Размагничивание труб перед сваркой

Врезка в трубопровод

Когда требуется подключение сантехнических устройств, установка приборов учета или запорной арматуры, сгонять воду из системы необязательно, это бывает слишком накладно.

Отвод для сгона воды или кран проводят по следующей схеме:

врезаемый элемент подгоняется под трубопровод;
обваривается по всему контуру;
после этого сверлится врез через патрубок или разобранный шаровый кран;
затем к патрубку монтируется подвод или собирается запорная арматура. После этого открывают подачу воды.

Врезка штуцеров в трубопровод по представленной технологии проводится без снижения давления в магистрали. К ним крепится подсоединяемый элемент.

https://www.youtube.com/watch?v=3indt3CumhA

ЛАБС-7К блок управления размагничиванием и компенсации магнитного поля трубопроводов.

ТУ — 3415 — 001 — 58895390 – 20

Известный факт, что намагниченность труб и трубопроводов создает большие трудности при строительстве и ремонте, где используется сварка на постоянном токе. Сегодня размагничивание производится в “ручную” — дедовским способом, либо морально-устаревшим оборудованием требующим высокой квалификации персонала. В связи с такими часто встречающимися факторами как: анамально-высокие уровни намагниченности, неравномерная намагниченность стыка, обратное «натекание» магнитного поля и пр., использование вышеперечисленных способов не позволяет эффективно произвести размагничивание. Всё это вновь влечет за собой “магнитное дутье” шва и в последствии уменьшение срока эксплуатации участков трубопровода и увеличение локальных ремонтов.

ЛАБС-7К (базовая модель) позволяет осуществлять размагничивание труб и компенсацию магнитного поля в зоне стыка перед сваркой с целью исключения эффекта “магнитного дутья” и получения качественного шва. Блок ЛАБС-7К предназначен в основном для компенсации магнитного поля в зоне сварки, что является наиболее эффективным методом при монтаже намагниченных труб и элементов трубопроводов. В комплектацию к этому устройству по желанию заказчика может быть добавлен дополнительный контур для увеличения мощности, а также система локализации магнитного поля ЛАБС-7ЭМ. ЛАБС-7К идеально подходит для небольших строительно-монтажных организаций. Назначение прибора ЛАБС-7К.

Размагничивание трубы и компенсация магнитного поля в зоне стыка перед сваркой с целью исключения эффекта “магнитного дутья” и получения качественного шва. Прибор является новейшей разработкой в этой области, современная импортная элементная база и использование высоких технологий позволили нам в десятки раз уменьшить вес и габариты прибора, а также увеличить надежность и удобство эксплуатации. Комплект поставки блока управления размагничиванием ЛАБС-7К состоит: блок ЛАБС-7К, универсальная катушка компенсатора, магнитометр, комплект чехлов и аксессуаров а также подробные инструкции по эксплуатации.

Основные параметры:

— Входное напряжение 220В/50Гц — Выходной ток — до 100А. — Выходное действующее напряжение не более 110В — Время процесса размагничивания в автоматическом режиме 1-10 сек. — Время работы в режиме компенсации магнитного поля — неограниченно. — Прибор рассчитан на эксплуатацию при температуре от –40С до +40С, влажности не более 98%.

Область применения

Монтажные и ремонтные работы на магистральных трубопроводах. Размагничивание труб на базах хранения (подготовка к монтажу).

Преимущества ЛАБC-7К

Удобство и простота в эксплуатации не требуется специально подготовленного, квалифицированного персонала. В связи с автоматизированным процессом размагничивания, из органов управления только: переключатель полярности и регулятор мощности. Размагничивание может производиться как в момент сварки (для данного блока — рекомендуется производителем), так и в режиме “свободных концов”. Время работы в режиме компенсации магнитного поля не ограниченно. Время монтажа (демонтажа) не более 3 минут.

Основные причины намагничивания металла

Магнетиками называются среды, которые создают собственное магнитное поле. Основные группы магнетиков:

парамагнетики;
ферромагнетики;
диамагнетики.

Стальные изделия на основе сплавов железа, кобальта или никеля относятся к веществам, собственное магнитное поле которых по уровню выше внешнего, т.е. к ферромагнетикам. Намагниченность вещества считается суммой магнитных свойств частиц единицей объема.

В момент достижения порога температуры Кюри, образуются самопроизвольные домены с намагниченностью, которые распространяются до полного заполнения. Обычными условиями, возможно получить намагниченный инструмент при работе вблизи с электродвигателями, магнетронами и другими элементами. Металл забирает свойства магнетизма от вблизи расположенного излучателя, тем самым намагничивается.

