Degauss 600 ile boru hatlarının manyetikliğini giderme

Bütünlüğü güvence altına almak için yüksek basınçlı gaz boru hatları ‘akıllı pigging’ adı verilen yöntemle kontrol edilir. Bir pig, manşetlerle boru duvarlarına karşı yalıtılmış olan birden fazla diskten meydana gelen silindirik bir gövdedir.

A+ A-

EWM AG

Yüksek basınçlı gaz boru hatları en yüksek güvenlik standartlarına uygun olmalıdır. Bu nedenle terranets bw GmbH gibi işletmeci şirketler, duvar kalınlığını düzenli olarak ‘pig’ adı verilen cihazlarla kontrol ederler. Problem, kontrol sistemlerinin hatları manyetikleştirmesidir. Onarımların gerekli olması durumunda, kaynak esnasında ark üflemesi oluşur ve bunun sonucunda, gözenekler ve birleştirme hataları meydana gelir. EWM, bunu engellemek için Degauss 600 mıknatıslılığı giderme makinasını geliştirdi. Kullanışlı, kompakt olan bu ürün şantiyeler için uygundur.
Bütünlüğü güvence altına almak için yüksek basınçlı gaz boru hatları ‘akıllı pigging’ adı verilen yöntemle kontrol edilir. Bir pig, manşetlerle boru duvarlarına karşı yalıtılmış olan birden fazla diskten meydana gelen silindirik bir gövdedir. Borunun içerisinde basınç farkı ile hareket ettirilir. Bir pigin uzunluğu 6 ilâ 10 m’dir, ilerleme hızları ise 1 ilâ 5 m/s arasında değişir.

Kat edilen mesafeyi tespit eden bir sisteme sahip
Borunun duvar kalınlığı manyetik kaçak akı yöntemiyle (magnetic flux leakage) ölçülür. Bunun için güçlü, halka şeklinde pig üzerine yerleştirilmiş mıknatıslar gerekir; hemen ardından verilen manyetik akı çizgileri sensörler vasıtasıyla kaydedilir. Ölçüm esnasında kaydedilen bu sinyaller referans sinyalleriyle karşılaştırılır. Sapmalar sayesinde, malzeme kaybının veya ovalitenin olduğu muhtemel yerler belirlenebilir. Akıllı pig’de, kat edilen mesafeyi tespit eden bir sistem de bulunduğu için buluntuların pozisyonu belirlenebilir. Bu ölçüm yönteminin dezavantajı, kontrol edilen boru hatlarının kalıcı olarak mıknatıslanmasıdır. Bu nedenle, ölçüm sonuçları esas alınarak kusurlu olduğu belirlenen yerlerin en kısa sürede onarılması gerekir.
İşletmeci olarak terranets bw GmbH ve uygulayıcı inşaat şirketi olarak Leonhard & Weiss GmbH’dan oluşan katılımcı şirketler için pigging neticesinde boru üzerinde güçlü bir kalan manyetizmanın olduğu aşikardı. Kaynak esnasında mıknatıslanmanın neden olduğu bilinen problemlerin (ark üflemesi, gözeneklerin oluşması ve birleştirme hataları) giderilmesi için EWM AG, Degauss 600 mıknatıslılığı giderme makinaları ile boru üzerinde kalan mıknatıslanmayı kaynak esnasında elimine etmekle görevlendirildi. Temel prensip, içinden akım geçen bir iletkenin bir manyetik alan üretmesi. Bir borunun mıknatıslılığını gidermek için bir elektrik kablosu olabildiğince dar bir şekilde borunun etrafına sarılır. İçinden akım geçirilerek aynı güçte karşı manyetik alan üretilebilir ve böylece kalan mıknatıslılık elimine edilebilir. Ne kadar çok sarım uygulanırsa, sabit akım ile üretilebilecek maksimum alan kuvveti de o kadar büyük olur.Mıknatıslılığı gidermek için iki yöntem sunuyor
Degauss 600, mıknatıslılığı gidermek için iki yöntem sunuyor:
1. Degauss fonksiyonunda yüksek bir akım değerinden başlanarak ve değişen polariteyle akım adım adım düşürülür. Böylece, bileşenin manyetikiliği histerezis eğrisi boyunca giderilir. Bu yöntem kısa bileşenlerde çok iyi sonuç verir.
2. Activgauss yönteminde, sarımların içinden sürekli olarak akım geçirilir ve böylece sürekli bir manyetik alan üretilir. Bu yöntem, söz konusu durumda boru hatlarında olduğu gibi uzun bileşenlerde kullanılmalıdır.
600 mm çapında ve 10 mm duvar kalınlığına sahip yeni boru parçası eklenmeden önce kaynak derzindeki kalan mıknatıslılık bir alan kuvveti ölçme cihazıyla ölçüldü. Değerler, boru çevresinde 2 ilâ 5 mT aralığında yer alıyordu. EWM AG’nin mevcut tecrübelerine göre ölçüm değerleri, henüz bir elektrotla kaynak yapılabilecek değerlerin altında kalıyordu. Bu nedenle, söz konusu boru kısmı için yüksek olasılıkla mıknatıslanmanın giderilmesi işlemine gerek olmayacağı öngörülebiliyordu. Eski, uzaklaştırılan boru kısmı, 18 ilâ 35 mT alan kuvvetlerine sahipti. EWM şirketinde yapılan kapsamlı ön araştırmalar sonucunda, gerekli olan sarım sayısı ve muhtemelen gerekli olabilecek akım belirlenebildi. Bu durumda EWM uzmanları, borunun üzerine dokuz sarımın yapılmasına karar verdi. Yeni boru parçası eklendikten sonra, kalan eski boru kısmı kontrol edildi. Burada boru çevresinde 15 ilâ 30 mT alan kuvvetleri ölçüldü.

