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焊接不銹鋼管坡(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機組1~2爐高溫再聯箱更換中焊(han)接不銹鋼(gang)管坡口剩(sheng)(sheng)磁(ci)問(wen)題(ti)的(de)(de)產生及其危害進(jin)行了詳盡的(de)(de)分析，并提出了現場解決剩(sheng)(sheng)磁(ci)問(wen)題(ti)的(de)(de)一些(xie)具體技(ji)術措施。

發電企業高溫、高壓(ya)管(guan)道在現場安裝(zhuang)、檢修焊接(jie)中，對于(yu)大厚(hou)壁管(guan)道在焊接(jie)施工中常(chang)遇到(dao)焊接(jie)不銹鋼管(guan)坡口“帶磁”難題，如磁粉檢測時對不銹鋼管進行磁化,不(bu)銹鋼管被磨削、電弧焊接、低(di)頻加熱、與(yu)強磁(ci)(ci)(ci)體（如機(ji)床的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)鐵(tie)吸盤）接觸或滯留在強磁(ci)(ci)(ci)場附近，以及當不(bu)銹鋼管長軸與(yu)地磁(ci)(ci)(ci)場方向(xiang)一致并受到(dao)沖擊或振動被地磁(ci)(ci)(ci)場磁(ci)(ci)(ci)化等(deng)。鐵(tie)磁(ci)(ci)(ci)性材料(liao)和(he)不(bu)銹鋼管一旦磁(ci)(ci)(ci)化，即(ji)使除(chu)去外加磁(ci)(ci)(ci)場后(hou)，某些(xie)磁(ci)(ci)(ci)疇仍保持新的(de)(de)取向(xiang)而不(bu)回復到(dao)原(yuan)來的(de)(de)隨機(ji)取向(xiang)，于是該材料(liao)就保留了剩磁(ci)(ci)(ci)，剩磁(ci)(ci)(ci)的(de)(de)大小與(yu)材料(liao)的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)特性和(he)最近磁(ci)(ci)(ci)化史、施加的(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)場強度、磁(ci)(ci)(ci)化方向(xiang)和(he)不(bu)銹鋼管的(de)(de)幾何形(xing)狀等(deng)因素有關。

剩(sheng)磁(ci)常常使焊(han)(han)接工作(zuo)難以進行(xing)，嚴重影響焊(han)(han)接質量，特別是(shi)在根部氬(ya)弧(hu)(hu)(hu)打(da)底焊(han)(han)接施(shi)工時(shi)表現尤為突出，不銹鋼(gang)管坡(po)口邊緣的(de)(de)磁(ci)性強烈地吸引(yin)(yin)焊(han)(han)絲，使操(cao)作(zuo)者難于(yu)運行(xing)。同(tong)時(shi)，不易引(yin)(yin)弧(hu)(hu)(hu)，電(dian)弧(hu)(hu)(hu)漂(piao)浮十分嚴重，破壞了(le)電(dian)弧(hu)(hu)(hu)的(de)(de)挺度和氣體保護作(zuo)用，成(cheng)為實(shi)施(shi)焊(han)(han)接工藝的(de)(de)巨大障礙(ai)。特別是(shi)在焊(han)(han)接含Cr、Mo較高的鋼材時，這種現象更(geng)為(wei)嚴重。因(yin)此，為(wei)了確保焊(han)接質量(liang)，尋求簡單省(sheng)時、適用有(you)效(xiao)的退磁方法是焊(han)接過程必須解決(jue)的技術(shu)問(wen)題。

因為(wei)描述磁場(chang)(chang)是用向(xiang)量(liang)進行的(de)，所以為(wei)了準確(que)、迅速地消除不(bu)銹鋼管坡口區的(de)磁場(chang)(chang)對焊(han)接過程的(de)影響，必須弄清磁場(chang)(chang)效應的(de)極性和磁感應強度(du)的(de)大(da)小。確(que)定磁場(chang)(chang)方(fang)向(xiang)的(de)方(fang)法有兩種(zhong)：一是用普(pu)通指(zhi)南針(zhen)；二(er)是根據電弧的(de)偏吹方(fang)向(xiang)判別。當用普(pu)通指(zhi)南針(zhen)判別時,指南(nan)針的N極指(zhi)向的不銹鋼管(guan)坡口(kou)為S極(ji)，指(zhi)南(nan)針(zhen)的S極(ji)指向則(ze)為N極。如用(yong)電弧偏吹方(fang)向判別(bie)時，電弧朝(chao)向側不銹鋼(gang)管(guan)坡口(kou)為(wei)弱場(chang),反之為強場。為了便于了解(jie)磁場的(de)極性(xing)及其分布，判(pan)定(ding)的(de)極性(xing)可用N、S符號標定(ding)在(zai)附近(jin)的(de)焊件(jian)表面上(shang)。這種方法在(zai)現場(chang)比較適用(yong)、方便，應大力普及。

