Намагниченные Трубы Как Варить

Размагничивание труб перед сваркой

При средней и высокой остаточной намагниченности труб, сварка стыков трубопроводов сопровождается появлением эффекта “магнитного дутья”. Для нейтрализации эффекта “магнитного дутья” проводится размагничивание свариваемых концов труб.
Для размагничивания трубопроводов в трассовых условиях разработаны приборы, компенсирующие намагниченность трубопровода (ПКНТ).

Размагничивание приборами, компенсирующими намагниченность трубопровода производится компенсацией магнитного поля двух свариваемых труб одновременно. Размагничивание стыкуемых труб с применением приборов ПКНТ проводится в следующей последовательности:

1. Определяется величина и направленность магнитного ноля в зазоре

свариваемых трубопровода и “катушки” при помощи прибора измерителя магнитной индукции.

2. При напряженности магнитною поля менее 100 мТл должна вестись работа с двумя модулями, расположенными по обе стороны зазора, при выходном напряжении сварочного выпрямителя от 50 до 55 В. При напряженности магнитного поля свыше 100 мТл необходимо установить три модуля: одни на ” катушке” и два на теле трубопровода.

3. Монтируются компенсирующие модули на трубопроводе и “катушке” на возможно минимальном расстоянии от свариваемого шва 100 . 400 мм.

4. Выполняется сборка электрической цепи, соединяющей модули между собой, с блоком управления и сварочным выпрямителем.

5. Включается прибор в режиме ‘контроль” при этом определяется и устанавливается величина сопротивления для компенсации

остаточного магнитного поля

6. Включается прибор в режим “работа”, устанавливается величина

компенсирующего тока, которая обеспечивает минимальную величину остаточного магнитного поля в зазоре, которая при необходимости, может корректироваться в процессе сварки.

7. После сварки корневого слоя шва отключается прибор и выполняется демонтаж установки.

Подготовка и производство сварочно-монтажных работ

Трубы, “катушки”, соединительные детали, арматура, устанавливаемые при ремонте дефектных участков трубопровода, должны соответствовать требованиям СНиП 2.05.06-85*, РД 153-006-02, иметь сертификаты, паспорта и акты входного контроля в соответствии с регламентами. Ввариваемая “катушка” должна быть изготовлена из труб того же диаметра, толщины стенки и аналогичного класса точности трубе ремонтируемого участка и иметь сертификат на трубу, из которой она изготовлена.

Труба, предназначенная для изготовления “катушки”, должна быть испытана гидравлическим способом на прочность заводским испытательным давлением в течение 24 часов и рабочим давлением в течение 12 часов, подвергнута ультразвуковому контролю качества продольного заводского шва и должна пройти ультразвуковую толщинометрию стенки трубы по всей поверхности и на отсутствие расслоений и трещин, осмотрена на предмет отсутствия вмятин, задиров и каверн. При наличии дефектов труба, предназначенная для “катушки” должна быть заменена. Ремонт любых дефектов опускается.

Подгонка “катушки” при производстве работ по вырезке дефектов ПОР на участках НПС “Клин”- НПС “Кижеватово” 242,252 км МН “Дружба 1” производится в следующей последовательности:

* производится разметка “катушки”, длина которой должна быть меньше длины ремонтного участка на 2. 3 мм;

* разметка линии реза производится мелом или тальком с применением мягких шаблонов либо других специальных приспособлений;

* для определения длины монтируемой “катушки” производится измерение длины заменяемого участка трубопровода в 4-х точках по горизонтальной и вертикальной плоскостям, разность длин образующих должна составлять не более 3 мм.

Неперпендикулярность обработанных торцов детали относительно образующей трубы не должна превышать 2 мм. Центровка “катушки” производится с применением наружных центраторов. Наружные центраторы, используемые для сборки труб и соединительных деталей, должны быть заводского изготовления. Центраторы не должны оставлять на трубе царапин, задиров, забоин, вмятин. При сборке деталей смещение продольных швов стыкуемых труб должно быть не менее 100 мм. Минимальное расстояние от поперечных сварных швов ремонтируемого трубопровода до сварных швов привариваемой детали должно быть не менее наружного диаметра трубопровода. Перед сваркой кромки и концы соединительных деталей и ремонтируемого трубопровода зачищаются до металлического блеска, на ширину не менее 10 мм, с внутренней и наружной стороны. При сборке стыков труб с одинаковой нормативной толщиной стенки смещение кромок электросварных труб не должно превышать 3 мм. Величина зазора между кромками стыкуемых элементов должна составлять от 2,5 до 3,5 мм.

