冬季管道施工措施

1、2006年科技論 文 冬季管道施工措施作者：張青士 黃高優(yōu) 張忠 付新鋒建設工程總公司第七分公司2006年12月17日冬季管道施工措施 作者：張青士 黃高優(yōu) 張忠 付新鋒（工作單位：建設工程總公司第七分公司，聯(lián)系電話）【摘要】冬季氣溫低、風雪大，為長輸管道施工帶來很大難度。對于口徑越來越大,采用的鋼級越來越高，工期越來越短的長輸管道發(fā)展趨勢而言，冬季施工已經(jīng)不可避免。為保證低溫環(huán)境下的焊接、補口等施工質量，本文根據(jù)管道施工的特點和以往冬季管道施工中的成功經(jīng)驗進行匯總，以便使員工充分熟悉和掌握低溫條件下施工需要的必要措施和規(guī)范現(xiàn)場施工?！娟P健詞】冬季 管道施工1管道冬季施工趨勢近年來相繼建設的陜

2、京二線靖榆段輸氣管線（1016）、西氣東輸淮武支線（610）、西部管道原油（711）、成品油管線（508）、蘭銀輸氣管道工程（610）及中哈原油管道（813）等均經(jīng)歷了在普降大雪，氣溫驟降的冬季施工歷程。冬季氣溫低、風雪大，為長輸管道施工帶來很大難度。對于口徑越來越大,鋼級越來越高，工期越來越短的長輸管道發(fā)展趨勢而言，冬季施工已經(jīng)不可避免。2冬期施工時間的定義建筑工程冬期施工規(guī)范JGJ104-97規(guī)定：當室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定低于5即進入冬期施工，當室外日平均氣溫連續(xù)5d穩(wěn)定高于5即解除冬期施工1。3冬季施工容易出現(xiàn)的主要質量問題3.1焊接質量問題焊接各工序之間的銜接需要一定時間，而在低溫

3、或有風的情況下，焊接過程中熱量散失快，造成焊縫容易產(chǎn)生延遲冷裂紋、氣孔等缺陷，尤其是冷裂紋，給管道施工質量帶來重大隱患。3.2管道防腐補口質量問題在低于-20的條件下，收縮套打開時會膠體發(fā)生龜裂脫膠，不能正常使用。冬季管口噴砂除銹后，加熱返銹嚴重，在大風天氣，揚塵會污染涂刷底漆，無法保證補口質量。寒冷冬季施工時，難以滿足保證剝離試驗要求20+5的環(huán)境溫度要求。 收縮套脫膠 返銹嚴重 4冬季施工技術措施4.1施工準備在冬季來臨之前,除合理部署外,還要加大設備和人員投入進行測量放線、作業(yè)帶開拓、施工便道的修筑及管材儲備等前期準備工作, 為以后進行的組焊、補口、管道開挖等作業(yè)加速、提速全面展開創(chuàng)造暢

4、通的作業(yè)面。4.2防風防塵冬季施工大風揚塵天氣時候發(fā)生,采取加設防風棚來防風和減緩冬季低溫環(huán)境熱量的散失。當風速大于要求環(huán)境風速或環(huán)境風速小于要求風速但不能保證焊接質量時，對相關層位加設防風棚，防風棚要起到保溫、防風、防寒的效果。大風揚塵天氣 加設防風棚 yesNOyesNOyes 收口到位 增設擋風帆布 焊接各層位加設防風棚后，行動速度較慢，要注意移動設備的載重及保養(yǎng)維護，可將設備狀態(tài)相對良好的焊接車設置在靠前位置，防止移動設備一旦損壞，全部層位都得停下現(xiàn)象，否則要超壓占地，增加成本，影響生態(tài)。4.3防止前過堂風防風棚內焊接時，可以保證填充、蓋面的焊接環(huán)境，但來自管內前后的穿堂風是產(chǎn)生根部缺

