低溫地區油氣管道焊接安裝關鍵技術及質量控制

薛陽

摘要：在低溫施工最大的特點就是環境溫度較低，雨雪天氣較多，對油氣管道的焊接質量會造成很大的影響。低溫焊接作業過程中，極易產生延遲裂紋，它不在焊后立即產生，而在焊后延遲幾小時、幾天或更長時間才出現，它不僅給生產帶來很多困難，而且可能帶來災難性的事故，所以在低溫油氣管道焊接作業過程中，要嚴格按照批準的低溫施工方案執行，焊接完成后的焊縫要按照要求進行無損檢測，并根據需要進行復檢，通過采取必要的施工措施及管理措施，可以大大提高低溫焊接質量

關鍵詞：油氣管道；低溫施工；焊接質量；管理措施

1低溫施工定義

根據《工程低溫施工規程》JGJ104-97中規定，室外日平均氣溫連續5天穩定低于-5℃時，工程已經進入低溫施工，工程施工的各工序特別是焊接、防腐工程必須采取低溫施工技術措施，保證工程質量。由于油氣管道敷設連頭基本依靠焊接工藝來完成，焊接質量成為了油氣管道建設工程質量的重要組成部分，焊接工藝成為油氣管道施工中的關鍵環節。當前大部分在建油氣管道建設項目為滿足進度目標，不得不進行低溫施工，為保證工程質量，在低溫焊接施工過程中，不但需要對焊接工藝、焊接設備等影響焊接質量的要素進行控制以外，還需要對外界溫度、天氣情況等采取關鍵且必要的施工措施和管理措施。

2低溫施工特點

低溫施工最大的特點就是環境溫度較低，雨雪天氣較多，對油氣管道的焊接質量會造成很大的影響，其表現為以下四個方面：（1）低溫焊接，焊口快速冷卻，冷卻時間降低，氫元素就會更多地留在焊縫中，容易產生延遲裂紋。（2）低溫焊接需增加防風保溫棚和增加加熱時間，大大降低現場施工效率。（3）環境溫度過低，影響焊工的操作水平。（4）低溫焊接，由于氣溫較低，焊接設備啟動受到一定影響。

3施工措施

低溫焊接，為了保證施工質量，制定的措施包括：管口清理與打磨、焊前預熱、提高預熱溫度、保證層間溫度、增加保溫棚、保溫被等。

3.1管端清理與打磨

低溫施工管口組對前，應對鋼管內部的積雪、塵土、雜物清理干凈，同時將坡口端面及坡口處管端內外表面打磨出金屬光澤。

3.2焊前預熱

在開始焊接前，應采用低溫施工方案中要求的中頻感應加熱器、電加熱裝置為主、火焰加熱為輔對焊口進行焊前預熱。使用環形火焰加熱器進行輔助預熱時，進行加熱時應注意油氣管道防腐層的損傷。采用電加熱器對返修焊口整體預熱，然后采用管口加熱器加熱保溫，焊縫返修過程中要始終保持返修焊口溫度達到要求。若使用手工電弧焊焊接根焊，要求每完成接縫周長的1/4，應對未焊部位溫度是否符合預熱溫度要求進行檢測。距離鋼管端部25mm處使用耐低溫測溫儀對鋼管的外表面進行測量。

3.3層間溫度控制

為確保必需的層間溫度，在低溫環境下焊接過程中宜采用電加熱裝置進行伴隨加熱。

3.4焊后緩冷

在焊接過程中，為防止焊縫溫度快速降低，在完成一道焊接工序后或焊口完成后應使用耐高溫保溫帶（被）對焊口進行包裹覆蓋，作為焊后緩冷用。耐高溫保溫帶（被）在使用前應進行烘干處理，不能將帶雪或潮濕的冰冷保溫帶（被）直接覆蓋在焊口上。進行下一層焊接時，保溫帶（被）由專人收集進行經烘干備用，不得隨意扔放。保溫帶（被）寬度比裸露的鋼管母材寬度寬0.4米以上，長度比油氣管道圓周長0.2米以上，保溫帶（被）要平整，厚度均勻，捆扎緊密，保溫效果良好。焊口完成之后要有足夠的保溫時間，當焊縫溫度下降到10℃以下時方可拆除保溫帶。焊接完成后，必須馬上包裹上保溫（被）帶，防止焊接溫度下降過快或雨雪落在剛焊接的焊縫上起到淬火的作用，影響焊縫金屬機械性能。

