長輸管道冬季施工質(zhì)量控制方法

摘要：大慶-錦西原油管道工程及慶鐵線改造工程，是東北能源的主要?jiǎng)用}。東北冬季季節(jié)較長，在低溫環(huán)境中施工，既要保證工期，又要確保工程質(zhì)量。采取合理有效的施工方法，是保證施工質(zhì)量及工期進(jìn)度的重要前提。

關(guān)鍵詞：冬季施工 保溫棚 溫度控制 焊后緩冷

1 設(shè)備保溫措施

1.1 管道預(yù)熱裝置采用中頻加熱或環(huán)形加熱設(shè)備，確保管道焊接過程中的環(huán)境溫度滿足施工需要，管線層間加熱采用電熱帶連續(xù)加熱。

1.2 鐵嶺地區(qū)嚴(yán)寒的氣候條件和惡劣的施工環(huán)境，以及凍土的特殊工程性質(zhì)，施工機(jī)械必需具有如下良好技術(shù)性能：①嚴(yán)寒的氣候條件，施工機(jī)械具有良好的低溫啟動(dòng)性能，進(jìn)入冬季施工焊接設(shè)備及吊裝設(shè)備安裝低溫啟動(dòng)裝置。②焊接工程車外部采用30mm保溫被包裹覆蓋，確保焊機(jī)、電站正常工作。③焊接設(shè)備、吊裝設(shè)備等施工機(jī)具駕駛室具有良好的采暖、保溫性能。

1.3 施工機(jī)具、設(shè)備保溫準(zhǔn)備 ①配備適應(yīng)低溫環(huán)境的大容量蓄電池。②配置發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液、燃油箱、燃油管路、液壓油箱加熱器。③電焊機(jī)、發(fā)電機(jī)組等中型設(shè)備覆蓋50mm厚的保溫被。④乙炔、液化氣瓶采用50mm巖棉保溫被，確保氣瓶的正常使用。

1.4 車輛冬季保證措施 ①運(yùn)輸隊(duì)配備冷起動(dòng)裝置，運(yùn)管車輛、汽車吊、油罐車夜間采用駐車加熱系統(tǒng)加熱、起動(dòng)前采用冷起動(dòng)裝置進(jìn)行輔助起動(dòng)。②生產(chǎn)指揮車、運(yùn)管車、平板拖車和汽車吊等車輛，加裝駐車加熱系統(tǒng)。③針對冰雪路面問題，將投入使用的機(jī)動(dòng)車輛裝備寒帶地區(qū)專用的防滑輪胎和輪胎防滑鏈。在半掛車、平板拖車上加裝自救絞盤。④在設(shè)備駕駛室內(nèi)安裝柴油取暖鍋爐，在機(jī)動(dòng)車輛駕駛室內(nèi)配座椅加熱墊，保證設(shè)備操作人員有一個(gè)良好的工作環(huán)境。⑤汽油的凍結(jié)溫度為-35℃，低溫環(huán)境中的施工車輛必須存入暖棚，以確保其正常運(yùn)行。

1.5 設(shè)備維修保障措施

1.5.1 施工前對設(shè)備操作人員進(jìn)行冬季施工設(shè)備操作規(guī)程培訓(xùn)，比如機(jī)動(dòng)車和施工設(shè)備冰雪路面的行駛及操作、冬季設(shè)備的起動(dòng)、冬季設(shè)備使用保養(yǎng)注意事項(xiàng)、冬季施工HSE措施等相關(guān)知識。

1.5.2 全面檢查施工設(shè)備，及時(shí)排查安全隱患和各種危險(xiǎn)因素，提前采取應(yīng)對措施，以免因設(shè)備故障引發(fā)更大的安全事故。

1.5.3 在低溫條件下進(jìn)行施工，應(yīng)提前與生產(chǎn)廠家一起商定施工設(shè)備及設(shè)備零部件的使用條件，確定所用機(jī)具設(shè)備和零部件能夠滿足冬季施工低溫環(huán)境的使用要求，如不能由廠家進(jìn)行改造更換。