5、陷的主要原因。風速較大時，雖然設置防風棚，但組對端管口處會有氣流沿管道內由前向后越過內對口器到達根焊部位，產(chǎn)生根部氣孔。為此在組對管道端口部加帆布減少自然風流入管內；另外在對口器頂端加設海面外包耐磨帆布,來防止進入管道內的極少的過堂風達到根焊部位。管道端口部加帆布擋風 對口器頂端加設擋風設施 4.4防止后過堂風管線始端有堵板焊死，當根焊后填充、蓋面焊時，管內的空氣會因高溫加熱而膨脹，而產(chǎn)生一定壓力的氣流向施焊前進方向流動，而在根焊時的組對間隙中逃逸并生產(chǎn)較大風速的氣流，導致根焊時（尤其收口時）產(chǎn)生氣孔。采取在一個連續(xù)區(qū)段內，管線始端堵板暫時不要焊死，待本區(qū)段焊接完畢后，再將堵板焊死，以降低熱焊

6、、填充、蓋面時產(chǎn)生的熱膨脹氣流對根焊的沖擊的辦法防止。4.5組焊提前預熱組對前，用火焰加熱器從防腐管內壁預熱，預熱寬度距管口500mm范圍。除去管內清理后殘留的冰雪，使內壁的水蒸汽完全蒸發(fā)，避免單獨外側加熱管口外熱內冷、組對預熱和根焊熱量造成內壁殘留的冰雪融化成水后流到焊道上的現(xiàn)象。提前預熱在管口組對前35分鐘提前完成，減少管口預熱時間，提高施工效率。預熱溫度不要超過80，避免損壞管道外防腐層。 液化氣瓶要采取保溫措施。防腐管內壁預熱 液化氣瓶保溫 4.6提高焊前預熱溫度為減緩因低溫環(huán)境熱量的散失，采用環(huán)行火焰加熱器對管口預熱。溫度由規(guī)范要求的預熱溫度提高50。管口加熱時隨時采用數(shù)字顯示紅外線

7、測溫儀進行溫度測量，均勻測量圓周上的8個點(1、3、5、7、9、11、12)。預熱完成后應立即進行根焊道的焊接。環(huán)行火焰加熱器要結構合理、火力強、使用方便、加熱均勻快速。yesyes環(huán)行火焰加熱 合格加熱器 NOnoyes禁止使用結構簡陋，火力不強，加熱速度慢，加熱不均勻的環(huán)行火焰加熱器。 NOyes由于組對時往往采用靈活方便的鋼夾板來控制組對間隙。如果夾板不及時拆除,環(huán)形加熱器火焰會偏離坡口中心，會造成火力強一側的防腐層燒損現(xiàn)象。組對完成后要及時拆除此鋼夾板，使火咀對準坡口中心，并在管道防腐層上增設膠皮保護。組對夾板 防腐層燒損 增設膠皮 NOyesYES4.7根焊層間保溫冬季氣溫過低，根焊

8、由起點位置焊接到終點位置時預熱溫度也降低到自然溫度。由于材質鋼級高，焊接性較差，增加根部微裂紋產(chǎn)生的機率，起不到預熱效果，焊接質量難以保證。為降低溫降速度，采取在根焊前，用火焰對防風棚內空氣進行加熱，使棚內局部溫度上升的措施，來避免根焊道溫度下降過快。根焊焊接完畢后立刻將可控電伴熱帶固定在焊口部位并通電、溫度上升到設定層間溫度后，方可移動保溫棚。棚內空氣加熱 層間保溫 可控電拌熱帶 4.8熱焊、填充、蓋面焊的層間保溫 層間利用根焊、熱焊、填充電伴熱的層間溫度分別保證熱焊、填充、蓋面的預熱溫度。熱焊防風棚就位、火焰提升空氣溫度后，拆除根焊位的伴熱帶并用紅外線測溫儀檢測層間溫度，低于要求層間用火焰

9、加熱合格后方可作業(yè)。熱焊完成后，立刻將可控電伴熱帶固定在焊口部位通電開啟后再向前移動保溫棚，填充、蓋面焊同上依次進行。層間保溫 紅外線測溫 4.9焊后緩冷 蓋面焊完成后，清渣前立即用輕便，密實，保溫效果較好的玻璃絲防火保溫被包裹嚴密，進行焊后保溫緩冷，并將填充遺留的伴熱帶移交根焊層位。待焊口溫度降低到環(huán)境溫度后，(約30min50min)方可拆除保溫被和清渣作業(yè)。 玻璃絲防火保溫被 焊后保溫 NOyes 保溫被未綁扎 綁扎不徹底 NOyes由于玻璃絲防火保溫被破損后不僅降低保溫效果，其散落的碎絲，易隨風飄逸，粘附到皮膚上后會感到刺刺痛難忍，所以在安裝、拆除時要戴手套，避免其與皮膚直接接觸，不要

