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焊(han)接(jie)不銹鋼管坡(po)口“帶磁”是焊接施工中遇到的一種障礙，它直接影響著焊接工藝的實施，如何簡單、省時地克服這一問題是我們長期探討的課題。本文通過對甘電投張掖發電有限公司300MW機(ji)組1~2爐高溫再聯箱(xiang)更換中(zhong)焊(han)接不銹鋼管坡(po)口剩磁問題的(de)(de)產生及其危害進行了詳盡的(de)(de)分析，并(bing)提出了現場(chang)解決剩磁問題的(de)(de)一些(xie)具(ju)體技術措(cuo)施。

發電企業高溫、高壓管道在(zai)現場安裝、檢修焊接中，對于大厚壁管道在(zai)焊接施工中常遇到(dao)焊接不銹鋼管坡口(kou)“帶磁”難題，如磁粉檢測時對不銹鋼管進行磁化,不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)被(bei)磨削、電弧(hu)焊接(jie)、低頻加(jia)熱、與(yu)強(qiang)(qiang)磁體(ti)（如機床的磁鐵(tie)吸(xi)盤）接(jie)觸(chu)或滯留在強(qiang)(qiang)磁場(chang)附近，以及當不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)長(chang)軸(zhou)與(yu)地磁場(chang)方向一(yi)致并受到沖擊或振動被(bei)地磁場(chang)磁化(hua)等。鐵(tie)磁性材(cai)料和(he)不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)一(yi)旦磁化(hua)，即使(shi)除(chu)去(qu)外(wai)加(jia)磁場(chang)后，某(mou)些磁疇仍保持新的取向而不回復(fu)到原來的隨(sui)機取向，于(yu)是該材(cai)料就(jiu)保留了剩(sheng)磁，剩(sheng)磁的大小(xiao)與(yu)材(cai)料的磁特性和(he)最近磁化(hua)史(shi)、施(shi)加(jia)的磁場(chang)強(qiang)(qiang)度、磁化(hua)方向和(he)不銹(xiu)(xiu)鋼管(guan)(guan)的幾(ji)何(he)形狀等因素有關(guan)。

剩(sheng)磁常(chang)常(chang)使焊接工(gong)作難以(yi)進行，嚴重(zhong)(zhong)影響(xiang)焊接質(zhi)量，特(te)別(bie)是(shi)在根部氬弧打底焊接施工(gong)時表現(xian)尤(you)為突出，不銹鋼管坡口邊緣的(de)磁性強烈地吸引(yin)焊絲，使操作者(zhe)難于運行。同時，不易引(yin)弧，電(dian)弧漂浮十分嚴重(zhong)(zhong)，破壞了(le)電(dian)弧的(de)挺度和氣體保護作用，成(cheng)為實施焊接工(gong)藝的(de)巨大障礙(ai)。特(te)別(bie)是(shi)在焊接含Cr、Mo較(jiao)高的(de)鋼材時，這種現象更為嚴重。因此，為了確保焊接質量，尋求簡單省(sheng)時、適(shi)用有(you)效的(de)退磁(ci)方法是焊接過程必須解決的(de)技術問題。

因為描述磁(ci)(ci)場是用(yong)向量進行的(de)(de)(de)，所以為了準確、迅速地(di)消除不銹鋼管坡(po)口區的(de)(de)(de)磁(ci)(ci)場對(dui)焊接(jie)過程的(de)(de)(de)影響，必須弄清磁(ci)(ci)場效應(ying)的(de)(de)(de)極(ji)性(xing)和磁(ci)(ci)感應(ying)強(qiang)度的(de)(de)(de)大小。確定磁(ci)(ci)場方向的(de)(de)(de)方法有(you)兩種：一是用(yong)普(pu)通指(zhi)南(nan)針；二是根據(ju)電(dian)弧的(de)(de)(de)偏(pian)吹(chui)方向判別。當(dang)用(yong)普(pu)通指(zhi)南(nan)針判別時,指南針的N極指向的不銹鋼(gang)管坡口為S極，指(zhi)南針(zhen)的S極(ji)指向則為N極。如(ru)用(yong)電弧偏吹方向判(pan)別時，電弧朝(chao)向側不銹鋼管坡(po)口(kou)為弱(ruo)場,反之為強場(chang)。為了(le)便于了(le)解(jie)磁場(chang)的(de)極性(xing)及(ji)其分布，判定的(de)極性(xing)可(ke)用N、S符號標定在附(fu)近的焊件表面上。這種方(fang)法在現場比較(jiao)適用、方(fang)便，應大力普及。