Перед началом сварочных работ производится сушка торцов труб и прилегающих к ним участков.

После центровки, регулировки зазора между концами труб и “катушки” “обходимо выполнить прихватки: для трубопровода диаметром 720 мм количество прихваток должно быть не менее 4, а длина прихваток – 150-200 мм. Прихватки должны располагаться равномерно по периметру. После выполнения всех прихваток сварка стыков производится в соответствии “технологической картой.

Сварка вновь врезаемой “катушки” должна производится в следующей последовательности:

* зачистить прихватки, обработать шлифмашинкой начальный и конечный участок каждой прихватки;

* равномерно по периметру стыка в “окнах” ценнтратора выполнить сварку не менее 60% длины корневого слоя электродами с основным видом покрытия, затем снять центратор и выполнить сварку оставшегося периметра корневого шва;

* сварку корневого слоя шва выполнять одновременно не менее чем двумя сварщиками;

* зачистить корневой слой шва от шлака и брызг металла;

* выполнить подварку изнутри шириной от 8 до 10мм, усиление сварного шва 1 до 3 мм с плавным переходом к основному металлу с последующей зачисткой шва;

* подварку изнутри выполнить до начала сварки заполняющих слоев;

* выполнить сварку подварочного и облицовочного слоев;

* минимальное количество слоев сварного шва не менее 4-х;

* перед наложением каждого последующего слоя произвести зачистку поверхности предыдущего слоя от шлака и брызг;

* провести внешний осмотр и измерение сварного шва, убедиться в отсутствии допустимых наружных дефектов;

* наружные дефекты сварного шва (подрезы, поры и другое) устранить ручной дуговой сваркой.

После окончания сварки должно быть выполнено клеймение сварных швов труб клеймом сварщика или бригады сварщика на наружной поверхности трубы на расстоянии 100 мм от сварного шва.

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.

Размагничивание труб магистральных газопроводов

При сварке труб и других металлических изделий на постоянном токе нередко наблюдается так называемое «магнитное дутьё», вызванное остаточным магнитным полем труб. Такое явление отрицательно влияет на сварочный процесс, приводит к образованию ослабленных участков шва, разбрызгиванию горячего металла, образованию пор, пережогов, непровара и других дефектов. В некоторых случаях розжиг дуги вообще не возможен, ввиду прилипания электрода.

Дефекты сварных швов магистральных газопроводов и нефтепроводов, вызванные высокой намагниченностью, не проходят технологический контроль. Приходится заново проводить работы, что приводит к потере времени и сварочных материалов.

Намагниченность труб газопроводов появляется вследствие диагностики их состояния, при которой используют магнитные дефектоскопы. Эти приборы неразрушающего контроля используются для обнаружения участков с тонкими стенами, неровностей поверхности. Дополнительными факторами, способствующими намагничиванию, являются упругие механические напряжения при изготовлении и транспортировке магистральных труб в магнитное поле Земли. Высоковольтные линии, расположенные в непосредственной близи от магистральных трубопроводов, также могут стать причиной образования магнитного поля. Уровень остаточного магнитного поля на торцах труб может достигать 200 мТл.

Поскольку намагниченность труб не позволяет получить хорошее качество шва, размагничивание труб перед сваркой является необходимой технологической операцией. Поскольку полностью устранить магнитное поле не возможно, допускается проводить сварку при малых показателях намагниченности, не оказывающих негативного влияния на качество шва.

Стандартом СТО Газпром 2-2.2-136-2007 «Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. Часть 1» установлен уровень остаточной намагниченности торцов труб и соединительных деталей трубопроводов – не более 2 мТл (20 Гс). При намагниченности более 2 мТл должно выполняться размагничивание. Намагниченность стыка труб для осуществления сварочных работ классифицируется на три уровня:

Для размагничивания участка газопровода до допустимых пределов намагниченности, необходимо создать размагничивающее магнитное поле большего значения, чем величина остаточной намагниченности. Для обеспечения качественного сварного шва используют следующие методы размагничивания:

1) Импульсный метод размагничивания заключается в приложении одного или нескольких импульсов магнитного поля (в 1-3 раза превышающих первоначальный уровень намагниченности), направленных в противоположную сторону остаточному магнитному полю. В результате чего некоторая часть доменов ориентируется навстречу основному полю и общая намагниченность торца трубы уменьшается.