Действие с мелкими деталями замагниченным инструментом может доставить немало хлопот. Заточка металлов с повышенными свойствами магнетизма невозможна до идеальных размеров, т.к. материал облеплен стружкой.

Определение

Сварочные деформации являют собой значительную проблему: из-за них готовое изделие самопроизвольно изменяется и перестаёт соответствовать исходным требованиям по качеству и функциональности.

Проблема состоит из 2-х основных компонентов:

сварочное напряжение: разнонаправленные усилия, возникающие при сварке в теле детали и измеряемые соотношением силы на рассматриваемую площадь;
сварочные деформации: изменение первоначальных форм и размеров деталей при сварке в результате сжимающих и изгибающих (в основном) усилий.

В результате их развития изделие из металла изменяется будто само по себе.

11.3.3 Размагничивание источниками сварочного тока | Югорский учебный центр

11.3.3.1

Размагничивание труб источниками сварочного тока импульсным методом выполняется в следующей последовательности:

— провести намотку сварочного кабеля (от 18 до 20 витков) на расстоянии от 10 до 20 мм от торца трубы (рисунок 11.13), при этом торцы двух размагничиваемых труб должны находиться на расстоянии не менее 2500 мм;

— определить исходную величину и направление магнитного поля по периметру трубы в восьми контрольных точках;

— установить минимальный ток на источнике сварочного тока (в интервале от 30 до 70 А), замкнуть контакт на пластину;

— измерить величину магнитного поля по периметру трубы в восьми контрольных точках. Если величина магнитного поля не изменилась или увеличилась, необходимо изменить полярность тока на соленоиде;

— установить максимальный ток на источнике сварочного тока (в интервале от 240 до 300 А), замкнуть контакт на пластину, выдержать в течение 6-12 с, затем разомкнуть контакт и отключить источник питания;

— выполнить демонтаж размагничивающих обмоток (соленоида).

— труба; 2 — сварочный кабель; 3 — сварочный источник питания постоянного тока; 4 — металлическая пластина; 5 — разъемный контакт

Рисунок 11.13 — Схема монтажа оборудования для размагничивания труб импульсным методом

11.3.3.2

Размагничивание соединений перед сваркой источниками сварочного тока компенсационным методом выполняется в следующей последовательности:

— определить исходную величину и направление магнитного поля по периметру сварного соединения в восьми контрольных точках;

— провести намотку сварочного кабеля сечением 35; 50 мм 2 на оба конца труб (рисунок 11.14), при этом намотка должна быть в одном направлении, равномерной плотной и однорядной, количество витков, наматываемых на конец трубы с большей величиной магнитного поля, — от 7 до 11, трубы с меньшей величиной магнитного поля — от 3 до 5 витков;

— подключить сварочный кабель к источнику постоянного тока;

— включить сварочный источник и постепенно увеличивать величину тока с минимального значения, одновременно контролируя изменение величины магнитного поля;

— если величина магнитного поля в сварном соединении увеличивается, отключить источник питания и изменить полярность (поменять концы сварочного кабеля на источнике питания);

— если величина магнитного поля в соединении труб не превышает 20 Гс, приступить к сварке корневого слоя шва, по мере выполнения которого величину тока снижают, одновременно контролируя величину магнитного поля в зазоре труб;

— отключить источник питания и измерить величину магнитного поля по периметру соединения после сварки корневого слоя шва. Если величина магнитного поля не превышает 20 Гс, провести демонтаж сварочного кабеля, если величина магнитного поля превышает 20 Гс, провести размагничивание перед сваркой последующих слоев шва.

— труба; 2 — сварочный кабель; 3 — сварочный источник питания постоянного тока

Рисунок 11.14 — Схема монтажа оборудования для размагничивания соединений перед сваркой компенсационным методом

11.3.3.3

Размагничивание соединений перед сваркой источниками сварочного тока при знакопеременном магнитном поле компенсационным методом выполняется в следующей последовательности:

— провести размагничивание компенсационным методом аналогично требованиям 11.3.3.2 отдельных участков периметра сварного соединения с наибольшей величиной и одним направлением магнитного поля с последующей сваркой корневого слоя шва на этих участках;

— изменить полярность тока на источнике питания и выполнить размагничивание участков периметра сварного соединения с другим направлением магнитного поля с последующей сваркой корневого слоя шва на этих участках;

www.centr-ugra.ru

Классификация электродержателей

Если рассуждать в общем, то эти устройства делятся на две большие группы: специализированные и универсальные, регламентированные в ГОСТах.

Электрододержатель самодельный.

