Högskolan Väst har studerat restmagnetism i förisolerade fjärrvärmerör. Det finns starka indikationer som visar att problemen med svetsning beror på en otillräcklig avmagnetisering av stålrören efter tillverkning. Magnestimen kan leda till svårigheter då rören skall svetsas samman i fält eller schakt. Då restmagnetiseringen är stark kan den påverka svetsens ljusbåge, vilket kan leda till ljusbågsinstabilitet och ljusbågsavlänkning. Det gör att ljusbågen bli svår för svetsaren att kontrollera och det kan leda till svetsdefekter som bindfel, porositet och slagginneslutningar.
I projektet presenteras en numerisk beräkningsmodell som utvecklats för att studera magnetfält i och omkring stålrör.
– Modellen har kalibrerats mot flera magnetiska hysteres för P235GH, vilket är en vanligt förkommande stålsort till fjärrvärmerör. Modellen har använts för att undersöka styrkan som krävs hos ett externt magnetfält för att magnetisera ett fjärrvärmerör till en nivå som kan leda till ljusbågsinstabilitet och ljusbågsavlänkning, berättar Magnus Ohlsson, på Öresundskraft, som är ett av företagen som är med i projektet.
Modellen har använts för att beräkna förstärkningen som sker av magnetfältet i svetsspalten då två magnetiserade rör förs samman. Det är också möjligt att undersöka graden av restmagnetism som kan uppstå i ett fjärrvärmerör på grund av jordens och elkraftledningars magnetfält. Beroendet av magnetfältets styrka i svetsspalten på variationer i rördimensioner och spaltgeometri har också simulerats.
– Forskarna har också undersökt om jordens magnetfält och högspänningskablar hade någon inverkan, men ingen av de parametrarna hade någon påverkan på restmagnetismen, berättar Magnus Ohlsson.
I projektet presenteras en undersökning som visar att det finns stålverk i Europa (tillverkare av bland annat stålrör till fjärrvärmerör) som använder prövningsmetoder som kan ge upphov till stark restmagnetism. När sådana metoder används måste rören avmagnetiseras efteråt. Det har dock visat sig att de godkända nivåerna som det avmagnetiseras till är för höga för att helt kunna utesluta att ljusbågsavlänkning kan uppstå.
En annan upptäckt som gjordes i projektet är att när rörändar sammanfogas så ökar magnetfältet med ca 4 ggr. Vilket innebär att gränsvärdet för restmagnetismen måste sättas mycket lägre eftersom det mäts på icke sammanfogade rörändar.
I fortsättningsprojektet kommer rekommendationer för maximala värden på restmagnetism i fjärrvärmerör nu att tas fram. I dagsläget finns ingen standard för vid vilken nivå avmagnetiseringen ska ske. Förhoppningen är att de här nya maxvärdena ska eliminera problemen med svetsning och att de ska ligga till grund för en nivå som stålrörstillverkarna måste avmagnetisera rören till. Resultaten kommer föreslås att införas in i den tekniska bestämmelsen ”Läggningsanvisningar för fjärrvärme- och fjärrkyleledningar Tekniska bestämmelser: D:211, 2020”.
Svetsning på två dimensioner kommer nu att undersökas mer ingående med praktiska tester.
– Förhoppningen är att det här leder till att stålverk avmagnetiserar till lägre nivåer än idag, och att problemen med restmagnetism och svetsning i fjärrvärmerör därmed kan minskas, säger Julia Kuylenstierna.
Projektet ingår i forskningsprogrammet FutureHeat och den fullständiga rapporten kan läsas här