俄羅斯管道焊接前的現代消磁方法
許貴芝 編譯
(南京航空附件廠 210002)
摘 要 分析了鋼管中剩磁產生的原因及其對焊接質量的影響。介紹了俄羅斯管道焊接
前的消磁工藝過程和消磁方法。生產經驗證明該方法實用、有效。
主題詞 管道 鋼管 焊接 剩磁 消磁 工藝
1 剩磁產生原因及對焊接質量影響
在建設和修理煤氣管道進行焊接作業時，有
時會出現磁偏吹影響焊接過程的現象。磁偏吹的
形成是管金屬中存在剩磁的結果。通常，將剩磁分
為感應磁性和工藝磁性兩種。感應磁性常產生在
工廠制管的環節中，如：金屬熔煉、采用電磁起重
機進行裝卸、鋼管在強磁場中停置、用磁化法完成
無損檢查、鋼管接近強力供電線放置等等。工藝磁
性常產生在進行裝配焊接作業及采用磁性夾持
器、夾具與用直流電焊接管道時，如：長時間接觸
與直流電源相連的電導線，導線裸露段或者電焊
鉗與管子的短路等。
焊接帶磁性鋼管時，經常會看到電弧引燃的
困難、電弧燃燒穩定性的破壞、在磁場中電弧的偏
離、液體金屬和渣熔融體從焊接熔池中的濺出。
為了穩定焊接過程，改善焊接接頭質量，被磁
化了的鋼管在焊接前要進行消磁。應該指出，被焊
接的鋼管要達到完全消磁是困難的。所以，當剩磁
不足於影響焊接質量時，便允許進行焊接。
2 俄羅斯管道焊接的消磁方法
在野外條件或半成品基地裏進行管道焊接和
修理時，特別需要進行消磁。俄羅斯有關部門制定
了相應的管道消磁工藝文件。文件中包含了當代
進行類似作業的國內外的先進經驗。
2．1 消磁工藝過程
針對焊接前的消磁，制定了單根鋼管和鋼管
對接處的消磁工藝，包括以下內容：① 確定鋼管剩
磁場的大小和方向；② 選擇消磁的方法、系統圖和
技術手段；⑧ 用選定的消磁方法對鋼管或者焊接
的對接處消磁；④ 檢查經過消磁後的剩磁量，看其
是否滿足要求。
2．2 消磁方法
在已制定的工藝文件中，規定了以下的消磁
方法：用直流電或者交流電，以及借助於電磁鐵或
者永磁鐵所建立的磁場方法。
分析剩磁參數(見表1)，結合施工現場具體
條件(例如給定的裝備等)，選擇消磁方法和系統。
表1 剩磁等級與焊接條件
剩磁等級 剩磁感應強度(×10 T) 焊接條件
弱 <20 不消磁
中等 2O～ 100 消磁
高 > 100 消磁
用截面35～50 mm 的焊接導線組成的電磁
線圈來完成直流電和交流電的消磁。導線繞在鋼
管或者兩根對接的鋼管上，根據鋼管剩磁大小繞
成匝數不同的線圈。用直流電消磁時，必須采用電
流為5o0～ 1 000 A 的焊接整流器或變流器，其中
包括多工位的。用交流電消磁時，采用電流為500
～ 1 000 A 的焊接變壓器。所有被采用的電源應
有遙控和電流調節裝置，允許采用鎮定變阻器。當
采用焊接變壓器消磁時，推薦使用輕便的電流測
量卡表LI壹4505、LI壹4501等來測量消磁電流。借
助專用的電磁鐵消磁，要采用焊接整流器或者變
壓器作為電源來進行，見圖1(a)。用永磁鐵消磁
時，則不需要電源，見圖1(b)和(c)。
鋼管的消磁分三個等級，見表1。
維普資訊
焊 管 2002年9月
圖1 用電磁鐵(a)、C形永磁鐵(b)
和圓柱形永磁鐵(c)對對接管端消磁系統圖
1壹被消磁鋼管 2 電磁鐵3壹焊接導線
4 直流焊接電源 5壹C形永磁鐵 6 圓柱形永磁鐵
消磁時，磁場應該大於剩磁磁場：
H 壹(1．2～ 1．5)H !
