刍议油气管道焊接施工中的偏磁吹问题

【摘要】在油气管道的焊接施工过程中，经常会发生偏磁吹现象。偏磁吹问题影响了焊接施工的质量，导致焊条、焊丝的连续或咬边，严重影响焊接施工作业的质量和效率。本文从偏磁吹产生的原理出发，分析偏磁吹对油气管道焊接施工质量所产生的影响，进而探讨如何减少和消除焊接施工中偏磁吹现象，以解决油气管道焊接施工的难题，提高焊接施工的效率和质量。

【关键词】油气管道 焊接施工 偏磁吹

1 偏磁吹问题概述

在油气管道焊接施工过程中，经常出现偏磁吹问题，偏磁吹一般可以分成两种，一种是由于药芯或焊条偏心，接地线的位置不当，电弧周围的气流受到很多因素的干扰。另一种偏磁吹产生的原因并不明确，在油气管道的焊接施工过程中影响了焊接施工的开展，甚至对焊缝成形和焊接施工过程造成严重干扰。偏磁吹产生的原理为：焊接电弧的弧柱是由带电离的气体组成，正负电荷在一定的方向上运动，从而形成了电流，导致电弧的周围形成相应的磁场。当电弧周围的磁场均匀受到不同程度的破坏时，在受力不均的情况下，电弧可能会偏离焊条原有的轴线方向，从而产生偏磁吹现象。

在管道焊接施工过程中，可以通过调整接地线的连接位置和连接方式，尽可能减少或消除电流工件的偏磁吹问题，对焊接施工的影响能大大减小。由于油气管道大多处于野外的施工环境，管道的延伸方向和环境有很大关联，施工场地的变化而引起的偏磁吹现象非常突出。由于施工场地变化而引起的偏磁吹往往难以把握，减少或消除此种偏磁吹也比较困难，对焊接施工造成很大困扰。加之油气管道的硬度较强，在充磁后磁性的保留也较强。因此，在油气管道的焊接施工作业中，焊件上会有剩磁，可能在后面的焊接施工作业中产生偏磁吹。当剩磁达到一定的数值时，偏磁吹现象将比较严重，为焊接施工作业造成困难。

2 偏磁吹对油气管道焊接施工质量的影响

在油气管道的焊接施工作业中，偏磁吹导致电弧燃烧的不稳定，使其作用于弧柱时的作用力产生偏差，焊缝成形形成不规则的现象，导致焊件咬边，焊件根部的熔合不良或未焊透。同时，偏磁吹能削弱电弧周围磁场的保护气氛，導致有害气体混入熔池中，引起焊件的夹渣和气孔。再者，偏磁吹使电弧发生偏移，增加焊接施工的难度。一般情况下，油气管道的焊接施工是采用对接环焊缝的对称施焊。因此，偏磁吹对焊接施工的影响主要集中于根部焊缝，其他焊层的焊接施工影响较小。

以我国某天然气管道的焊接施工为例，该管道在焊接施工过程中，由于施工不当而导致了严重的泄漏事故，在事故检修中发生了非常严重的偏磁吹现象，但偏磁吹产生的原因没有明确的解释，或者是由于地处铁路附近，有高压线板型，或者是在磁粉探伤后留下了剩磁，甚至有可能是附近存在铁磁性矿厂。

3 减少和消除油气管道焊接施工中偏磁吹的方法

一般而言，可以采取脉冲电源或者交流电源以取代直流电源，采取小电流的短弧焊接的方法，或者以两端接地线等方法来减少和消除油气管道焊接施工中的偏磁吹问题。但在油气管道的施工过程中，由于施工环境大都在野外，施工环境、焊接设备和焊接材料等都可能对管道焊接施工的质量产生影响，管口剩磁也难以彻底清除，因此，单一的方法并不适合具体的焊接施工作业。根据油气管道焊接施工的实践表明，通过以下方法能够有效减少甚至消除偏磁吹：

3.1 消磁法

消磁法即将管口的剩磁进行清除，以减少剩磁对焊接施工后续作业的影响。可以通过磁粉探测仪来进行消磁处理，在管口的0点、3点、6点及9点的位置安置探头，通过反复的探测，掌握管口电流的运动方向，将电流变化由大至小逐步调整，最终将其保持在0，达到完全消磁的目标。这样能大大减少偏磁吹现象的发生，也为管道焊接施工提供便利，保证焊接施工作业的质量和效率。消磁法由于操作比较困难，且管道施工环境比较恶劣，消磁法在管道焊接施工中的应用也受到很大的限制。

3.2 地线接地法

该种方法是通过地线的调整和搭设来实现。在焊接施工作业中，可以将焊接电源地线连接到焊接坡口内，从焊接的坡口内接出金属线深埋泥土中，这样能大大减少因接线位置不当和坡口切割不当等造成的偏磁吹问题，保证油气管道的焊接施工作业。地线接线方法主要适用于长输管道的焊接施工作业，在长输管道的焊接施工中，基本能消除偏磁吹现象，效果比较明显。

3.3 电缆缠绕法

电缆缠绕法即先对偏磁吹的方向进行分析，了解管道附近的磁场方向，然后在焊枪电缆的中部缠绕数圈，在缠绕的同时应进行通电焊接，这样不仅能增加管道的牢固程度，减少检修工作，也能大大减少偏磁吹现象的发生，保证管道周围磁场的相对稳定，为管道焊接施工作业提供良好的条件。电缆缠绕法的施工作业难度较大，焊接施工比较困难，在目前的施工作业中应用并不普遍。

3.4 点焊法或焊缝滑块法

在油气管道的焊接作业中，坡口焊缝的根部在焊接时经常发生强烈的偏磁吹现象，这主要是由于两个对接管口周围的磁场不同，焊接施工破坏了两个对接管口的磁场的均匀变化，从而对焊接施工造成困难。因此，可以通过氩弧焊方法，在管道均匀点焊，设置4～6个管道放电，或者在坡口的位置放置滑块，之后再采用跟焊的方法，能大大减少偏磁吹现象。该种方法主要适用于旧管道的焊接施工作业，由于旧管道的剩磁强度较大，点焊法或焊缝滑块法能够取得较好的效果。

4 结束语

在油气管道的焊接施工作业中，由于环境因素和施工作业不当等原因，焊接施工作业的质量和效率大打折扣，偏磁吹现象经常发生，对油气管道的施工安全产生很大的隐患。焊接电柱周围磁场的变化，影响了油气管道的焊接施工作业。油气管道作为我国能源的主要输送渠道，对人们的生产生活和社会经济的持续性发展都有重要作用。偏磁吹问题的产生，影响了油气管道焊接施工的质量，进而影响了油气管道的整体效益。经过实践表明，消磁法和电缆缠绕法由于施工作业难度较大，在目前的焊接施工作业中受到限制。地线接地法、点焊法或焊缝滑块法能大大减少焊接施工作业中的偏磁吹问题，保证焊接施工作业的质量和效率。

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作者简介

袁振兴（1983.12.10），男，汉族，辽宁省盘锦人，主要工作方向各管径施工建设。