Alan kuvveti yeniden ölçüldü
Kaynak derzinin yaklaşık 100 °C’ye ön ısıtma işleminden sonra alan kuvveti yeniden ölçüldü. Çünkü, borunun ısınmasının manyetik alan üzerinde etkisi bulunmaktadır. Uzaktan kumanda ile manyetik alanın kompanzasyonu için akım değeri (175 A) ayarlandı. 1 dakika sonra kaynak yerindeki manyetik alan kompanse edilmişti ve kaynak işlemine başlanabildi.
Daha önce belirtildiği gibi, boru çevresindeki manyetik alan sabit değildir. Bir bobin sistemi bu dalgalanmaları zaten fiziksel olarak dengeleyemez. Bundan dolayı, çevresel kaynağın yaklaşık dörtte biri tamamlandıktan sonra mıknatıslılığı giderme akımının değiştirilmesinin gerekmesi şaşırtıcı değildir. Alan kuvveti kaynak işleminin ilerlemesiyle (yani iki boru kısmının birleştirilmesiyle) birlikte azalır. Dolayısıyla, ayarlanacak akım değeri de düşer. Bu işlem, kök kaynak işleminin bitimine kadar dört defa tekrarlandı. Kaynakçılara, manyetik alandan dolayı negatif bir etki fark ettiklerinde kaynak işlemini durdurmaları talimatı verilmişti. Ölçümler, örtülü elektrot kaynağında bu sınır değerin 4 ilâ 5 mT olduğunu gösterdi. Bu değerler, EWM’nin örtülü elektrot kaynağı ile edindikleri tecrübeyle uyuşuyordu. Kök paso başarıyla tamamlandıktan sonra manyetik alanlar dengelenir. Dolayısıyla, ara ve kapatma pasoları herhangi bir kompanzasyon olmadan yapılabilir.Daha yüksek alan kuvvetleri ölçüldü
İkinci alın derzinde 26 ilâ 43 mT arasında daha yüksek alan kuvvetleri ölçüldü. Bu durum, 13 sarım ve 140 A mıknatıslılığı giderme akımı gerektirdi. Kaynak derzi ile sarım kablosu arasındaki mesafe burada 16 cm idi. Laboratuvarda geliştirilen esaslar sayesinde, kaynak bağlantısı gecikme olmadan şantiyede gerçekleştirilebildi. 4,5 saat sonra çalışma tamamlanmıştı ve iki kaynak dikişi başarıyla gerçekleştirilmişti. Sonrasında yapılan röntgen ve ultrason incelemeleri herhangi bir hata göstermedi. TÜV Süd tarafından görevlendirilen sorumlu bağımsız denetim mühendisi, aynı terranets bw GmbH ve Leonhard & Weiss GmbH şirketlerinin temsilcileri gibi, Degauss 600’ün kullanım kolaylığından ve şantiye kullanımına uygunluğundan (düşük ağırlık ve küçük yapı ölçüleri) etkilendi.
İkinci şantiyede daha zor bir görev bekliyordu. Burada yüksek basınçlı bir gaz hattının eski sürgülü valfi değiştirilecekti. Kaynak derzi iticinin yakınında yer aldığından, örtülü elektrot kaynağı yönteminin uygulanması mümkün değildi; küresel valfin yalıtım yüzeyleri borunun içinde önlenmesi mümkün olmayan çapaklar nedeniyle hasar görürdü. Bu nedenle TIG kaynak yöntemi kullanıldı. Ancak, bu kaynak işlemi örtülü elektrot kaynağına kıyasla mıknatıslanmaya karşı çok daha hassas tepki veriyor. Burada manyetik alanların tümüyle elimine edilmesi gerekiyor.
Ölçülen manyetik alanlar 10 ilâ 12 mT ile ilk şantiyedeki piglenen boru kısımlarındaki değerlerden çok daha düşüktü. Bu nedenle, manyetik alanı tümüyle elimine etmek için 70 A değerinde sadece altı sarım gerekiyordu (0,5 mT’nin altındaki ölçüm değerleri = 8 A/cm). Kaynak tutumu yaklaşık 1,3 mT değerinden itibaren olumsuz etkileniyordu. İndüklenen manyetik alanları uyarlamak için kaynak işlemine üç defa ara verildi. Burada akım adım adım yaklaşık 40 A’ya kadar düşürüldü.

