СИНЕВ Андрей Иванович (ул. Пушкина, д. 11/15 кв. 46, Сарато, 0 Saratov, RU)
KUZNETSOV, Anatoly Mikhailovich (ul. Kupriyanova, 15-100Saratov, 9, 41006, RU)
КУЗНЕЦОВ Анатолий Михайлович (ул. Куприянова, д. 15 кв. 100, Сарато, 4 Saratov, RU)
СИНЕВ Андрей Иванович (ул. Пушкина, д. 11/15 кв. 46, Сарато, 0 Saratov, RU)
KUZNETSOV, Anatoly Mikhailovich (ul. Kupriyanova, 15-100Saratov, 9, 41006, RU)
КУЗНЕЦОВ Анатолий Михайлович (ул. Куприянова, д. 15 кв. 100, Сарато, 4 Saratov, RU)
формула изобретения
устройство локального размагничивания элементов трубопроводов, состоящее из размагничивающего кабеля, питаемого постоянным током от сварочного выпрямителя и выполненного в виде многовитковой катушки, соединенной с помощью разъемов, расположенных в металлическом каркасе с укрепленными на нем датчиками величины и направления магнитного поля в зоне свариваемого шва, накладывают по обе стороны от свариваемого шва, а ток подается через блок управления, включенный в систему обратной связи с датчиками магнитного поля, отличающееся тем, что каркас выполнен составным из разомкнутого ферромагнитного магнитопровода с расположенной внутри катушкой, полюсных наконечников и немагнитных пластин прямоугольной формы с нижней цилиндрической поверхностью диаметра равного наружному диаметру трубы, которые расположены с чередованием относительно сторон магнитопровода, и покрьrrомteстойким материалом. |
устройство локального размагничивания элементов
трубопроводов
настоящее изобретение относится к технике размагничивания труб, стыков труб промысловых и магистральных газопроводов всех категорий и других намагниченных изделий. при проведении магнитного контроля внутритрубной или наружной инспекции трубопровода возникает значительная остаточная намагниченность, которая вызывает отрицательные последствия в дальнейшей эксплуатации трубопровода.
в частности, при ремонте трубопроводов методом замены поврежденных участков труб остаточная намагниченность не только существенно затрудняет процесс электросварки, но порой делает его невозможным из-за влияния известного эффекта «мaгнитнoгo дyтья».
в настоящее время существуют импульсные и компенсационные установки для размагничивания трубопроводов с использованием больших соленоидов (>100 кг), потребляющие значительное количество электроэнергии (>10 квт), имеющие массивные источники питания (>20 кг). при этом на размагничивание после установки оборудования затрачивается ' еще 8 минут. (малогабаритная размагничивающая установка Kп-1420 http://www.nw-technology.ru/kp-1420/).
такое оборудование требует не только повышенных энергозатрат, но и повышенной трудоемкости при установке на трубопровод в полевых условиях.
известен размагничивающее-сварочный комплекс типа PCK ру (мамин г.и., добродеев п.H., волохов CA. опыт разработки и использования размагничивающе-сварочных комплексов для магистральных трубопроводов. // сб. материалы отраслевого совещания «Cocтoяниe и основные направления развития сварочного производства оао «гaзпpoм»» M., 2006 с.183-189), который размагничивает элементы трубопроводов перед сваркой с временем размагничивания до 15 минут с монтажом и демонтажем обмотки.
в качестве недостатка следует отметить значительную трудоемкость и повышенное энергопотребление. наиболее близким, по технической сущности к предполагаемому изобретению является устройство для компенсации магнитного поля трубопровода (свидетельство на полезную модель JNы3271, мпк H01F13/00), состоящее из размагничивающего кабеля, наматываемого на трубу и питаемого постоянным током от сварочного выпрямителя, размагничивающий модуль
выполняют в виде разъемных колец, содержащих многовитковые катушки, соединяемые с помощью многоконтактных разъемов, расположенные в немагнитном металлическом каркасе с шарнирно укрепленными на нем датчиками величины и направления магнитного поля в зоне свариваемого шва, и накладывают его по обе стороны от свариваемого шва, а ток компенсации в размагничивающий модуль подается через электронный блок управления, включенный в систему обратной связи с датчиками магнитного поля.
недостатком данного технического решения является увеличение трудоемкости за счет намотки размагничивающего кабеля на трубу и повышенное энергопотребление.
задачей изобретения является снижение энергопотребления и трудоемкости.