Самые популярные разновидности универсальных держателей следующие:

Держатель – прищепка зажимного типа может быть представлен в двух вариантах: пружинном и рычажном. У этого устройства, которое можно назвать зажимом для электрода, предельно простая конструкция и низкая стоимость. Он совместимый практически со всеми сварочными агрегатами

Дает отличные характеристики: хороший поджог дуги, высокое качество шва и, что немаловажно, экономию электроэнергии.
Вилка – трезубец является самой, пожалуй, распространенной версией среди профессиональных сварщиков. С этими электрододержателями для ручной дуговой сварки связаны некоторые нюансы

Дело в том, что в традиционном виде он плохо защищен: много частей находятся под напряжением, что несет высокий риск вреда здоровью. Помимо травмы электричеством есть риск получить вдобавок лучевое поражение. Есть, конечно, модифицированные автоматизированные модели, которые считаются безопасными и показывают хорошие технологические показатели.
Держатель – цанга зажимного типа используется в узком направлении: только в горелках для аргонодуговой сварки.
Винтовой держатель в нескольких вариантах: зажим может быть прямой или загнутой формы с разными направлениями резьбы – как левой, так и правой.
Безогарковый держатель работает по другому принципу. В соответствии со своим названием предотвращает возникновение огарков и сокращает время закрепления расходника, который не закреплен зажимом, а приварен к концу электрода, чтобы в итоге расплавится во время сварки. После этого берется следующий расходник.

Вторая группа держателей для сварочного аппарата относится к специализированным моделям для работы с конкретными изделиями и типами швов. Примеры – специализированное устройство для сварки одновременно несколькими электродами или для сварки трехфазной дугой. В большинстве своем такие модели сложно устроены и обладают немалым весом.

Когда появляются временные сварочные деформации

В ходе подготовки сварщиков проводится также обучение теории и освещение проблематики, это важно для представления сути происходящего. Обучение как правило закрепляется общим экзаменом, на котором специалисту приходится давать ответ на вопросы проверяющих

Проблема сварочных деформаций имеет значительную важность ввиду затрат на их устранение. Опасность временных деформаций заключается в вероятности их неполного нивелирования

Поэтому специалист обязан знать базовые причины их образования:

высокий сосредоточенный нагрев околошовной зоны;
разнонаправленные изменения внутри шва;
фазовые превращения и образование зёрен с разной структурой в ограниченном объёме.

Хуже всего ситуация с легированными сталями. Здесь образуются структуры закалочного типа, которые приводят к появлению существенных линейных и объёмных расширений. Защититься от всех этих моментов возможно с помощью точного соответствия требованиям технологического процесса сварки.

Делаем магнитную массу своими руками

По сравнению с привычными видами зажимов цена магнитной клеммы для сварки значительно выше. Однако конструкция настолько проста, что ее нетрудно сделать своими руками из подручных материалов. Для этого достаточно простого инструмента, который найдется в любой домашней мастерской.

Самодельные приспособления обычно делают из магнитов от старых динамиков мощностью 10 — 15 Вт. Также потребуется обрезок листового железа толщиной 3 — 4 мм и болт с гайкой. Сборку магнитной массы для сварки своими руками выполняют в следующей последовательности:

из железного обрезка вырезают болгаркой или вырубают зубилом две круглые шайбы размером равным внешнему диаметру магнита;
края шайб обрабатывают напильником или на наждаке, чтобы не было заусенцев;
на нижней шайбе, которая будет контактировать с металлом, по центру высверливают отверстие для головки болта;
головку стачивают по высоте до толщины шайбы, вставляют в отверстие, приваривают;
по центру верхней шайбы сверлят отверстие для болта;
болт пропускают через отверстие магнита, с другой стороны надевают верхнюю шайбу;
на выступающую часть болта с резьбой надевают наконечник кабеля, затягивают гайку.

Самодельная масса будет не отключаемая, но при аккуратном обращении прослужит не меньше заводской модели. Аналогично делают держатели электродов. Для увеличения усилия прижима используют более мощные неодимовые магниты от старых жестких дисков для компьютера.

Обзаводиться магнитной массой или нет, зависит от объема и условий работы. Если сваркой приходится заниматься от случая к случаю достаточно прищепки. При больших объемах работы, особенно с профильными материалами, магнитная масса поможет сократить затраты времени на подготовительные операции. У профессиональных сварщиков это приспособление занимает почетное место в наборе зажимов для разных видов металла.

Критерии выбора ВВ

При выборе конкретной модели обязательно учитываются следующие параметры:

Напряжение электроустановки – в соответствии с которым определяется тип изоляции;
Электродинамическая стойкость, в случае возникновения тока короткого замыкания;
Термическая стойкость, при удаленных от места установки вакуумного выключателя авариях;
Климатическое исполнение.

