– Kärnproblemet som vi har identifierat i vår forskning är närvaron av restmagnetism i förisolerade fjärrvärmerör, berättar Joel Andersson på Högskolan Väst, en av rapportförfattarna.
Bågsvetsning av exempelvis fjärrvärmerör utförs med hjälp av en elektrisk ljusbåge, vilken påverkas av den restmagnetism som finns i rören. När restmagnetiseringen är för hög finns det en risk att ljusbågen från svetsen inte träffar fogytorna på rätt sätt, vilket kallas för ljusbågsavlänkning. I slutänden kan det också leda till framtida haverier och höga reparationskostnader.
Forskarna utvecklade en numerisk simuleringsmodell för att studera magnetfälten i stålrör, särskilt effekterna av yttre magnetfält (som jordens magnetfält eller elektriska kraftledningar) och variationer i rördimensioner. Resultaten visade att restmagnetism över 20 Gauss kunde orsaka instabilitet, vilket gjorde svetsningen svår att kontrollera.
Stålrörstillverkare utför oförstörande provning (med hjälp av ex virvelströmsprovning) för att hitta sprickor i rören. En del av de här provningsmetoderna kan leda till att rören magnetiseras kraftigt. Rören måste sedan avmagnetiseras, men idag finns ingen standard för vilken nivå rören ska ha.
Projektet har undersökt hur mycket rören bör avmagnetiseras för att undvika problem. Forskarna kunde se att det börjar bli problem vid cirka 20–30 Gauss (som är ett mått på magnetstyrkan). Genom att få fram ett kritiskt värde på magnetfältet för en viss rörstorlek kan det användas som rekommendation för rörtillverkarna.
– Fjärrvärmeföretagen behöver få information om hur allvarligt det här problemet är. De har alla möjligheter att kräva att rörtillverkarna är mer noggranna när de avmagnetiserar, säger Joel Andersson:
– Jag skulle gärna se att en kontrollmetod införs som gör att ståltillverkarna kommer till rätta med restmagnetismen. Rekommendationerna i läggningsanvisningar och standarder behöver också förnyas. Det är viktigt att jobba med standarden så att rörtillverkarna har någonting och hänga upp kravbilden mot.
I den andra etappen av projektet Svetsbarhet av fjärrvärmeapplikationer fokuserade forskarna på större rördiametrar (DN300, DN500, DN700).
– Vi fann att restmagnetismen ökade fyra gånger när rören fördes samman för svetsning. Defektfrekvensen vid vanlig rörsvetsning ligger normalt på mellan 0,5 och 2 procent, men med magnetiska störningar ökade defektfrekvensen till oacceptabla nivåer (8–10 procent), vilket ledde till höga reparationskostnader och projektförseningar, säger Joel Andersson.
Vad kan göras för att minska problemen som restmagnetismen i rören orsakar?
– Om standarder för restmagnetism antas kan det drastiskt minska felfrekvensen och reparationskostnaderna som är förknippade med felaktiga svetsfogar. Vi rekommenderar att tekniska föreskrifter (som D:211) ändras och att det införs bättre mätmetoder för restmagnetism och att det tas fram en ny standard för stålrörstillverkning och installation inom fjärrvärmesektorn, avslutar Joel Andersson.
Rapporterna om Svetsbarhet har tagits fram i tidigare etapper av Futureheat. I programetapp 3 har de översatts till engelska.
Läs mer i Futureheats syntesrapport
Rapporterna presenteras i en syntesrapport tillsammans med övriga projekt som bedrevs inom Futurheats etapp tre som pågick mellan 2022 och 2024. Ta del av syntesrapporten här.
Ta del av rapporterna i sina helheter nedan:
Etapp 1:
Svetsbarhet av fjärrvärmeapplikationer, 2021:734
Weldability of district heating applications, 2023:982
Rapportförfattare: Joel Andersson , Joar Draxler, Lars-Erik Stridh
Etapp 2:
Svetsbarhet av fjärrvärmeapplikationer – etapp 2, 2021:831
Weldability of district heating applications – Stage 2, 2023:983
Rapportförfattare: Joel Andersson, Paul Kah, Lars-Erik Stridh, Chamara Kumara, Morgan Nilsson