2 管道焊接

為了保證冬季焊接施工質(zhì)量，我們主要從焊前預(yù)熱、加熱溫度保證、焊接環(huán)境溫度保證、焊后保溫緩冷的保證四大方面控制溫度，保證焊接質(zhì)量。

2.1 焊前預(yù)熱

2.1.1 對管端預(yù)熱，預(yù)熱寬度距管口100mm，先將管內(nèi)殘余的冰雪清理干凈，并使內(nèi)壁上的水汽完全蒸發(fā)。預(yù)熱時(shí)應(yīng)避免內(nèi)涂層遭到破壞。焊接前應(yīng)采用中頻感應(yīng)加熱器來預(yù)熱焊口。

2.1.2 采用中頻加熱器或環(huán)形加熱器對管口進(jìn)行焊前預(yù)熱。中頻加熱器寬度一般以300～500mm為宜，鋼管預(yù)熱溫度最低為120℃，以提高焊接質(zhì)量。

2.1.3 每個(gè)線路流水施工機(jī)組配備陶瓷電加熱器或環(huán)形加熱器層間加熱，滿足冬季施工的要求。

2.1.4 采用環(huán)形加熱器加熱時(shí)，加熱氣體采用純度較高的丙烷氣體，確保充分燃燒。

2.2 層間溫度控制

2.2.1 環(huán)境溫度達(dá)不到-5℃時(shí)，焊縫層間溫度維持在80℃以上。層間溫度測量可采用耐低溫測溫儀在與鋼管端部相距25mm處的鋼管外表面進(jìn)行測量。

2.2.2 填充、蓋面采用陶瓷電加熱帶連續(xù)加熱方式控制層間溫度陶瓷電加熱帶寬度一般以120mm為宜，每個(gè)焊口由兩個(gè)加熱裝置組成，總功率為20KW，控制箱輸出電壓為220V。加熱時(shí)間及溫度控制，根據(jù)預(yù)熱溫度需要調(diào)節(jié)溫控表，加熱時(shí)間一般在10分鐘至12分鐘就可達(dá)到調(diào)節(jié)后的溫度，連線加熱不可以超過20分鐘。電加熱帶裝在管子上時(shí)應(yīng)盡量扣緊，將螺絲調(diào)節(jié)好，使加熱帶盡量貼近管壁，但電源線不能碰到加熱的管子區(qū)域。

2.2.3 為保證必需的層間溫度，低溫環(huán)境焊接過程中采用電加熱帶進(jìn)行伴隨加熱。

2.2.4 為保證層間溫度滿足焊接要求，根據(jù)焊接情況隨時(shí)增調(diào)一組蓋面焊接人員，如在蓋面焊接與填充焊拉開距離時(shí)，增調(diào)一組蓋面焊接人員，以縮短填充焊與蓋面焊接的時(shí)間差，確保焊接層間溫度滿足施工要求。

2.3 焊后保溫

2.3.1 在完成焊口的焊接或結(jié)束上一道焊接工序以后，為避免焊縫熱量迅速散失，必須采用耐高溫保溫帶（被）包覆焊口進(jìn)行保溫。

2.3.2 先烘干耐高溫保溫帶（被）再包覆焊口保溫，不允許將潮濕的保溫帶（被）直接包覆焊口；進(jìn)入下一道焊接工序后，應(yīng)指派專人收集、烘干并妥善保管保溫帶（被），禁止亂扔亂放；保溫帶（被）至少比管道圓周長長0.2m，比裸露的鋼管母材寬0.4m，保溫帶（被）必須平整，厚度要均勻，且捆扎密實(shí)，這樣才能達(dá)到良好的保溫效果。焊完蓋面后應(yīng)該預(yù)留充足的時(shí)間進(jìn)行保溫，焊縫溫度小于或等于10℃時(shí)，才可以將保溫帶（被）撤掉。