磁(ci)場(chang)的(de)強弱(ruo)可用(yong)高斯計，或用(yong)交(jiao)流安培鉗測試。而在現場(chang)檢修(xiu)中(zhong)由于無上(shang)述儀表，因此我(wo)們用(yong)更簡單的(de)方法(fa)估計不銹鋼(gang)管(guan)坡口內磁(ci)場的(de)強度。

磁場(chang)的(de)測試

磁(ci)場方向的確定

磁(ci)場強度大(da)小的(de)測試磁(ci)鐵粉法。

越多(duo)，則剩磁越多(duo)，反(fan)之越弱。利(li)用Φ2.5mm的焊絲,或串起來的回(hui)形針，放入焊接(jie)不銹(xiu)鋼管坡口內(nei),根據磁(ci)場(chang)對它們的吸引力來估計(ji)磁(ci)場(chang)強弱程度，這兩種方(fang)法在檢驗退磁(ci)程度時，比較(jiao)方(fang)便、簡單、實用，值(zhi)得加以推廣。

磁(ci)場的分布

焊(han)接不銹鋼(gang)管(guan)坡口的剩余磁場分布是比(bi)較復雜的。不銹鋼(gang)管(guan)坡口內各(ge)點的磁感應強(qiang)度(du)各(ge)不相同，N、S極的(de)長(chang)度也(ye)不相等，但是(shi)磁力(li)線的(de)分布總是(shi)從不銹鋼管坡口表面(mian)的(de)法(fa)線方向(xiang)出入。

沿焊件厚(hou)度(du)方(fang)向各(ge)點磁感應強度(du)

不等。磁(ci)(ci)(ci)場特性不但與(yu)焊件材料（化(hua)學成分）有(you)關，還與(yu)磁(ci)(ci)(ci)場內的介質(zhi)形狀有(you)關。因此，不銹鋼管(guan)坡(po)口(kou)(kou)的型式與(yu)對口(kou)(kou)尺寸對磁(ci)(ci)(ci)場介質(zhi)的導磁(ci)(ci)(ci)能力(li)是有(you)影響的。當不銹鋼管(guan)坡(po)口(kou)(kou)區(qu)構成閉合(he)回路時，V型(xing)不銹鋼管坡(po)口在對(dui)口規范條件下，根部氣隙小，磁(ci)阻就(jiu)小，磁(ci)力線的密度就(jiu)大(da)。不銹鋼管坡(po)口的上部氣隙大(da)，磁(ci)阻也要變大(da)，磁(ci)力線就(jiu)變得稀疏(shu)了。焊件厚(hou)度越(yue)大(da)或a角越(yue)大，這種(zhong)差異就越(yue)大。高溫再聯箱一般為雙(shuang)V形或U形(xing)不銹鋼(gang)管坡口(kou)，其最大(da)寬(kuan)度不超過(guo)40mm。

接頭一側不銹鋼管坡(po)口顯示N極，另一側顯示S極，且(qie)對口間隙近似(si)均勻等(deng)強(qiang)磁(ci)場，不銹鋼管(guan)坡口內的磁(ci)力線密度基本相同(tong)。

局部(bu)磁(ci)化，或(huo)受外界磁(ci)場及其它(ta)加工工藝的影響。

不銹鋼管坡(po)口剩磁問題的處(chu)理方法

根據普通物理(li)知識，退磁(ci)的(de)方法(fa)及形式較多。在接頭處加(jia)高導磁(ci)材料(liao),在居里點以(yi)上焊接等(deng)。但是在現場(chang)施工條件下比(bi)較(jiao)適用的有效方(fang)法(fa)(fa)還(huan)是纏繞(rao)直流電纜匝數消(xiao)磁法(fa)(fa)等(deng)。