Производители и распространенные модели

Наиболее известными производителями вакуумных выключателей являются отечественные , «НПП Контакт», ОАО «Самарский трансформатор», «ПО ЭЛКО», «РЗВА» и другие. Из зарубежных: Siemens, ABB, HEAG.

В таблице ниже можно увидеть сравнительные характеристики некоторых наиболее популярных вакуумных выключателей.

Выключатель серии	Номинальное напряжение, кВ.	Номинальный ток, А	Ток отключения, А	Термическая стойкость, кА	Динамическая стойкость, кА
ВВЭ-М-10	10 – 11	630, 1000, 1600, 2000, 2500, 3150	20; 31,5; 31,5; 40	20; 31,5; 31,5; 40	51, 81, 81, 128
BB/AST 10-12,5/1000	10 — 12	1000	12,5	12,5	32
BB/TEL-10-12,5/1000 У2	10	1000	12,5	12,5	32
15ADV20 AA3F1	13,8 — 15	1200	20	20	38
ВВЭЛ-110-20/1600	110 — 126	1600	20	20	41

Как изготовить прибор для размагничивания в домашних условиях

Изготовить электромагнит для размагничивания возможно в домашних условиях, для этого понадобятся некоторые материалы и подручные средства. Эксплуатация происходит за счет контроля тока, постоянное напряжение способно намагнитить элемент, а переменное наоборот производит действия.

Самодельное устройства для размагничивания металлов

Катушку возможно изготовить из деталей старого телевизора, а точнее петли размагничивания кинескопа

Важно соблюдать последовательность при изготовлении для корректного процесса

Петля сворачивается несколько раз до достижения катушки необходимого диаметра. Если одной петли недостаточно, можно последовательно прибавить вторую, такая конструкция позволит работать с крупными элементами.
Подключается предохранитель и кнопка для нормальной, бесперебойной работы.
Конструкции на 220 Вольт можно использовать постоянно, рассчитанные на 110 В подключаются кратковременно, 12 В используются через трансформатор.

Установка для размагничивания из трансформатора

Полученный механизм отлично подойдет для габаритных деталей. При действиях с небольшими устройствами, в домашних условиях можно приготовить мини комплект. Для работы применяется любая катушка, например от старого бобинного проигрывателя, последовательно соединяется с трансформатором. Использование происходит путем подачи напряжения, деталь помещается вблизи механизма, затем извлекается, при этом питание устройства остается во включенном состоянии.

Размагничивание источниками сварочного тока

— выполнить демонтаж размагничивающих обмоток (соленоида).

1- труба; 2 — сварочный кабель; 3 — сварочный источник питания постоянного тока; 4 — металлическая пластина; 5 — разъемный контакт

Рисунок 11.13 — Схема монтажа оборудования для размагничивания труб импульсным методом

— подключить сварочный кабель к источнику постоянного тока;

1- труба; 2 — сварочный кабель; 3 — сварочный источник питания постоянного тока

Устранение сварочных напряжений

Деформация и напряжение при сварке опасны при отсутствии противодействия, поэтому важно запланировать проверенные способы борьбы с этими негативными явлениями. Простые и не слишком затратные по финансам и времени варианты помогут предотвратить брак или существенно снизить его масштаб

Подогрев изделия: предварительный и/или сопроводительный

Среди методов подготовки есть так называемый подогрев свариваемых деталей. Он рассчитан как ответ на неравномерное расширение материала.

Выполняется подогрев:

предварительный: когда общее повышение температуры заготовок до расчётного значения заканчивается непосредственно перед сваркой, поэтому воздействие дуги не оказывается слишком негативным;
сопроводительный: когда параллельно дуге в свариваемые заготовки вводится тепло.

Метод устраняет основное количество деформаций и повышает прочность сварного шва. Он рассчитан в основном для сталей, склонных к закалке и образованию трещин.

Термическая обработка

Среди способов устранения деформаций при сварке приличной эффективностью отличается обработка готового соединения комбинацией нагрева и остывания при определённой продолжительности каждого из этапов. Назвать это можно термической обработкой.

Такое воздействие повышает прочностные свойства шва и околошовной зоны, упрощает структуру металла и качественно снижает уровень внутренних напряжений.

Основные варианты термообработки: отжиг, отпуск и нормализация (оптимальный способ для сталей с низким содержанием углерода).