磁場的(de)(de)強弱可用高斯計，或(huo)用交流安(an)培(pei)鉗(qian)測試。而(er)在現場檢修中(zhong)由于無上述儀表(biao)，因此(ci)我(wo)們用更簡(jian)單的(de)(de)方法估計不銹鋼管坡口內磁場的強度。

磁場的測試(shi)

磁場方向(xiang)的(de)確定

磁場強度大小的測試磁鐵粉(fen)法。

越多，則剩磁越多，反之越弱。利用(yong)Φ2.5mm的焊絲,或串起來(lai)的(de)回(hui)形針，放(fang)入(ru)焊接不銹鋼管坡口(kou)內,根據磁(ci)場(chang)對(dui)它們的吸引力來估計磁(ci)場(chang)強弱程度，這兩種方法(fa)在檢驗退磁(ci)程度時，比較方便、簡單(dan)、實用，值得加以(yi)推(tui)廣。

磁場的分布

焊接(jie)不銹(xiu)(xiu)鋼管坡(po)口(kou)的(de)剩余磁場分(fen)布是(shi)比較復雜的(de)。不銹(xiu)(xiu)鋼管坡(po)口(kou)內各(ge)點的(de)磁感應強度(du)各(ge)不相同(tong)，N、S極(ji)的(de)長度也不相等，但是磁力線的(de)分布總(zong)是從(cong)不銹(xiu)鋼管坡口表面(mian)的(de)法線方向出入。

沿焊件厚度方向各(ge)點磁(ci)感應強度

不(bu)等。磁(ci)場(chang)特性不(bu)但與(yu)焊件材(cai)料（化(hua)學成分）有關(guan)，還與(yu)磁(ci)場(chang)內的介質形狀有關(guan)。因此(ci)，不(bu)銹鋼管(guan)坡口的型(xing)式與(yu)對口尺寸對磁(ci)場(chang)介質的導(dao)磁(ci)能力(li)是有影響(xiang)的。當不(bu)銹鋼管(guan)坡口區構成閉合回路(lu)時，V型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)坡口在(zai)對口規范條(tiao)件下，根部(bu)氣隙(xi)小，磁(ci)(ci)阻(zu)就小，磁(ci)(ci)力線(xian)的密度就大(da)(da)。不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)坡口的上(shang)部(bu)氣隙(xi)大(da)(da)，磁(ci)(ci)阻(zu)也(ye)要(yao)變大(da)(da)，磁(ci)(ci)力線(xian)就變得稀疏了。焊件厚度越大(da)(da)或a角越大(da)，這(zhe)種差異就越大(da)。高溫再聯箱一(yi)般為雙V形或U形不(bu)銹鋼管坡口，其最大寬度(du)不(bu)超(chao)過40mm。

接頭一(yi)側(ce)不銹鋼管坡口顯示N極，另(ling)一(yi)側顯示(shi)S極，且(qie)對口間隙(xi)近似均勻等(deng)強磁場，不銹(xiu)鋼管坡口內的(de)磁力線密度基(ji)本(ben)相同。

局部磁化，或受外界(jie)磁場(chang)及其(qi)它加工工藝的影響(xiang)。

不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)坡口剩磁問題的處理方(fang)法

根據普(pu)通物理知(zhi)識，退磁的方法(fa)及形式較多。在接頭處加高導磁材料,在(zai)居(ju)里點以上焊接等(deng)。但是(shi)在(zai)現場施工條件下比較適用的有效方法還是(shi)纏(chan)繞直流電纜(lan)匝數(shu)消磁法等(deng)。

纏繞直流(liu)電纜匝數消(xiao)磁法

這個方法就是(shi)利用消(xiao)磁機的原理,在現場(chang)利用有(you)限(xian)、直接(jie)的(de)材料進行簡(jian)易消(xiao)磁(ci)機的(de)制作。我們(men)經過施工實際觀測可(ke)知：在對(dui)母材帶磁(ci)性(xing)焊件氬(ya)弧焊打底時，母材的(de)磁(ci)場(chang)造成了電弧有(you)規律(lv)的(de)偏移。這個有(you)規律(lv)的(de)偏移，就是我們(men)要利用的(de)繞匝方向判斷依據。