纏繞直流(liu)電纜(lan)匝(za)數消磁法

這個方法就是利(li)用(yong)消磁機(ji)的(de)原理,在(zai)(zai)現(xian)場利用有(you)限、直接(jie)的(de)材料(liao)進(jin)行簡(jian)易(yi)消磁(ci)(ci)機的(de)制作。我們(men)經過施(shi)工實際(ji)觀測可知(zhi)：在(zai)(zai)對母材帶(dai)磁(ci)(ci)性焊(han)件氬弧焊(han)打(da)底時，母材的(de)磁(ci)(ci)場造(zao)成了電(dian)弧有(you)規律(lv)的(de)偏(pian)(pian)移。這個有(you)規律(lv)的(de)偏(pian)(pian)移，就是我們(men)要利用的(de)繞匝方向判斷依據(ju)。

手工鎢(wu)極氬弧焊(han)(han)時，電源采(cai)用(yong)直流(liu)(liu)正接(jie)法，即焊(han)(han)槍(qiang)(qiang)接(jie)電源的負極，焊(han)(han)件接(jie)電源的正極，也就是說，焊(han)(han)接(jie)電流(liu)(liu)的流(liu)(liu)動方向(xiang)是焊(han)(han)件到焊(han)(han)槍(qiang)(qiang)。如果將焊(han)(han)接(jie)電弧看(kan)成(cheng)是一根導線(xian)，根據右手螺(luo)旋法則，將右手4指指向電弧偏移方(fang)向，那么母指所(suo)(suo)指的(de)方(fang)向即為母材本(ben)身(shen)所(suo)(suo)帶磁場的(de)“N”極(ji)。同理將焊(han)(han)接電(dian)(dian)纜線(xian)逆電(dian)(dian)弧偏(pian)移方向，在帶磁(ci)性管子上的焊(han)(han)接接頭附(fu)近纏繞數(shu)匝(za)(za)，使之產生(sheng)反向磁(ci)場(chang)，以消除(chu)電(dian)(dian)弧偏(pian)移（如附(fu)圖(tu)所示）。隨著纏繞匝(za)(za)數(shu)的增(zeng)加，電(dian)(dian)弧偏(pian)移的現象會逐漸減弱，直(zhi)至(zhi)電(dian)(dian)弧燃燒恢(hui)復正常，表明(ming)磁(ci)感應強度完全(quan)消失。在焊(han)(han)接把(ba)線(xian)纏繞的情況下，施(shi)行打底(di)焊(han)(han)接，退磁(ci)和(he)焊(han)(han)接同步進(jin)行，既簡便又(you)快捷(jie)。經實踐證明(ming)，采用把(ba)線(xian)纏繞焊(han)(han)接過(guo)程中，焊(han)(han)接電(dian)(dian)流不會發生(sheng)變化(hua)，不需調節焊(han)(han)接電(dian)(dian)流，電(dian)(dian)弧燃燒穩定。

用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)做試驗(yan)，看(kan)不銹鋼(gang)管坡口最小間隙處(chu)(chu)對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)的(de)(de)吸引力有多(duo)大(da)(da)，當焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)從(cong)不銹鋼(gang)管坡口處(chu)(chu)掉下(xia)時(shi)就可(ke)(ke)以(yi)(yi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接了(le)。不過(guo)在(zai)線(xian)圈(quan)反(fan)(fan)復輸入電流時(shi)，有可(ke)(ke)能剩磁(ci)比原來還大(da)(da)，可(ke)(ke)適(shi)當減少一些線(xian)圈(quan)匝(za)數再(zai)輸入反(fan)(fan)向電流，就會(hui)使(shi)剩磁(ci)調節到(dao)所要求的(de)(de)水平(ping)，這時(shi)應立(li)即(ji)施(shi)(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，不能以(yi)(yi)為剩磁(ci)不再(zai)變化。現場施(shi)(shi)工，周(zhou)圍磁(ci)場情況復雜有可(ke)(ke)能影響焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)口處(chu)(chu)的(de)(de)剩磁(ci)，所以(yi)(yi)應全面考慮。打(da)底焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫一經完成，再(zai)產生剩磁(ci)就無(wu)關緊(jin)要了(le)，因為此時(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫和母材結合成一體了(le)，磁(ci)力線(xian)從(cong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)經過(guo)，再(zai)也不會(hui)影響第2道(dao)的電(dian)焊作(zuo)業了(le)。

這種處理(li)方(fang)法不受不銹鋼(gang)管溫(wen)度的限(xian)制(zhi)，可以(yi)廣泛用于(yu)現場管件的剩(sheng)磁處理(li)工藝中。