10、在地上拖拉，保護其完好。 破損保溫被 NOyesNO4.10優(yōu)化補口各作業(yè)之間的銜接 除嚴格遵照防腐補口施工及驗收規(guī)范施工外，合理安排施工時間和各工序之間的銜接，采用先預熱將管道表面的水分除去、再除銹和二次預熱來防止加熱返銹，預熱溫度達到的上限值，并提前做好底漆的調配、烘烤PE層并拉毛等包裹準備工作來減少工序間熱量散失。避免在早晚氣溫較低施工，盡量安排氣溫上升后施工,除銹完畢但當天未完成補口的焊口，次日需重新除銹后方可作業(yè)。4.11補口材料存放 補口材料庫房要有采暖措施,防止補口底漆結冰上凍和收縮套脆裂和脫膠。施工時，將底漆、收縮套等補口材料保存在溫度較高的車內，打開使用前用烤把稍微加熱后方可

11、使用。4.12防大風揚塵防腐作業(yè)組必須配備簡易防風棚，防止大風揚塵影響涂刷好的底漆質量。 簡易防風棚示意圖4.13剝離試驗在寒冷冬季施工時，難以滿足保證剝離試驗要求20+5的環(huán)境溫度要求。采取中哈管線的經(jīng)驗：為保證每100個口抽測1個剝離粘結力檢查要求，在相同操作人員、相同操作設備、相同補口材料、相同操作方法、相同施工環(huán)境下，每100個補口段內增設1個在提前預制好的管圈上補口。完畢后，將管圈移至室內，待環(huán)境溫度達到要求后，邀請監(jiān)理和現(xiàn)成代表一起在室內按程序進行剝離試驗。4.14與和管道下溝的銜接 防腐口完成后與下溝回填工序要緊密銜接,參考以往冬季施工工程經(jīng)驗兩工序之間時間間隔不應超過10天,防

12、止長時間在低溫下放置產(chǎn)生收縮套翹邊及物性改變,影響補口質量。4.15設備運行方面 由于冬季施工對機械、設備的正常啟動和運轉存在較大的限制因素。為保證施工順利進行，針對在嚴冬季節(jié)設備常出現(xiàn)的故障儲備一些易耗、易損件,如啟動馬達、電瓶、濾子、風扇皮帶、防凍液、-35#柴油等常規(guī)用料的儲備。備用濾子、電瓶等 備用啟動馬達、離合器等 另外除增加經(jīng)驗豐富、技術嫻熟的操作手和保養(yǎng)修理人員外，還在夜間派專人看護，每間隔2小時發(fā)動1次設備，運轉時間0.5小時,保證設備不凍壞,凌晨7點啟動后持續(xù)運轉,保證班組上班后可立即作業(yè)。 4.16人員防寒方面為保證操作人員的防寒和順利操作，為現(xiàn)場人員配置高質量的保暖內衣、

13、外衣、皮鞋、手套等防寒制品及保溫筒、保溫杯、保溫飯盒等生活用具。 4.17其他方面冬季公路路面易結霜、結冰，在車輛運輸過程中，應加設防滑鏈，應減小載重量，多配備修理工具和配件，水箱應添加防凍液。管線下溝作業(yè)時應增加起吊設備的數(shù)量，防止管線的局部曲率過大，要輕吊輕放避免造成焊縫和防腐層的破壞。連頭處坑下作業(yè)場所應做好防滑工作。5結束語長輸管道發(fā)展趨勢而言，冬季施工已經(jīng)不可避免，為保證在低溫環(huán)境下焊接、補口等施工質量，還需要長期的經(jīng)驗積累。如地形起伏較大上述防風棚顯然是不實用的，如何制作出簡單、實用、方便、靈活的防風棚？溝下組焊使用上述防風棚存在溝底過寬問題、如何防側面、上部來風？焊后緩冷采用不同保溫材料在不同環(huán)境溫度下，有不同的溫降速度，保證焊接質量的最佳保溫時間等等問題仍需要以科學的態(tài)度不斷的摸索、試驗和總結。參考文獻: 1 作者：黑龍江省建筑科學研究院，書名建筑工程冬期施工規(guī)范JGJ104-97，出版時間1998.5