式中H 消磁磁場強度；
H。剩磁磁場強度。
消磁磁場強度按公式確定：
H — I ·N 7I
式中，壹線圈通電電流。A；
N 消磁線圈匝數；
L壹繞組長度，m。
為了測量磁性。推薦使用lIMI1 97 X 磁力
計。磁力計是壹種輕便型儀表，用於評估磁系統空
氣間隙中脈動磁場以及漏磁磁場的磁感應強度。
儀表由測量變流器、電子裝置和充電裝置組成。儀
表的電源為9V 的電瓶內裝式電池組，磁力計技
術特性見表2。
(1)用直流電消磁用直流電消磁的過程為：
① 借助於磁力計確定鋼管剩磁磁場的大小和方
表2 磁力計技術特性
被測量磁感應強度範圍(×10 T) 1～ 1 999
靈敏度下限(×10 T) 1
調整工作規範時間(s) 30
電源充電後連續工作時間(h) 8
外形尺寸 電子裝置 1 70×60×35
(mm×mm×mm) 充電裝置部分 70×70×30
質量 電子裝置 0．35
(kg) 測量變流器 0．35
向；② 在鋼管上配置截面35～50 mm 的柔性焊
接導線組成的線圈，將其接到壹個或者兩個順序
連接的焊接變流器，使其形成的磁場作用方向與
鋼管剩磁場作用方向相反，見圖2；③ 在消磁開
圖2 單根鋼管(中間部分)用直流電的消磁系統圖
1 被消磁鋼管 2 焊接導線 3 直流電焊接電源
始時，電流為8O～1OO A。④ 在消磁的過程中，必
須周期性地用磁力計在鋼管上檢查消磁磁場作用
的結果(在電源接通時進行測量)。必要時，控制電
流或者改變它的方向(用在焊接變流器上換接導
線的方法)。⑤ 消磁結束以後，為了平滑地降低磁
通時，應該在lmin內逐漸減小電流，直到零值，
然後切斷電源。
用直流電消磁，可以按幾種方案完成。
單根鋼管消磁，先在鋼管壹端沿外圓繞8～
12匝的線圈，以最大的磁場值來消磁；然後以同
維普資訊
第25卷第5期 許貴芝編譯：俄羅斯管道焊接前的現代消磁方法
樣方法為鋼管另壹端消磁。
當單根鋼管消磁到鋼管對接處時，將兩根鋼
管拉開距離不小於300 mm，在距每壹根管子端
面80～100 mm 處繞上18～20匝的線圈，並按圖
3(a)方法完成消磁。
圖3 鋼管對接裝配前用直流電消磁的系統圖
l壹被消磁鋼管2壹焊接導線3 直流焊接電源
4 帶焊條的電焊鉗5壹金屬板片
在個別場合下，推薦使用將電焊鉗和金屬板
片接入電氣系統中消磁的方案，見圖3(b)。將裝
入電焊鉗中的焊條，在300 A 電流下與金屬板短
路10 s。然後斷開。在每壹次短路壹壹斷開循環之
後，用磁力計檢查磁性，並在必要時重復消磁過
程。
當對裝配好的對接處消磁時，在被對接鋼管
端繞上截面35～50 mm 的焊接導線，形成兩根
鋼管的***用線圈，見圖4(a)。線圈可以重疊繞(沿
順時針或者逆時針)，總匝數為16～22匝。此時，
匝數多的應該在剩磁大壹些的鋼管上。這種消磁
工藝往往是最佳的。
當測量剩磁等級小於2O×10 T 以後，完成
焊縫根部的焊接。此時，推薦在小電流10～ 20 A
下進行補充消磁。
(2)用交流電消磁 用交流電消磁可以應用
於單根鋼管裝配前單根鋼管的末端，以及壁厚達
25 mm 的已裝配鋼管對接端。此時，除按上述方
圖4 用公用焊接導線對對接管端消磁系統圖
(a)用直流電消磁 (b)用交流電消磁
l壹被消磁鋼管 2壹公用焊接導線 3壹直流焊接電源 4壹平
滑降低電流的裝置(鋼絲) 5壹絕緣材料墊板 6-焊接變壓器
法消磁以外，還有如下的補充：按圖4(b)的消磁
系統圖裝配，采用1根焊接導線組成的線圈，在回
路中接入長0．5～ 1．0 m、直徑1．5～3．0 mm 的
鋼絲。這根鋼絲安置在絕緣且不可燃材料的墊板
(如石棉磚)上。鋼絲可以平滑地改變通電電流的
大小，從而改變消磁磁場的大小。當電源接通後，
鋼絲被加熱並在壹定時間內燒斷。燒斷時間取決
於鋼絲直徑、長度和電流值。在鋼絲燒斷後，用磁
力計檢查剩磁大小。當消磁效果不足時，必須重復
消磁(有時需要4～5次)。
消磁系統的拆除，可在焊完根部焊縫後進行，
推薦消磁後立即拆除。對於交流電的消磁，同樣可
以采用電氣調節器，以便平滑地改變電流的大小。
(3)用電磁鐵和永久磁鐵消磁 主要用在已
