Преодолеем силу магнетизма

24 сентября 2020, 08:14 Магнитные потоки против сварки
В подавляющем большинстве случаев ремонту магистральных газопроводов предшествует проведение их внутритрубной диагностики. У этого отработанного и доказавшего свою эффективность метода диагностики есть обратная сторона — при прохождении внутритрубного снаряда труба намагничивается. А выполнить сварку стыков на намагниченной трубе физически невозможно, поскольку проявляется так называемый эффект магнитного дутья, когда весь расплавленный металл из стыка выдувается. Из-за этого становится невозможно сварить кромки труб друг с другом.
Чтобы компенсировать эту остаточную намагниченность, сейчас применяются компенсаторы магнитного потока в виде кабелей или специального пояса. С их помощью создаётся катушка индуктивности, которая компенсирует магнитное поле на трубе и позволяет выполнять сварку. Впрочем, компенсаторы магнитного потока не являются панацеей, особенно при работе с трубами большого диаметра. Дело в том, что магнитное поле на трубе неоднородно, а магнитные потоки направлены в разные стороны. Поэтому заварить корневой шов за один подход не удастся. Приходится периодически разворачивать компенсаторы, чтобы работать с разными участками стыка. А на трубах большого диаметра одновременно один стык могут заваривать до четырёх сварщиков, и им приходится дополнительно координировать свои действия.

800 раз в секунду
Второй год специалисты отдела главного сварщика ООО «Газпром трансгаз Чайковский» занимаются реализацией научно-исследовательской и опытно-конструкторской разработки под названием «Разработка технологии сварки корневого слоя шва переменным (импульсным) током намагниченных труб с применением сварочного оборудования производства НПП „Технотрон“. Говоря простым языком, в Обществе разрабатывается оборудование, которое позволит выполнять сварку намагниченной трубы без применения компенсаторов магнитного потока. О принципе работы такого оборудования рассказывает ведущий инженер по сварке ОГС Александр Гусев:
— За счёт того, что сварочная дуга работает в импульсном режиме с изменением полярности, становится возможным выполнение сварки, так как магнитное дутьё больше не выдувает расплавленный металл из сварного стыка. Дуга как будто скачет с одной кромки на другую с частотой от 600 до 800 Гц. Это незаметно невооружённым глазом, но позволяет нам не обращать внимание на присутствие на трубе магнитного поля.

Всё сразу
Зачем разрабатывать новую технологию и оборудование, если уже много лет применяются компенсаторы магнитного потока, которые позволяют выполнять качественные сварные стыки? Всё дело в удобстве.
Благодаря новому оборудованию можно будет отказаться от использования компенсаторов магнитного потока. Работать в трассовых условиях — это уже не просто. Становится ещё сложнее, когда в траншею приходится тянуть дополнительные кабели и пояса, мотать их на трубу, потом снимать и снова мотать. И это только для того, чтобы заварить один стык. Это неудобно. Более того, по мере работы компенсаторы магнитного потока сильно нагреваются и иногда даже дымят. Из-за этого приходится время от времени останавливать сварку.
— Мы хотим упростить работу на трассе, — продолжает Александр Гусев. — К тому же, с новым оборудованием мы сможем одним источником варить корневой, заполняющий, облицовочный слои шва и выполнять размагничивание стыка. Сейчас это в принципе невозможно.

Ожидание и реальность
Первый этап разработки завершён — создан опытный образец оборудования, в ИТЦ проведены испытания с применением ручной дуговой сварки покрытым электродом. Испытывали оборудование при сварке стыков на трубах разной прочности диаметром от 325 до 1220 миллиметров и намагниченностью до 1000 Гаусс. В испытаниях принимали участие сварщики ИТЦ, УАВР № 1, Чайковского и Воткинского ЛПУМГ. По их отзывам, оборудование позволяет выполнять сварку так, как будто они работают с ненамагниченной трубой. Провели и механические испытания: результаты получились удовлетворительными, сварка возможна, а сварные швы получаются качественными. Также сейчас продолжается отработка режимов сварки и разработка инструкций.
В начале сентября начнётся, возможно, самый важный и сложный этап — испытание оборудования в реальных трассовых условиях. Этим займутся сварщики УАВР № 1. А до конца года разработка, включая оборудование и технологию, должна быть согласована с ПАО «Газпром».