2) Циклическое перемагничивание. Трубы размагничивают приложенным знакопеременным полем с амплитудой, равномерно уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля. Толщина размагниченного слоя, вследствие особенностей проникновения переменного поля, зависит от магнитных свойств материала изделия и частоты размагничивания. Чем больше магнитная проницаемость и толщина детали, тем меньше должна быть частота поля. В зависимости от материала изделия, его размеров и формы применяют переменные поля различных частот: от 50 Гц до долей герца. Таким образом, вращение доменов, производимое периодическим воздействием, уменьшающегося по амплитуде переменного магнитного поля, приводит к их разупорядочиванию, и, соответственно, к размагничиванию изделия.

3) Компенсационный метод размагничивания – к трубе прикладывают постоянное магнитное поле (относительно небольшой величины), направленное навстречу вектору остаточной намагниченности. В результате, приложенное магнитное поле компенсирует остаточную намагниченность, и позволяет провести качественную сварку шва. Как правило, после проварки коренного шва приложенное магнитное поле отключают.

Проверку намагниченности следует производить электронными магнитометрами в четырех точках поперечного сечения торца трубы.

Особенности размагничивающей установки ЮВТЕК Stopmagnit Tube2:

– Гарантированное размагничивание при величине остаточной намагниченности до 200 мТл;

– Величина остаточного поля после размагничивания – не более 1 мТл;

– Время размагничивания одного стыка (с намоткой/смоткой катушек) – не более 15 мин;

– Работа в автоматическом, ручном режимах и режиме компенсации;

– Регулировка выходного тока;

– Изменение полярности и величины тока в автоматическом режиме;

– Регулировка длительности импульса тока;

– Регулировка декремента затухания размагничивающего тока;

Выбор инструмента и настройка оборудования

Несмотря на все сложности, работа с трубами, находящимися под давлением, вполне осуществима. Главное – верно отрегулировать рабочие режимы и подобрать подходящие инструменты.

Например, лучшие электроды для сварки водопроводных труб выглядят следующим образом:

УОНИ 13/55. Универсальные элементы, позволяющие ремонтировать трубы, изготовленные из стали вне зависимости от степени легирования и содержания углерода.

Сформированный шов характеризуется оптимальным сочетанием прочности, пластичности и вязкости, выдерживает высокие эксплуатационные нагрузки без образования повторных свищей и разрушения. Новички могут испугаться того, что в процессе работы электрод прилипает к металлу, но избавиться от этого очень легко, нужно просто удлинить дугу.

За несколько минут работы можно выработать неплохой навык, почувствовать все тонкости и преимущества электрода.

МГМ-50К. Новая разработка, оптимизированная для работы с трубами, находящимися под давлением.

Основная особенность в том, что вокруг дуги формируется пузырь газа, оттесняющий пар или жидкости, что улучшает условия, в которых проводится сварка, облегчает задачу, позволяет достичь необходимого результата.

Электрод подходит для работы с трубами и из стали с высоким содержанием углерода, и с низколегированными сортами. Допускается работа на загрязненных поверхностях и металле, уже имеющем признаки коррозионных повреждений.

Посмотрите интересное видео, какие электроды лучше использовать для сварки труб:

Полезно придерживаться также следующих рекомендаций:

1. Увеличение силы тока поможет достичь необходимой стабильности дуги, снизится вероятность прилипания электрода из-за того, что наплавляемый металл быстро остывает и прилипает к основанию.
2. Электроды предварительно прокаливаются, а место работы прогревается газовой горелкой. Пламя испаряет просачивающуюся из трубы жидкость, повышается уровень сцепления наплавляемого металла с основой.
3. При выборе напряжения стоит ориентироваться на собственные предпочтения.

Новичкам же стоит знать, что:

• переменный ток формирует более стабильную дугу, дает возможность работать даже под внушительным водяным слоем, но итоговое качество шва не слишком высоко;
• постоянный ток, в свою очередь, помогает добиться максимальной глубины проникновения наплавляемого металла и прочности шва, но вот непосредственно работа в среде повышенной влажности дается тяжелее.