3.5未完成焊口要求。在施工過程中，如果出現未完焊口，應采取以下措施：焊縫金屬厚度應達到鋼管壁厚的2/3；應對未完焊口采取保溫被覆蓋處理；在重新焊接作業前，應對未完成焊口重新加熱，預熱溫度應達到焊接工藝要求。在進行返修焊接、不等壁厚鋼管的連接及連頭焊接時，焊口必須一次性焊完，不允許留下未完成焊接的焊縫。

3.6焊接防風保溫棚。油氣管道在低溫施工，為了保證焊接環境溫度，必須采用防風保溫棚。防風保溫棚要結構美觀，牢固耐用，具有良好的保溫性（外敷保溫材料）。

3.7無損檢測。對焊縫采取24小時后檢測，72小時后進行復檢，可準確檢測是否形成延遲裂紋，若發現延遲裂紋，可對裂紋進行及時修補。

3.8焊接材料保管、使用要求

3.8.1嚴禁焊接材料受潮氣及油類等有害物質的侵蝕，應存放在干燥通風的室內；低溫焊接材料應保管在有暖氣的庫房內，應采用溫濕度表及時對庫房溫濕度進行監測。

3.8.2在焊接材料的保管及運輸過程中，應盡量避免焊材包裝的損壞。

3.8.3應設專人對焊材進行保管，在焊材的發放與回收過程中應做好記錄。

4管理措施

（1）通過網絡、電視等媒體，及時掌握天氣情況及變化，提前做好寒流或雨雪天氣到來前的預防準備工作。（2）做好施工作業前的各項準備工作及隱患排查工作。作業前，焊接工藝技術人員要結合當前的氣象條件及工程作業環境，詳細地做好技術交底和施工檢查工作，并監督施工人員按施工規范及流程執行。（3）應按照低溫施工特點排出合理的施工計劃，在總體部署許可的情況下，應盡量避開低溫施工。（4）在進入低溫施工之前，應組織專項質量安全檢查，對存在的問題要及時進行整改，確保低溫施工質量安全。（5）低溫施工過程中除了按照已經批準的低溫施工方案，還應按照設計文件及焊接工藝規程等技術文件中對低溫施工的要求執行。

5低溫施工其他注意事項

在低溫施工過程中，吊管機、焊接工程車、吊車、挖掘機等設備在-20℃環境下經常出現不能正常啟動，影響現場施工的正常進行。因此，為了保證低溫施工能夠順利進行，還應注意以下事項：（1）為了解決油氣管道施工設備發動機低溫環境下的冷啟動問題，可采用燃油加熱器或電加熱器來解決，利用加熱器對設備的發動機、燃油箱、燃油管路、液壓油箱及管路進行啟動前的預熱。另外，還應配備大容量蓄電池以適應低溫環境，為加熱裝置供電。（2）柴油設備、車輛全部使用-35號柴油、潤滑油、液壓油，要做到提前預訂、更換。

6低溫施工安全保證措施

（1）要高度重視防寒保暖和施工現場安全工作，根據實際情況，進行風險識別，并采取有效風險消減措施。同時加強對防寒保溫和低溫施工安全的宣傳與教育力度，增強施工人員的自我保護意識。（2）根據施工現場和實際需要，儲備生產、生活物資及應急救援和應對突發事件等物資。（3）施工現場應配備可移動取暖房或有取暖功能的車輛，供施工現場人員取暖。同時應密切關注天氣變化，及時調整施工計劃，避開極端惡劣天氣施工。（4）加強對辦公場所和營地用電線路及電器的檢修，防止發生觸電傷人及電氣火災事故。（5）為員工提供必要的取暖設施，采用煤爐取暖的營地，要選擇正規廠家生產的取暖爐具，安裝時檢查爐具是否完好，如有破損、銹蝕、漏氣等問題，要及時修補或更換；睡覺前要確保爐火封好、爐蓋蓋嚴、風門打開；白天應加強室內通風，避免引發煤氣中毒事件。

參考文獻

[1] 楊陽.簡析安全管理在長輸油氣管道建設中的應用[J]. 化工管理. 2016（32）