Boru tarafına altı sarım yerleştirildi
İlk alın derzinin kaynağında mıknatıslanmanın giderilmesi sadece boru tarafında gerekliyken, ikinci kaynak ekinde (muhtemelen manyetik alanın ilk kaynak işleminin tamamlanmasından sonra kaymasından dolayı) hem valf tarafının (-4 mT), hem de boru tarafının (-12 ilâ -18 mT) kompanzasyonu gerekti. Bunun için boru tarafına altı sarım yerleştirildi. Manyetik alanlarının kutupları farklı olması nedeniyle boru tarafındaki elektrik kablosu valf tarafına aynı sarım yönünde üç sarımla uzatılarak devam ettirilebildi. Yaklaşık 80 A akım şiddeti ile kalan mıknatıslılık tümüyle kompanse edildi. Kök kaynağının tamamlanmasına kadar düzeltici müdahalelerde bulunmak için kaynak işlemi dört defa durduruldu. Son akım değeri yaklaşık 25 A idi.Pratik uygulamalar, Degauss 600 ile boru hattı imalatında onarım kaynaklarındaki mıknatıslılık probleminin güçlü manyetik alanlarda da çözülebileceğini gösterdi. Bunu için gerekli olan bileşenler; kullanışlı, kompakt ve şantiye için uygundur. Kullanımı çok kolaydır ve uzaktan kumanda sayesinde, güç kaynağı şantiye çukurunun dışına da yerleştirilebilir.