冬季管道施工措施

冬季管道施工措施作者：张青士黄高优张忠付新锋建设工程总公司第七分公司2006年12月17日2006年科技论文作者：张青士黄高优张忠付新锋（工作单位：建设工程总公司第七分公司，联系电话[phone]）【摘要】冬季气温低、风雪大，为长输管道施工带来很大难度。对于口径越来越大,采用的钢级越来越高，工期越来越短的长输管道发展趋势而言，冬季施工已经不可避免。为保证低温环境下的焊接、补口等施工质量，本文根据管道施工的特点和以往冬季管道施工中的成功经验进行汇总，以便使员工充分熟悉和掌握低温条件下施工需要的必要措施和规范现场施工。【关健词】冬季管道施工1管道冬季施工趋势近年来相继建设的陕京二线靖榆段输气管线（Ф1016）、西气东输淮武支线（Ф610）、西部管道原油（Ф711）、成品油管线（Ф508）、兰银输气管道工程（Ф610）及中哈原油管道（Ф813）等均经历了在普降大雪，气温骤降的冬季施工历程。冬季气温低、风雪大，为长输管道施工带来很大难度。对于口径越来越大,钢级越来越高，工期越来越短的长输管道发展趋势而言，冬季施工已经不可避免。2冬期施工时间的定义《建筑工程冬期施工规范》JGJ104-97规定：当室外日平均气温连续5d稳定低于5℃即进入冬期施工，当室外日平均气温连续5d稳定高于5℃即解除冬期施工「1」。3冬季施工容易出现的主要质量问题3.1焊接质量问题焊接各工序之间的衔接需要一定时间，而在低温或有风的情况下，焊接过程中热量散失快，造成焊缝容易产生延迟冷裂纹、气孔等缺陷，尤其是冷裂纹，给管道施工质量带来重大隐患。3.2管道防腐补口质量问题在低于-20℃的条件下，收缩套打开时会胶体发生龟裂脱胶，不能正常使用。冬季管口喷砂除锈后，加热返锈严重，在大风天气，扬尘会污染涂刷底漆，无法保证补口质量。冬季管道施工措施寒冷冬季施工时，难以满足保证剥离试验要求20℃+5℃的环境温度要求。收缩套脱胶返锈严重4冬季施工技术措施4.1施工准备在冬季来临之前,除合理部署外,还要加大设备和人员投入进行测量放线、作业带开拓、施工便道的修筑及管材储备等前期准备工作,为以后进行的组焊、补口、管道开挖等作业加速、提速全面展开创造畅通的作业面。4.2防风防尘冬季施工大风扬尘天气时候发生,采取加设防风棚来防风和减缓冬季低温环境热量的散失。当风速大于要求环境风速或环境风速小于要求风速但不能保证焊接质量时，对相关层位加设防风棚，防风棚要起到保温、防风、防寒的效果。大风扬尘天气加设防风棚收口到位增设挡风帆布焊接各层位加设防风棚后，行动速度较慢，要注意移动设备的载重及保养维护，可将设备状态相对良好的焊接车设置在靠前位置，防止移动设备一旦损坏，全部层位都得停下现象，否则要超压占地，增加成本，影响生态。4.3防止前过堂风NOyesNOyesyes防风棚内焊接时，可以保证填充、盖面的焊接环境，但来自管内前后的穿堂风是产生根部缺陷的主要原因。风速较大时，虽然设置防风棚，但组对端管口处会有气流沿管道内由前向后越过内对口器到达根焊部位，产生根部气孔。为此在组对管道端口部加帆布减少自然风流入管内；另外在对口器顶端加设海面外包耐磨帆布,来防止进入管道内的极少的过堂风达到根焊部位。管道端口部加帆布挡风对口器顶端加设挡风设施4.4防止后过堂风管线始端有堵板焊死，当根焊后填充、盖面焊时，管内的空气会因高温加热而膨胀，而产生一定压力的气流向施焊前进方向流动，而在根焊时的组对间隙中逃逸并生产较大风速的气流，导致根焊时（尤其收口时）产生气孔。采取在一个连续区段内，管线始端堵板暂时不要焊死，待本区段焊接完毕后，再将堵板焊死，以降低热焊、填充、盖面时产生的热膨胀气流对根焊的冲击的办法防止。4.5组焊提前预热组对前，用火焰加热器从防腐管内壁预热，预热宽度距管口500mm范围。除去管内清理后残留的冰雪，使内壁的水蒸汽完全蒸发，避免单独外侧加热管口外热内冷、组对预热和根焊热量造成内壁残留的冰雪融化成水后流到焊道上的现象。提前预热在管口组对前3～5分钟提前完成，减少管口预热时间，提高施工效率。预热温度不要超过80℃，避免损坏管道外防腐层。