Полезное видео для новичков, как варить трубу с водой, при ремонте теплотрасы:

Размагничивание источниками сварочного тока

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;

Размагничивание труб перед сваркой

Сварка труб и стальных конструкций на постоянном токе нередко сопровождается эффектом “магнитного дутья”, причиной которого является остаточная намагниченность. При этом ухудшается стабильность процесса, происходит разбрызгивание металла, в сварном шве образуются дефекты типа пор, несплавлений, непроваров, шлаковых включений, а порой сварка становится просто невозможной из-за срыва дуги и залипания электрода. Главной причиной намагниченности трубопроводов является применение для диагностики их технического состояния магнитных дефектоскопов, после чего величина остаточного магнитного поля в разделке сварного стыка может достигать 100-150 мТл (1000 — 1500 Гс) и более. Дополнительными факторами, способствующими намагничиванию трубопроводов, являются магнитное поле Земли, упругие механические напряжения, технологическая намагниченность труб при их изготовлении и транспортировке. Поскольку намагниченность труб не позволяет получить хорошее качество шва, размагничивание их перед сваркой является необходимой технологической операцией. Достичь полного размагничивания практически невозможно, поэтому допускается сварка при незначительной остаточной намагниченности, не оказывающей ощутимого влияния на сварочный процесс. Например, стандартом СТО Газпром 2-2.2-136-2007 «Инструкция по технологиям сварки при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. Часть 1» установлено, что остаточная намагниченность торцов труб и соединительных деталей трубопровода должна быть не более 2 мТл (20 Гс). При намагниченности более 20 Гс должно выполняться размагничивание.
Размагничивающие устройства типа РУ

Ассоциацией «Харьковнефтемаш» совместно с ООО «НПП Спецмагнитпроект» с 1997 года производятся высокоэффективные и надежные устройства размагничивания трубопроводов собственной разработки типа РУ, которые успешно эксплуатируются при ремонтных и монтажных работах в полевых условиях предприятиями транспорта нефти и газа: «Приднепровские магистральные нефтепроводы», «Магистральные нефтепроводы «Дружба», «Прикарпаттрансгаз» (Украина), АО «КазТрансОйл», «КазТрансГаз» (Казахстан), ООО «Волготрансгаз» (Россия) и др. Оборудование сертифицировано, изготавливается по ТУ У31.2-30140615-001-2001. Устройства типа РУ предназначены для локального размагничивания перед сваркой как состыкованных труб диаметром 377-1420 мм, так и их свободных концов, и при необходимости может быть использовано для размагничивания других ферромагнитных изделий. Полученное размагниченное состояние устойчиво к механическим воздействиям и гарантированно сохраняется до момента сварки. В настоящее время серийно производятся две новые модели размагничивающих устройств: РУ-Э и РУ-С, отличающиеся типом входного напряжения: РУ-Э питается от источника постоянного тока (сварочного выпрямителя, агрегата, источника стабилизированного напряжения), а РУ-С — от источника переменного тока напряжением 380В, 50Гц (передвижной электростанции). В остальном их технические характеристики сходны.

Преимущества • простота и удобство в эксплуатации; • размагничивание производится перед сваркой, причем размагничены могут быть как состыкованные под сварку трубы, так и свободные концы; • малое время размагничивания (не более 20 минут с монтажом и демонтажем кабелей); • размагниченное состояние сохраняется длительное время, в случае необходимости повторной стыковки труб дополнительное размагничивание не требуется.

Размагничивание труб перед сваркой

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

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

• 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).

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.

1- труба; 2 – сварочный кабель; 3 – сварочный источник питания постоянного тока Рисунок 11.14 – Схема монтажа оборудования для размагничивания соединений перед сваркой компенсационным методом

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

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

Когда может понадобиться сварка трубы с водой

К сожалению, даже при соблюдении всех вышеописанных правил, могут потребоваться сварочные работы на уже запущенном в эксплуатацию трубопроводе. Чаще всего это связано с ошибками, допущенными предыдущими сварщиками. Возможно, плохое зрение не позволило специалисту качественно заварить стык, и участок дал течь. Если через данный трубопровод подается вода на большой район, который и так уже долгое время был отключен, то повторное отключение может вызвать множество жалоб. Поэтому возникает необходимость выполнять сварку под давлением.

Заваривать трубу с жидкостью может потребоваться и в случае экстренной врезки, когда времени на слив системы нет, и все, что можно сделать — это отключить насосы, чтобы снизить давления в системе. Или площадь всех коммуникаций с водой настолько велика, что ждать ее опустошения придется слишком долго, или это слишком затратно (спустить 20 000 литров воды ради одного шва). Сварные соединения трубопроводов могут осложняться наличием жидкости в зоне выполнения работ из-за специального уклона, который предусмотрен для естественного самотека. В этом случае, даже спустив систему, вода будет продолжать стекать и мешать сварочным работам.