對接好的鋼管上長1O0～200 mm 的個別區段，特
別是在正負號改變的磁場附近。此時，個別區段消
磁後，應該完成根部焊縫的焊接，然後進行下壹段
的消磁。為了消磁，選用了具有專門結構的電磁
鐵。電磁鐵安裝在鋼管對接處，見圖1(a)，使電磁
鐵的N極安置在有磁性S極的鋼管邊緣，而磁鐵
S極與管磁性N 極相接。在消磁過程中，必須借
助於磁力計定期地測量鋼管剩磁的方向與大小
(接通電源時)。消磁磁場的大小通過改變電流大
維普資訊
· 60· 焊 管 2002年9月
小來調節，磁場方向通過改變電流方向來調節，亦
即轉換電源正負極來調節。
用永久磁鐵消磁，選用了IoH醜KT5合金制
造的C形或者圓柱形永磁鐵，見圖1(a)和(b)。當
磁鐵正確安裝時，磁極應該和被磁化的對接鋼管
的磁極相反。磁鐵安裝正確與否可用磁力計來檢
查。為了增強消磁的效果，磁鐵可以彼此連接(二
三個以上，其作用相同)。在對接區段消磁以後，必
須完成此處根部焊縫的焊接。此後，磁鐵應該移至
下壹個消磁區段。為了增加消磁磁場，磁鐵要接近
消磁處，反之可以去除磁鐵。沿鋼管表面移動磁鐵
時，可以減小焊接對接處剩磁直到最小值。
為了改變消磁磁通量的方向，必須在水平面
上將C形磁鐵回轉180。，而裝在對接處邊緣的圓
柱形磁鐵要交換位置或者在垂直平面中回轉
180。。在每壹道消磁工序後，必須用磁力計檢查剩
磁的大小。
3 結 論
俄羅斯消磁經驗表明，采用現有工藝文件中
的消磁方法是十分有效的。這種方法可以用在工
業部門各種管道的安裝、焊接和修理作業時。
參考文獻
1 B I1 FPIIHEIIKO等．Op6HTa~I％HO!；I CBapKe c ABTOOFIpecco—
BKOH ABTOMaTaMH 0醜A壹35~IET． CBapoq np—BO，2000(1)：38
～ 41
作者許貴芝，男，1939年生，1962年畢業於
北京航空學院。中國航空工業總公司南京航空附
件廠高級工程師，南京市焊接協會委員，華能南京
分公司業余俄語翻譯。在國內外發表論文、譯文數
十篇。聯系地址：南京市西華東村12—402。
(收稿日期：2002—03—21)
中國鋼鐵工業協會科技環保部擬征集出版
《中國鋼管企事業單位名錄》(第二版)
中國加入WTO 後鋼管業面臨著前所未有的機遇與挑戰，近年來我國的鋼管生產線發展很快，鋼管
生產工藝、技術、設備、機組和單位，尤其是中小企業的變化很大。隨著現代通訊技術的發展，各單位電
話、電子郵件信箱、網址、郵編等也有變化。原冶金部科技司於1993年底組織征集編輯出版的《中國鋼管
企業事業公司》(第壹版)專集工具書已基本不能滿足國內用戶的需求，國內相關單位希望出版新版《名
錄》的呼聲很高。
為了應對經濟全球化和中國加入WTO 後我國鋼管業參與國內外競爭的需要，滿足國內外鋼管行
業用戶要求，更為完整的收集國內鋼管行業的信息資料，全面掌握鋼管行業動態，建立信息網絡，為鋼管
界及相關單位提供服務，促進行業之間的技術交流，增進各鋼管(包括無縫鋼管、焊接鋼管、不銹鋼管、復
合管，管件、彎頭、冷彎型鋼，管帶材)生產、設備制造企業以及設計、研究、教學單位和相關公司與廣大用
戶之間的相互了解，進壹步發展鋼管生產技術，中國鋼鐵工業協會科技環保部擬組織編輯再版《中國鋼
管企事業單位名錄》大型專集工具書，聘請國內鋼管行業有關專家、學者及知名企業家組成《中國鋼管企
業事業單位名錄》出版編輯委員會，統籌組織開展工作，具體事宜委托《鋼管》雜誌社顏幼賢同誌與《焊
管》期刊社楊繼鋒同誌以及部分編輯出版人員負責辦理。該專集將以收抵支，由認刊單位依據所刊資料
酌情交付相關刊登刊面費。
收錄內容包括：企業規模、職工人數、工程技術人員數、主要產品規格、優質產品、專利技術、設備型
號、機組數量、年生產能力、執行標準、企業法人及企業概況等，以全面反映鋼管(包括無縫鋼管、焊接鋼
管、不銹鋼管、復合管，管件、彎頭、冷彎型鋼，管帶材等)企事業單位的面貌。請各有關單位將所刊資料盡
快寄送《鋼管》雜誌社顏幼賢或《焊管》期刊社楊繼鋒，以便盡快匯編出版。
(中國鋼鐵工業協會科技環保部)
維普資訊