芻議油氣管道焊接施工中的偏磁吹問題

【摘要】在油氣管道的焊接施工過程中，經(jīng)常會發(fā)生偏磁吹現(xiàn)象。偏磁吹問題影響了焊接施工的質(zhì)量，導(dǎo)致焊條、焊絲的連續(xù)或咬邊，嚴(yán)重影響焊接施工作業(yè)的質(zhì)量和效率。本文從偏磁吹產(chǎn)生的原理出發(fā)，分析偏磁吹對油氣管道焊接施工質(zhì)量所產(chǎn)生的影響，進(jìn)而探討如何減少和消除焊接施工中偏磁吹現(xiàn)象，以解決油氣管道焊接施工的難題，提高焊接施工的效率和質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】油氣管道 焊接施工 偏磁吹

1 偏磁吹問題概述

在油氣管道焊接施工過程中，經(jīng)常出現(xiàn)偏磁吹問題，偏磁吹一般可以分成兩種，一種是由于藥芯或焊條偏心，接地線的位置不當(dāng)，電弧周圍的氣流受到很多因素的干擾。另一種偏磁吹產(chǎn)生的原因并不明確，在油氣管道的焊接施工過程中影響了焊接施工的開展，甚至對焊縫成形和焊接施工過程造成嚴(yán)重干擾。偏磁吹產(chǎn)生的原理為：焊接電弧的弧柱是由帶電離的氣體組成，正負(fù)電荷在一定的方向上運(yùn)動，從而形成了電流，導(dǎo)致電弧的周圍形成相應(yīng)的磁場。當(dāng)電弧周圍的磁場均勻受到不同程度的破壞時(shí)，在受力不均的情況下，電弧可能會偏離焊條原有的軸線方向，從而產(chǎn)生偏磁吹現(xiàn)象。

在管道焊接施工過程中，可以通過調(diào)整接地線的連接位置和連接方式，盡可能減少或消除電流工件的偏磁吹問題，對焊接施工的影響能大大減小。由于油氣管道大多處于野外的施工環(huán)境，管道的延伸方向和環(huán)境有很大關(guān)聯(lián)，施工場地的變化而引起的偏磁吹現(xiàn)象非常突出。由于施工場地變化而引起的偏磁吹往往難以把握，減少或消除此種偏磁吹也比較困難，對焊接施工造成很大困擾。加之油氣管道的硬度較強(qiáng)，在充磁后磁性的保留也較強(qiáng)。因此，在油氣管道的焊接施工作業(yè)中，焊件上會有剩磁，可能在后面的焊接施工作業(yè)中產(chǎn)生偏磁吹。當(dāng)剩磁達(dá)到一定的數(shù)值時(shí)，偏磁吹現(xiàn)象將比較嚴(yán)重，為焊接施工作業(yè)造成困難。

2 偏磁吹對油氣管道焊接施工質(zhì)量的影響

在油氣管道的焊接施工作業(yè)中，偏磁吹導(dǎo)致電弧燃燒的不穩(wěn)定，使其作用于弧柱時(shí)的作用力產(chǎn)生偏差，焊縫成形形成不規(guī)則的現(xiàn)象，導(dǎo)致焊件咬邊，焊件根部的熔合不良或未焊透。同時(shí)，偏磁吹能削弱電弧周圍磁場的保護(hù)氣氛，導(dǎo)致有害氣體混入熔池中，引起焊件的夾渣和氣孔。再者，偏磁吹使電弧發(fā)生偏移，增加焊接施工的難度。一般情況下，油氣管道的焊接施工是采用對接環(huán)焊縫的對稱施焊。因此，偏磁吹對焊接施工的影響主要集中于根部焊縫，其他焊層的焊接施工影響較小。

以我國某天然氣管道的焊接施工為例，該管道在焊接施工過程中，由于施工不當(dāng)而導(dǎo)致了嚴(yán)重的泄漏事故，在事故檢修中發(fā)生了非常嚴(yán)重的偏磁吹現(xiàn)象，但偏磁吹產(chǎn)生的原因沒有明確的解釋，或者是由于地處鐵路附近，有高壓線板型，或者是在磁粉探傷后留下了剩磁，甚至有可能是附近存在鐵磁性礦廠。

3 減少和消除油氣管道焊接施工中偏磁吹的方法

一般而言，可以采取脈沖電源或者交流電源以取代直流電源，采取小電流的短弧焊接的方法，或者以兩端接地線等方法來減少和消除油氣管道焊接施工中的偏磁吹問題。但在油氣管道的施工過程中，由于施工環(huán)境大都在野外，施工環(huán)境、焊接設(shè)備和焊接材料等都可能對管道焊接施工的質(zhì)量產(chǎn)生影響，管口剩磁也難以徹底清除，因此，單一的方法并不適合具體的焊接施工作業(yè)。根據(jù)油氣管道焊接施工的實(shí)踐表明，通過以下方法能夠有效減少甚至消除偏磁吹：