手工鎢極氬弧(hu)焊(han)(han)時，電(dian)源采(cai)用直(zhi)流(liu)正(zheng)接(jie)(jie)法，即焊(han)(han)槍接(jie)(jie)電(dian)源的負極，焊(han)(han)件接(jie)(jie)電(dian)源的正(zheng)極，也就是(shi)(shi)說(shuo)，焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)流(liu)的流(liu)動方向是(shi)(shi)焊(han)(han)件到(dao)焊(han)(han)槍。如果將(jiang)焊(han)(han)接(jie)(jie)電(dian)弧(hu)看成是(shi)(shi)一根導線，根據右手螺(luo)旋法則，將(jiang)右手4指(zhi)指(zhi)向電(dian)弧(hu)偏移方(fang)向，那么母指(zhi)所(suo)指(zhi)的(de)方(fang)向即為母材(cai)本身所(suo)帶磁場(chang)的(de)“N”極。同理將焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)纜線逆電(dian)(dian)弧(hu)偏(pian)移方向(xiang)，在帶磁(ci)性管子上的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭附(fu)(fu)近纏(chan)繞(rao)數匝，使(shi)之產生反向(xiang)磁(ci)場，以消(xiao)除(chu)電(dian)(dian)弧(hu)偏(pian)移（如附(fu)(fu)圖所示）。隨著(zhu)纏(chan)繞(rao)匝數的(de)(de)增(zeng)加，電(dian)(dian)弧(hu)偏(pian)移的(de)(de)現象會逐(zhu)漸減(jian)弱，直至電(dian)(dian)弧(hu)燃燒恢復正常，表明磁(ci)感(gan)應強(qiang)度完(wan)全消(xiao)失。在焊(han)(han)接(jie)把(ba)線纏(chan)繞(rao)的(de)(de)情況下，施行打底焊(han)(han)接(jie)，退磁(ci)和焊(han)(han)接(jie)同步(bu)進行，既(ji)簡便又快捷。經實踐(jian)證明，采用把(ba)線纏(chan)繞(rao)焊(han)(han)接(jie)過程中，焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流不會發(fa)生變化，不需調節焊(han)(han)接(jie)電(dian)(dian)流，電(dian)(dian)弧(hu)燃燒穩定(ding)。

用焊(han)絲做試(shi)驗，看不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管坡口(kou)最(zui)小(xiao)間(jian)隙處對焊(han)絲的(de)吸引力(li)有多大(da)，當(dang)焊(han)絲從(cong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)管坡口(kou)處掉下時(shi)就可以(yi)(yi)焊(han)接(jie)了(le)。不(bu)(bu)過在線圈反(fan)復輸(shu)入(ru)電流時(shi)，有可能(neng)剩(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)比原來還大(da)，可適(shi)當(dang)減少一些(xie)線圈匝數再(zai)輸(shu)入(ru)反(fan)向(xiang)電流，就會(hui)使剩(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)調節到(dao)所(suo)要(yao)求的(de)水(shui)平，這時(shi)應(ying)立即施焊(han)，不(bu)(bu)能(neng)以(yi)(yi)為剩(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)不(bu)(bu)再(zai)變化。現場施工，周圍磁(ci)場情況(kuang)復雜有可能(neng)影響焊(han)口(kou)處的(de)剩(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)，所(suo)以(yi)(yi)應(ying)全(quan)面(mian)考慮。打底焊(han)縫(feng)一經完成，再(zai)產生剩(sheng)(sheng)(sheng)磁(ci)就無關緊要(yao)了(le)，因為此時(shi)焊(han)縫(feng)和母材結合成一體了(le)，磁(ci)力(li)線從(cong)焊(han)縫(feng)中經過，再(zai)也(ye)不(bu)(bu)會(hui)影響第(di)2道的電焊(han)作(zuo)業了。

