Материалы, применяемые при производстве магистральных труб, выбираются исходя из своих прочностных и коррозионностойких свойств. Однако, применение внутритрубных магнитных диагностических снарядов для оценки состояния металла вызывает намагничивание труб и оказывает негативное влияние на качество сварки стыков. В связи с этим возникает вопрос рассмотрения магнитных свойств применяемых материалов для выбора эффективного метода размагничивания труб при проведении ремонтных работах на магистральных газопроводах.
Подавляющие большинство сталей используемых при производстве труб в магнитном отношении являются ферромагнетиками. Все ферромагнетики характеризуются:
- кристаллическим строением;
- большим положительным значением магнитной проницаемости, а также нелинейной зависимостью от напряженности магнитного поля и температуры;
- способностью намагничиваться до насыщения при обычных температурах уже в слабых полях;
- гистерезисом – зависимостью магнитных свойств от предшествующего магнитного состояния («магнитной истории»);
- точкой Кюри, т.е. температурой, выше которой материал теряет магнитные свойства.
Все ферромагнитные материалы условно подразделяют на две группы: магнитно-мягкие и магнитно-жесткие. Магнитно-мягкие материалы характеризуются способностью намагничиваться до насыщения уже в слабых магнитных полях, обладают малыми потерями энергии на перемагничивание и их коэрцитивная сила (Нс) составляет менее 800 А/м. Магнитно-жесткие материалы применяются, главным образом, для изготовления постоянных магнитов и поэтому их коэрцитивная сила выше 4000 А/м. Намагничивание этих материалов производится в «сильных» магнитных полях.
Коэрцитивная сила сталей из которых изготавливают магистральные трубы находится в диапазоне 350-550 А/м. Таким образом они относятся к магнитно-мягким материалам, что и определяет процесс их намагничивания и размагничивания.
Коэрцитивная сила представляет собой ширину петли гистерезиса. Под гистерезисом обычно понимают такие явления, при которых реакция тела на внешние силы различна в зависимости от того, было ли оно до этого момента подвержено воздействию этих сил или оно подвергается им в первые. Таким образом, в каждый данный момент гистерезисные свойства тела являются следствием всей его предшествующей истории. При удалении действия сил тело проявляет остаточные свойства. Гистерезисную петлю, полученную при условии насыщения, называют предельной петлей. Ее вершины (a) и (d) соответствуют основной кривой намагничивания (кривая 1, рис.1).
Основными характеристиками петли гистерезиса являются остаточная индукция Вr , коэрцитивная сила Нс и площадь петли, характеризующая потери на гистерезис Рг за один цикл перемагничивания. Остаточной индукцией Br называют магнитную индукцию, которая остается в предварительно намагниченном образце после снятия внешнего поля. Коэрцитивная сила Нс - это напряженность размагничивающего поля, которое должно быть приложено к предварительно намагниченному образцу, для того чтобы индукция в нем стала равной нулю.
Компания НЕВА-Техника производит автоматические установки размагничивания труб, при использовании которых не надо думать о величине остаточной намагниченности и коэрцитивной силе металла труб, а эффект от размагничивания сохраняется длительное время.