3.1 消磁法

消磁法即將管口的剩磁進(jìn)行清除，以減少剩磁對焊接施工后續(xù)作業(yè)的影響?？梢酝ㄟ^磁粉探測儀來進(jìn)行消磁處理，在管口的0點(diǎn)、3點(diǎn)、6點(diǎn)及9點(diǎn)的位置安置探頭，通過反復(fù)的探測，掌握管口電流的運(yùn)動方向，將電流變化由大至小逐步調(diào)整，最終將其保持在0，達(dá)到完全消磁的目標(biāo)。這樣能大大減少偏磁吹現(xiàn)象的發(fā)生，也為管道焊接施工提供便利，保證焊接施工作業(yè)的質(zhì)量和效率。消磁法由于操作比較困難，且管道施工環(huán)境比較惡劣，消磁法在管道焊接施工中的應(yīng)用也受到很大的限制。

3.2 地線接地法

該種方法是通過地線的調(diào)整和搭設(shè)來實(shí)現(xiàn)。在焊接施工作業(yè)中，可以將焊接電源地線連接到焊接坡口內(nèi)，從焊接的坡口內(nèi)接出金屬線深埋泥土中，這樣能大大減少因接線位置不當(dāng)和坡口切割不當(dāng)?shù)仍斐傻钠糯祮栴}，保證油氣管道的焊接施工作業(yè)。地線接線方法主要適用于長輸管道的焊接施工作業(yè)，在長輸管道的焊接施工中，基本能消除偏磁吹現(xiàn)象，效果比較明顯。

3.3 電纜纏繞法

電纜纏繞法即先對偏磁吹的方向進(jìn)行分析，了解管道附近的磁場方向，然后在焊槍電纜的中部纏繞數(shù)圈，在纏繞的同時(shí)應(yīng)進(jìn)行通電焊接，這樣不僅能增加管道的牢固程度，減少檢修工作，也能大大減少偏磁吹現(xiàn)象的發(fā)生，保證管道周圍磁場的相對穩(wěn)定，為管道焊接施工作業(yè)提供良好的條件。電纜纏繞法的施工作業(yè)難度較大，焊接施工比較困難，在目前的施工作業(yè)中應(yīng)用并不普遍。

3.4 點(diǎn)焊法或焊縫滑塊法

在油氣管道的焊接作業(yè)中，坡口焊縫的根部在焊接時(shí)經(jīng)常發(fā)生強(qiáng)烈的偏磁吹現(xiàn)象，這主要是由于兩個(gè)對接管口周圍的磁場不同，焊接施工破壞了兩個(gè)對接管口的磁場的均勻變化，從而對焊接施工造成困難。因此，可以通過氬弧焊方法，在管道均勻點(diǎn)焊，設(shè)置4～6個(gè)管道放電，或者在坡口的位置放置滑塊，之后再采用跟焊的方法，能大大減少偏磁吹現(xiàn)象。該種方法主要適用于舊管道的焊接施工作業(yè)，由于舊管道的剩磁強(qiáng)度較大，點(diǎn)焊法或焊縫滑塊法能夠取得較好的效果。

4 結(jié)束語

在油氣管道的焊接施工作業(yè)中，由于環(huán)境因素和施工作業(yè)不當(dāng)?shù)仍?，焊接施工作業(yè)的質(zhì)量和效率大打折扣，偏磁吹現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，對油氣管道的施工安全產(chǎn)生很大的隱患。焊接電柱周圍磁場的變化，影響了油氣管道的焊接施工作業(yè)。油氣管道作為我國能源的主要輸送渠道，對人們的生產(chǎn)生活和社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)性發(fā)展都有重要作用。偏磁吹問題的產(chǎn)生，影響了油氣管道焊接施工的質(zhì)量，進(jìn)而影響了油氣管道的整體效益。經(jīng)過實(shí)踐表明，消磁法和電纜纏繞法由于施工作業(yè)難度較大，在目前的焊接施工作業(yè)中受到限制。地線接地法、點(diǎn)焊法或焊縫滑塊法能大大減少焊接施工作業(yè)中的偏磁吹問題，保證焊接施工作業(yè)的質(zhì)量和效率。

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作者簡介

袁振興（1983.12.10），男，漢族，遼寧省盤錦人，主要工作方向各管徑施工建設(shè)。