向偏转,X 光工业电视系统或等于 m 点所对应的磁场强度 Hm ,随着电流由
图像产生“S”型扭曲变形(如图 1 示) ,影响气孔、大到小变化,磁场强度从 Hm 0 ,0 - Hc1 , - Hc1
夹渣等自然缺陷,特别是未焊透、裂纹等线状自然- Hm1 ( - Hm1 = - Hm) , - Hm1 0 ,0 Hc1′,
缺陷的检出率。随着管线钢级的提高及 X 光电 Hc1′ Hm 变化,相应的管体任一截面上各点的磁
视系统图像增强器的换型剩磁的影响尤为突出。
, 感应强度将分别沿着曲线 m b1 , b1 c1 , c1
且剩磁的存在在管线环焊对接时会产生偏弧现
, , m1 , m1 b1′, b1′ c1′, c1′ m 变化(其中 c1 , c1′
象,影响焊接质量。GB/ T9711. 2 及 API Spec 5L
磁感应强度为 0 , m , m1 和 b1 , b1′磁感应强度大小
(42 版) 标准均对钢管剩磁提出了明确要求。在相等,方向相反) ,形成闭合曲线。随着钢管的运
年我们初步采用对钢管施加反向磁场的直
2001 , 动,任一截面上各点到磁场区的距离变远,其所受
流消磁法,由于我单位个分厂有两条生产线,两
条生产线所生产钢管及同一钢管管头和管尾剩磁
差异较大,直流消磁装置难以使两个机组生产的
钢管剩磁状态消除到理想状态,且返修管二次经
过消磁工位,会形成充磁现象,使管体剩磁加大。
经进一步研究, 笔者提出了采用交流法消磁
方案。
图 1 受剩磁影响扭曲变形的工业电视图像图 2 B - H 磁滞回线
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磁场强度幅值逐渐减小,形成如图 m′b2 c2 m2 b2′约 3 s 之后,自动关闭消磁装置,一根钢管的消磁
c2′m′所示的更小的磁滞回线, 剩磁值从 b1 b2 , 过程结束,整个消磁装置回到待机状态。
逐步减