Наложение швов в обратноступенчатом порядке

При длине сплошного сварочного шва более 80-100 см рекомендуется сварку вести обратноступенчатым способом: единоразовым проваром не более 10-15 см от конца общей длины к ее началу при общем продвижении вперед.

Это даёт постепенное остывание материала по мере сваривания в обратном направлении. Напряжения и деформации при такой сварке заметно снижаются.

Применение диагностики состояния трубопроводов при помощи магнитных снарядов-дефектоскопов, близко расположенные линии электропередач, а также электрохимзащита труб приводят к намагничиванию участков трубопроводов.

При проведении электродуговой сварки в процессе ремонтно-восстановительных работ проявляется эффект «магнитного дутья», который выражается в затрудненном поджиге сварочной дуги, нарушении стабильности горения, выбросе металла из сварной ванны и, как следствие, появляются такие дефекты, как непровар сварного шва, не-сплавление кромок стыка, повышенное содержание пор и шлаковых включений в металле шва

Поэтому перед сваркой необходимо проводить технологические процессы размагничивания труб, обращая особое внимание на неоднородность распределения магнитной индукции по периметру сварочного стыка («шахматное поле»)

В настоящее время наиболее распространенным является метод знакопеременного поля.

Величина магнитной индукции для проведения стабильной сварки не должна превышать 20 Гс, в то время как остаточная намагниченность после магнитной дефектоскопии может достигать значений более 2000 Гс.

Следовательно, при использовании знакопеременного поля величина управляемого размагничивающего тока должна изменяться не менее чем в 100-150 раз.

Таким образом, в настоящее время существуют традиционные установки для размагничивания трубопроводов с использованием больших соленоидов (≥100 кг), потребляющие значительное количество электроэнергии (≥10 кВт), имеющие сильноточные источники питания (до 100 А). При этом на размагничивание после установки оборудования затрачивается еще 10-15 минут. Такое оборудование требует не только повышенных энергозатрат, специально подготовленных операторов, но и повышенной трудоемкости при установке на трубопровод в полевых условиях.

Разработчикам ЗАО «Газприборавтоматикасервис» удалось найти принципиально новое техническое решение и разработать малогабаритное устройство локального размагничивания стыков труб магистральных трубопроводов.

Принципиальной особенностью устройства УСНТ-1 является то, что воздействие компенсирующего потока наиболее эффективно именно в месте сварки, в стыке труб. Более того, исполнительная часть устройства подбирает магнитное поле в стыке по текущим показаниям датчика Холла, поэтому автоматически учитываются не только особенности материала трубы, неравномерность и направление исходной намагниченности, но и геометрические факторы: толщина стенки трубы, угол фаски, величина зазора между трубами. По достижении заданного уровня намагниченности (≤ 2мТл) поддерживается определенный таким образом компенсирующий поток, обнуляющий поле только в стыке. Таким образом, многофакторная оптимизация воздействия на локальном участке сварного стыка позволяет снизить энергозатраты с 10 кВт до 150 Вт, уменьшить вес со 100 до 12 кг.

Установленные на корпусе прижимные магниты удобно удерживают устройство в любом месте трубы, позволяя сваривать сложные потолочные швы.

Полевые испытания показали, что для размагничивания зоны сварки с остаточной намагниченностью до 2000 Гс в стыке достаточно иметь рабочий ток не более 4 А вместо традиционных более 50 А. Вес такого устройства не превышает 12 кг вместо традиционных 100 кг. Следует отметить, что устройство может питаться от автомобильного аккумулятора 24 В.

В целях определения пригодности устройства УСНТ-1 для размагничивания участков труб магистральных газоне-фтепроводов ОАО «Газпром» и соответствия технических характеристик и функциональных показателей устройства техническим требованиям ОАО «Газпром» проведены квалификационные испытания на производственной базе УАВР ООО «Газпром трансгаз Саратов» с участием представителей ООО «ВНИИГАЗ». Получено положительное заключение ООО «ВНИИГАЗ» о применении устройства на предприятиях ОАО «Газпром».

Герметичное исполнение корпуса электронного блока УСНТ-1 позволяет использовать прибор в ремонте подводных переходов МГ.

Так, в октябре 2009 г. УСНТ-1 успешно применялось при проведении подводных сварочных работ методом гипер-барической ручной дуговой сварки намагниченных труб 1220 мм в среде инертных газов в кессоне «Специализированного подводного комплекса» ООО «Спецподводремонт» на глубине 5 м в акватории Химкинского водохранилища. Прибор показал высокую надежность, простоту и безопасность эксплуатации.

В качестве вывода можно отметить неоспоримые преимущества устройства УСНТ-1 перед традиционными установками размагничивания.