поставленная задача достигается тем, что в устройстве локального размагничивания элементов трубопроводов, состоящем из размагничивающего кабеля, питаемого постоянным током от сварочного выпрямителя и выполненного в виде многовитковой катушки, соединенной с помощью разъемов, расположенных в металлическом каркасе с укрепленными на нем датчиками величины и направления магнитного поля в зоне свариваемого шва, накладывают по обе стороны от свариваемого шва, а ток подается через блок управления, включенный в систему обратной связи с датчиками магнитного поля, каркас выполнен составным из разомкнутого ферромагнитного магнитопровода с расположенной внутри катушкой, полюсных наконечников и немагнитных пластин прямоугольной формы с нижней цилиндрической поверхностью диаметра равного наружному диаметру трубы, которые расположены с чередованием относительно сторон магнитопровода, и покрыт огнестойким материалом.
предлагаемое устройство локального размагничивания поясняется чертежами. на фиг. 1 представлена схема размагничивания, на фиг. 2 - разрез A-A устройства локального размагничивания трубопроводов.
устройство локального размагничивания трубопроводов содержит каркас 1, на внутренней стороне которого намотана многовитковая катушка 2 из размагничивающего кабеля 3. каркас 1 выполнен из ферромагнитного магнитопровода 4, двух чередующихся немагнитных пластин 5 прямоугольной формы и полюсных наконечников 6 и покрыт огнестойким материалом. на каркасе 1 установлен датчик магнитного поля 7, который с катушкой 2 через
разъем 8 соединен с блоком управления 9. каркас 1 с катушкой 2 и датчиком 7 установлен в зоне свариваемого стыка 10 элементов трубопровода 11, где расположен электрод 12, который соединен со сварочным выпрямителем 13.
устройство работает следующим образом. каркас 1 с катушкой 2 из размагничивающего кабеля 3, помещен в разомкнутый магнитопровод 4 и при установке на свариваемый участок трубы замыкает магнитную цепь таким образом, что в стенке трубы проходит заданный магнитный поток в направлении перпендикулярном свариваемому стыку 10.
съемные ферромагнитные полюсные наконечники 6 обеспечивают прохождение магнитного потока через сварочный стык, а съемные немагнитные пластины 5 устанавливают необходимый воздушный зазор 14 с цилиндрической поверхностью трубы любого диаметра. таким образом, размагничиваемый участок трубы становится частью магнитопровода катушки с регулируемым магнитным потоком, как по величине, так и по направлению. с помощью источника питания постоянного тока блока управления 9 задается необходимый по величине и направлению ток катушки, поле которого компенсирует остаточную магнитную индукцию в зоне сварочного стыка 14. после включения устройства датчиками величины и направления магнитного поля в зоне свариваемого шва типа датчиков холла 7 определяется направление тока через катушку 2 и создается катушкой 2 поле направленное навстречу полю в трубе с минимальным магнитным зазором шва 10. изменение величины магнитного поля в зоне сварки за счет разных причин контролируется датчиком 7 и блоком 9 автоматически изменяется ток через катушку 2.
при достижении величины магнитной индукции до значений 20гc<B<20гc допускается проведение электросварки. покрытие огнестойким материалом каркаса исключает адгезию расплава к его поверхности
в рабочем режиме устройство примагничивается компенсирующим потоком к свариваемому участку и наделено удерживается на трубе в любом положении, а в выключенном состоянии легко перемещается на любой участок трубы. замкнутый магнитопровод позволяет размагничивать участки труб с неравномерным кольцевым намагничиванием. принцип локальности размагничивания требует минимальных энергозатрат и трудоемкости.
эксперименты показали, что для размагничивания зоны сварки 200x100 мм с остаточной намагниченностью более 3000 гс в стыке достаточно иметь 300í500
витков катушки. вес такой установки не превышает 5 кг (традиционные ycтaнoвки-100 кг) ток кaтyшки-Sí7 а (тpaдициoнныe-30í50 а). величина рабочей зоны размером 200x100 мм выбрана из соображений периодичности смены электродов, то есть смена сопровождается передвижением рабочей зоны. примагничивание магнитопровода к трубе и смена съемных пластин позволяет сваривать сложные потолочные швы трубы.
изготовлен опытный образец заявляемого устройства (фиг.з). испытания его были проведены при ремонтных работах на газопроводе диаметром 1020 мм с толщиной стенки трубы 10 мм. начальная величина индукции магнитного поля в зазоре шва составляла 35 мтл. была применена размагничивающая катушка, содержащая в целом 330 витков. полное время ее монтажа составило 2 минуты. после включения электронного блока управления минимизация магнитного поля была достигнута при токе <4 а при выходном напряжении сварочного выпрямителя 18 в. контрольные измерения магнитного поля в зазоре шва дали значения менее 1,5 мтл. проведенное при этих условиях заваривание шва по критериям фрактографии, микроанализу участков шва по длине и сечению (показатели свойств по требованию табл.12 рд 03-614-03) и данные магнитной дефектоскопии (гост 3242-79. соединения сварные. методы контроля качества.) показало его хорошее качество.