這種處理(li)(li)方法不受不銹鋼管溫(wen)度的限制(zhi)，可以廣泛用(yong)于現場管件的剩磁(ci)處理(li)(li)工藝中。

填加高導磁材(cai)料，搭橋引流(liu)法

焊接前(qian)，在待焊部位前(qian)方的(de)對口間隙中加一段(duan)高導(dao)磁材料，由(you)于它們自身所擁有的(de)導(dao)磁能力(li)遠(yuan)遠(yuan)大于空(kong)氣(qi),磁(ci)(ci)力線幾乎不(bu)經過氣(qi)隙，而經高導(dao)磁(ci)(ci)材料通過，填充(chong)高導(dao)磁(ci)(ci)材料部位的磁(ci)(ci)性就會因磁(ci)(ci)力線被引走而減弱(ruo)，這(zhe)樣邊(bian)打底邊(bian)前移(yi)高導(dao)磁(ci)(ci)材料，便(bian)可以(yi)進(jin)行焊接。

但由于填(tian)充材料(liao)不可能和連(lian)接件一樣，使磁力線完全從高導磁材料(liao)通過，因(yin)此(ci)剩余氣隙間的磁力線仍(reng)對焊(han)接有一定的影響(xiang)，故填(tian)加高導磁材料(liao)引磁法僅(jin)適用(yong)于焊(han)條電弧(hu)焊(han)，且高導磁材料(liao)不是經常備用(yong)的材料(liao)，很難做到隨(sui)用(yong)隨(sui)有。

在磁性轉變點以上，繞過焊件(jian)磁性溫度(du)區域進行(xing)焊接

利用焊(han)條(tiao)電弧焊(han)焊(han)接導磁(ci)件引開磁(ci)場(chang)法(fa)

加熱被(bei)焊接(jie)部位使(shi)焊口兩側焊件處于失(shi)磁狀態，之后再進行焊接(jie)。而這種方(fang)法(fa)對于室外、大件焊接(jie)有(you)局限性，純鐵的磁性轉變點就(jiu)高達768℃，室外或(huo)大件(jian)(jian)(jian)焊(han)接(jie)時溫度加高并維持這(zhe)樣的溫度都有很大的難度，且對合金鋼(gang)(gang)而言一般焊(han)件(jian)(jian)(jian)磁性(xing)轉變點接(jie)近或(huo)超過鋼(gang)(gang)材(cai)的相變溫度點，極(ji)易使母材(cai)性(xing)能變壞，焊(han)工的勞(lao)動條件(jian)(jian)(jian)急劇惡(e)化，焊(han)接(jie)操作極(ji)不易掌握，焊(han)件(jian)(jian)(jian)返工率加大。因(yin)此，繞過焊(han)件(jian)(jian)(jian)磁性(xing)溫度區(qu)域(yu)焊(han)接(jie)的方(fang)法，一般只適(shi)用于有較(jiao)好焊(han)接(jie)環(huan)境和保(bao)溫環(huan)境的情況下，對電站大徑厚(hou)壁管件(jian)(jian)(jian)，尤其(qi)是CrMo合金鋼(gang)的焊(han)接很不適(shi)用。

現場施工發(fa)現：就克服電弧磁(ci)偏吹的(de)能力(li)而言，焊(han)條電弧焊(han)要優于鎢極氬弧焊(han)，且管件不銹鋼管坡(po)口處(chu)的(de)磁(ci)性最大,對焊接(jie)(jie)的影響也(ye)最大，磁(ci)性會(hui)隨距(ju)不銹鋼管坡口的距(ju)離遠近而變化。因此采用焊條電(dian)弧焊焊接(jie)(jie)導(dao)磁(ci)件(jian)，在2焊(han)件不銹鋼管(guan)坡口(kou)以外30mm處引磁就有可行性。

結束語

施(shi)工(gong)人員可(ke)視(shi)具(ju)體情況選擇不(bu)同的消磁方法，通過(guo)以(yi)上(shang)措施(shi)的實施(shi)，效果十分明顯，不(bu)但(dan)大大縮短(duan)了焊接施(shi)工(gong)時(shi)間和勞動強度，而且更重要的是減少了施(shi)工(gong)難度，對于以(yi)后的大厚壁高壓匯通管(guan)及密集管(guan)排剩(sheng)磁時(shi)可(ke)按(an)此(ci)法迅速(su)消除，從而確保焊接質量和工(gong)期。