填加高導磁材(cai)料，搭(da)橋(qiao)引流法

焊接(jie)前，在待焊部位前方的對口間隙中加一(yi)段高導磁(ci)材料，由于(yu)它們自身所擁(yong)有的導磁(ci)能力遠(yuan)遠(yuan)大于(yu)空氣(qi),磁(ci)(ci)(ci)力(li)線(xian)幾乎不經過氣(qi)隙(xi)，而經高導(dao)磁(ci)(ci)(ci)材料通(tong)過，填充高導(dao)磁(ci)(ci)(ci)材料部位的磁(ci)(ci)(ci)性就會(hui)因磁(ci)(ci)(ci)力(li)線(xian)被引(yin)走而減弱，這(zhe)樣邊打底邊前移(yi)高導(dao)磁(ci)(ci)(ci)材料，便可(ke)以進行焊接。

但(dan)由于填充(chong)材(cai)料(liao)不(bu)(bu)可能和連(lian)接件一樣，使磁力線完全(quan)從高(gao)導(dao)(dao)(dao)磁材(cai)料(liao)通過(guo)，因此剩(sheng)余氣隙(xi)間的(de)磁力線仍對焊(han)接有一定的(de)影響，故填加高(gao)導(dao)(dao)(dao)磁材(cai)料(liao)引磁法(fa)僅適用(yong)于焊(han)條電弧焊(han)，且(qie)高(gao)導(dao)(dao)(dao)磁材(cai)料(liao)不(bu)(bu)是經常備(bei)用(yong)的(de)材(cai)料(liao)，很難做到隨(sui)用(yong)隨(sui)有。

在磁性轉(zhuan)變點以上，繞過焊件磁性溫度區域進(jin)行焊接

利用焊(han)條(tiao)電弧焊(han)焊(han)接導(dao)磁件引開磁場法(fa)

加(jia)熱被(bei)焊(han)接部位使焊(han)口(kou)兩側焊(han)件處于失(shi)磁狀態，之后(hou)再進行焊(han)接。而這種方法對(dui)于室(shi)外、大件焊(han)接有(you)局限性，純鐵的磁性轉(zhuan)變點就高達768℃，室外或大(da)件(jian)(jian)焊(han)(han)接(jie)(jie)時溫度加高并維持這樣的(de)(de)溫度都有很(hen)大(da)的(de)(de)難(nan)度，且對合金鋼而言(yan)一般焊(han)(han)件(jian)(jian)磁(ci)(ci)性(xing)轉變點(dian)接(jie)(jie)近或超過鋼材的(de)(de)相變溫度點(dian)，極(ji)(ji)易(yi)使母材性(xing)能變壞(huai)，焊(han)(han)工的(de)(de)勞(lao)動條件(jian)(jian)急(ji)劇惡化，焊(han)(han)接(jie)(jie)操作極(ji)(ji)不易(yi)掌握，焊(han)(han)件(jian)(jian)返工率(lv)加大(da)。因(yin)此(ci)，繞過焊(han)(han)件(jian)(jian)磁(ci)(ci)性(xing)溫度區域焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)方法，一般只(zhi)適用于有較好焊(han)(han)接(jie)(jie)環(huan)境和保(bao)溫環(huan)境的(de)(de)情況下，對電站(zhan)大(da)徑厚壁管(guan)件(jian)(jian)，尤(you)其是CrMo合(he)金鋼(gang)的焊接(jie)很(hen)不適用。

現場施工發現：就克服電弧(hu)磁(ci)偏吹的能力而言，焊(han)條電弧(hu)焊(han)要優于鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)焊(han)，且管(guan)件不銹鋼管(guan)坡口(kou)處(chu)的磁(ci)性(xing)最(zui)大(da),對焊(han)接的(de)影響也最大(da)，磁(ci)性會隨距(ju)(ju)不銹鋼管坡口的(de)距(ju)(ju)離遠(yuan)近而變化(hua)。因此采用焊(han)條電弧焊(han)焊(han)接導磁(ci)件，在2焊件不(bu)銹鋼管坡口以外30mm處引磁就有可行性。

結束語

施(shi)工人(ren)員可(ke)視(shi)具體情況選擇(ze)不同的消磁(ci)方(fang)法(fa)，通(tong)過以(yi)(yi)上措施(shi)的實施(shi)，效果十分明顯，不但大大縮短了(le)焊(han)接(jie)施(shi)工時間和(he)勞動強(qiang)度，而且更(geng)重(zhong)要的是減少(shao)了(le)施(shi)工難(nan)度，對于以(yi)(yi)后(hou)的大厚壁高(gao)壓匯(hui)通(tong)管及(ji)密集(ji)管排剩磁(ci)時可(ke)按此法(fa)迅速(su)消除，從而確保焊(han)接(jie)質量和(he)工期。