一種管道埠磁滯緩衝消磁方法
2023-12-10 08:26:37 1
專利名稱：一種管道埠磁滯緩衝消磁方法
技術領域：
本發明是一種鋼質管道埠磁滯緩衝消磁方法。涉及管道系統技術領域。
背景技術：
目前對管道埠的消磁採用多種方法1)適當改變焊件接地線位置；幻適當調節焊條傾角，將焊條朝偏吹方向傾斜；；3)採用分段退焊法以及短弧焊法；4)採用交流焊法代替直流焊法力)安放產生對稱磁場的鐵磁材料，儘量使電弧周圍的鐵磁物質分布均勻；6) 減少焊件上的剩磁；7)用反消磁法，即讓焊件產生相反磁場來抵消焊件上的剩磁；8)用截面35-50mm的焊接導線繞在鋼管或者兩根對接的鋼管上，根據鋼管剩磁大小繞成匝數不同的線圈，來完成直流電和交流電的消磁；9)利用磁阻特性減小鋼管剩磁對焊接的影響。前8 種技術雖說對減小鋼管剩磁有一定效果，但不能完全消除。利用磁阻特性減小鋼管剩磁對焊接的影響雖在理論上進行了探討，並提出用鋼楔沿對口縫楔一周的方法，顯然是又慢又麻煩。實際上，現在是方法多而效果差，並未真正解決問題。如US4158873A公開了一種管道埠消磁方法及實現該消磁方法的消磁器，它是在管道埠纏繞消磁線圈，通過線圈種通入高頻交流電的方法消磁。CN101651006A公開了一種管道埠消磁方法和實現該消磁方法的消磁器，它是在管道埠設置消磁線圈和探頭，通過探頭檢測到的磁場方向、強度等參數對消磁線圈通交流電進行消磁。該兩技術雖有一定程度的消磁，但消磁效果並不理想。
發明內容
本發明的目的是發明一種重量輕、能耗低、控制方式先進、運行可靠、消磁迅速、消磁效果好的管道埠磁滯緩衝消磁方法。本發明的技術方案是利用磁滯緩衝器的磁滯特點外加消磁線圈，以高頻磁脈衝形式阻斷其磁場，使其與鋼管的矯頑力平衡，達到消磁的目的。本管道埠磁滯緩衝消磁方法如
圖1所示，包括在管道埠設置消磁線圈和探頭，通過探頭檢測到的磁場方向、強度等參數對消磁線圈通交流電進行消磁，其特徵是探頭採用巨磁阻探頭，固定於管道埠外緣，將巨磁阻探頭與消磁器的主控制器數據接口連接， 消磁線圈與主控制器功率輸出端連接，後按以下步驟進行控制器拾取巨磁阻探頭信號，並測出管道剩磁的大小、方向；根據管道剩磁的大小、方向以及材質的不同，自動計算出輸出參數控制電路部分將50Hz的工頻交流電變為20kHz-45kHz的高頻交流電；降壓整流，控制電源產生所需電流的大小和方向，以得到大小和管道剩磁相等，方向相反的磁場。軟體控制算法採用經典的PID控制算法，開關電源系統通過採集輸出電壓值，構成電壓閉環。對於某一輸出範圍內的電壓，它的頻率是異常值，採用恆頻PMW調節方法，PMW 脈衝寬度高電平時間採用下式描述
權利要求
1.一種管道埠磁滯緩衝消磁方法，包括在管道埠設置消磁線圈和探頭，通過探頭檢測到的磁場方向、強度等參數對消磁線圈通交流電進行消磁，其特徵是探頭採用巨磁阻探頭，固定於管道埠外緣，將巨磁阻探頭與消磁器的主控制器數據接口連接，消磁線圈與主控制器功率輸出端連接；所述主控制器由可控矽預穩壓電路、逆變主控電路、整流器、調節器、磁場檢測模塊、顯示面板、保護電路、消磁線圈組成；來自電網的電源接可控矽預穩壓電路，可控矽預穩壓電路輸出接逆變主控電路，同時輸出接顯示面板的手動調節輸出接逆變主控電路，接檢測探頭輸出的磁場檢測模塊輸出也接逆變主控電路，逆變主控電路輸出接整流器，整流器輸出有三路一路接保護電路，保護電路輸出接可控矽預穩壓電路和逆變主控電路，一路接顯示面板，另一路接輸出至消磁線圈(1)和消磁線圈O)；消磁方法按以下步驟進行主控制器拾取巨磁阻探頭信號，並測出管道剩磁的大小、方向； 根據管道剩磁的大小、方向以及材質的不同，自動計算出輸出參數控制電路部分將 50Hz的工頻交流電變為20kHz-45kHz的高頻交流電；降壓整流，控制電源產生所需電流的大小和方向，得到大小和管道剩磁相等、方向相反的磁場；所述計算出輸出參數是採用經典的PID控制算法，開關電源系統通過採集輸出電壓值，構成電壓閉環；對於某一輸出範圍內的電壓，它的頻率是異常值，採用恆頻PMW調節方法，PMW脈衝寬度高電平時間採用下式描述
2.根據權利要求1所述的一種管道埠磁滯緩衝消磁方法，其特徵是所述消磁線圈採用內螺旋設計，其長度跟電阻成正比，電壓一定時跟電流值成反比，根據材料的電阻率、 線徑、繞線方式以及編線線材的支數進行計算，獲得最佳值；磁場強度的簡化公式為H = NXI/Le其中H為磁場強度，單位為A/m ；N為勵磁線圈的匝數；I為勵磁電流測量值，單位位A ； Le為測試樣品的有效磁路長度，單位為m。
3.根據權利要求1所述的一種管道埠磁滯緩衝消磁方法，其特徵是具體流程依次如下開始後先初始化； 讀A/D採樣值；輸出電壓、電流和輸入電壓超限判斷；超限則保護； 未超限，進行磁場檢測，根據電壓值調用控制算法； 輸出相應PMW信號； 設定電壓改變；電壓改變則改變PMW輸出頻率，設置相應的初始寬度；採樣周期到，則轉回到讀A/D採樣值。
全文摘要
本發明是一種管道埠磁滯緩衝消磁方法。涉及管道系統技術領域。它是在待消磁管道的埠纏繞消磁線圈，巨磁阻探頭固定於管道埠外緣，將巨磁阻探頭與消磁器的主控制器數據接口連接，消磁線圈與主控制器功率輸出端連接，後按以下步驟進行主控制器拾取巨磁阻探頭信號，並測出管道剩磁的大小、方向；根據管道剩磁的大小、方向以及材質的不同，自動計算出輸出參數控制電路部分將50Hz的工頻交流電變為20kHz-45kHz的高頻交流電；降壓整流，控制電源產生所需電流的大小和方向，得到大小和管道剩磁相等、方向相反的磁場。本消磁方法較現有消磁技術具有控制方式先進、運行可靠、消磁迅速、消磁效果好的優點。
文檔編號H01F13/00GK102403084SQ20101027451
公開日2012年4月4日 申請日期2010年9月7日 優先權日2010年9月7日
發明者劉彥儒, 周若廳, 夏國發, 張寶玉, 張晞, 王成會, 白國義, 趙東輝 申請人:中國石油天然氣管道局, 中國石油天然氣集團公司