2.3.3 所有施工機(jī)組要根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃備好保溫被，且要實(shí)時(shí)檢查其保溫效果，以及時(shí)更換已破損或保溫效果不良的保溫被。

2.4 焊接環(huán)境溫度的保證 為了滿足冬季施工對環(huán)境溫度的保證，各施工機(jī)組配置6套焊接保溫棚，保溫棚采用厚40mm的夾心保溫板，采用厚度為30mm-50

mm的保溫被密封保溫棚，保溫棚內(nèi)設(shè)雙浴霸加熱裝置，配備靈敏度高的溫度計(jì)隨時(shí)檢測，使棚內(nèi)溫度始終保持在-5℃以上，達(dá)到焊接允許的施工環(huán)境，保證焊接施工質(zhì)量。

3 管道除銹與防腐補(bǔ)口

3.1 管線防腐補(bǔ)口、補(bǔ)傷工作同樣因普通液化氣溫度較低，在利用烤把加熱過程中噴出大量的液態(tài)物質(zhì)，造成燃燒不充分，因此施工中采用可以在-40℃的極低氣溫下仍然可以充分燃燒的純丙烷進(jìn)行加熱。

3.2 管道防腐補(bǔ)口施工在自制的保溫棚內(nèi)進(jìn)行，保溫棚內(nèi)設(shè)置足夠的電暖氣，以提高防腐補(bǔ)口的環(huán)境溫度。

3.3 冬季施工平均溫度為-20℃，最低溫度達(dá)到-40℃。因冬季溫度較低防腐補(bǔ)口使用的液化氣無法充分燃燒，補(bǔ)口帶背膠熔化效果較差，無法保證防腐補(bǔ)口質(zhì)量，為保證施工質(zhì)量，并加快施工進(jìn)度，補(bǔ)口加熱用燃?xì)獠捎每梢栽?40℃的極低氣溫下仍然可以充分燃燒的純丙烷進(jìn)行加熱。

3.4 補(bǔ)口材料應(yīng)在適當(dāng)?shù)臏囟葍?nèi)存儲(chǔ)，以確保材料的使用性能，現(xiàn)場補(bǔ)口帶存放在有暖氣的現(xiàn)場值班車上或者放置在現(xiàn)場的帶有暖氣設(shè)施的庫房內(nèi)。

3.5 鋼管表面有露水和冰霜、結(jié)冰等現(xiàn)象，必須用烤把烘干后才能進(jìn)行噴砂除銹作業(yè)。

3.6 管道除銹使用砂子不得受潮和結(jié)冰，噴砂使用砂子應(yīng)采取保溫、防潮措施。

3.7 為了彌補(bǔ)低溫環(huán)境下的熱量散失效應(yīng)，預(yù)熱焊口時(shí)必須嚴(yán)格控制預(yù)熱溫度，可通過紅外測溫儀沿圓周均勻量測8個(gè)點(diǎn)的預(yù)熱溫度，以確保其滿足預(yù)熱溫度上限的要求。

3.8 熱量散失會(huì)導(dǎo)致溫度下降，為了保持預(yù)熱溫度，應(yīng)最大限度地壓縮預(yù)熱后到包覆收縮帶的準(zhǔn)備時(shí)間。調(diào)配底漆和準(zhǔn)備收縮帶的工作應(yīng)提前完成。焊口預(yù)熱后隨即準(zhǔn)備包覆工作，以節(jié)省準(zhǔn)備時(shí)間。

3.9 當(dāng)烘烤收縮帶完全收縮后，用小火均勻地烘烤收縮帶繼續(xù)加熱，收縮帶的底膠便可全部熔化，粘結(jié)效果會(huì)更好，但必須注意防止過火。

3.10 烘烤完收縮帶后用輥輪碾壓。碾壓過程中，應(yīng)注意對重點(diǎn)部位嚴(yán)加控制，如焊縫兩側(cè)、收縮帶的邊沿和端部，從而搟勻底膠，增強(qiáng)粘結(jié)，消除氣泡。

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