液化气瓶要采取保温措施。防腐管内壁预热液化气瓶保温4.6提高焊前预热温度为减缓因低温环境热量的散失，采用环行火焰加热器对管口预热。温度由规范要求的预热温度提高50℃。管口加热时随时采用数字显示红外线测温仪进行温度测量，均匀测量圆周上的8个点(1、3、5、7、9、11、12)。预热完成后应立即进行根焊道的焊接。环行火焰加热器要结构合理、火力强、使用方便、加热均匀快速。环行火焰加热合格加热器禁止使用结构简陋，火力不强，加热速度慢，加热不均匀的环行火焰加热器。由于组对时往往采用灵活方便的钢夹板来控制组对间隙。如果夹板不及时拆除,环形加热器火焰会偏离坡口中心，会造成火力强一侧的防腐层烧损现象。组对完成后要及时拆除此钢夹板，使火咀对准坡口中心，并在管道防腐层上增设胶皮保护。组对夹板防腐层烧损增设胶皮4.7根焊层间保温冬季气温过低，根焊由起点位置焊接到终点位置时预热温度也降低到自然温度。由于材质钢级高，焊接性较差，增加根部微裂纹产生的机率，起不到预热效果，焊接质量难以保证。为降低温降速度，采取在根焊前，用火焰对防风棚内空气进行加热，使棚内局部温度上升的措施，来避免根焊道温度下降过快。根焊焊接完毕后立刻将可控电伴热带固定在焊口部位并通电、温度上升到设定层yesyesNOyesNOnoyesNOyesYES间温度后，方可移动保温棚。棚内空气加热层间保温可控电拌热带4.8热焊、填充、盖面焊的层间保温层间利用根焊、热焊、填充电伴热的层间温度分别保证热焊、填充、盖面的预热温度。热焊防风棚就位、火焰提升空气温度后，拆除根焊位的伴热带并用红外线测温仪检测层间温度，低于要求层间用火焰加热合格后方可作业。热焊完成后，立刻将可控电伴热带固定在焊口部位通电开启后再向前移动保温棚，填充、盖面焊同上依次进行。层间保温红外线测温4.9焊后缓冷盖面焊完成后，清渣前立即用轻便，密实，保温效果较好的玻璃丝防火保温被包裹严密，进行焊后保温缓冷，并将填充遗留的伴热带移交根焊层位。待焊口温度降低到环境温度后，(约30min～50min)方可拆除保温被和清渣作业。玻璃丝防火保温被焊后保温保温被未绑扎绑扎不彻底由于玻璃丝防火保温被破损后不仅降低保温效果，其散落的碎丝，易随风飘逸，NOyesNOyes粘附到皮肤上后会感到刺刺痛难忍，所以在安装、拆除时要戴手套，避免其与皮肤直接接触，不要在地上拖拉，保护其完好。破损保温被4.10优化补口各作业之间的衔接除严格遵照防腐补口施工及验收规范施工外，合理安排施工时间和各工序之间的衔接，采用先预热将管道表面的水分除去、再除锈和二次预热来防止加热返锈，预热温度达到的上限值，并提前做好底漆的调配、烘烤PE层并拉毛等包裹准备工作来减少工序间热量散失。避免在早晚气温较低施工，尽量安排气温上升后施工,除锈完毕但当天未完成补口的焊口，次日需重新除锈后方可作业。4.11补口材料存放补口材料库房要有采暖措施,防止补口底漆结冰上冻和收缩套脆裂和脱胶。施工时，将底漆、收缩套等补口材料保存在温度较高的车内，打开使用前用烤把稍微加热后方可使用。4.12防大风扬尘防腐作业组必须配备简易防风棚，防止大风扬尘影响涂刷好的底漆质量。简易防风棚示意图4.13剥离试验在寒冷冬季施工时，难以满足保证剥离试验要求20℃+5℃的环境温度要求。采取中哈管线的经验：为保证每100个口抽测1个剥离粘结力检查要求，在相同操作人员、相同操作设备、相同补口材料、相同操作方法、相同施工环境下，每100个补口NOyesNO段内增设1个在提前预制好的管圈上补口。完毕后，将管圈移至室内，待环境温度达到要求后，邀请监理和现成代表一起在室内按程序进行剥离试验。4.14与和管道下沟的衔接防腐口完成后与下沟回填工序要紧密衔接,参考以往冬季施工工程经验两工序之间时间间隔不应超过10天,防止长时间在低温下放置产生收缩套翘边及物性改变,影响补口质量。4.15设备运行方面由于冬季施工对机械、设备的正常启动和运转存在较大的限制因素。为保证施工顺利进行，针对在严冬季节设备常出现的故障储备一些易耗、易损件,如启动马达、电瓶、滤子、风扇皮带、防冻液、-35#柴油等常规用料的储备。备用滤子、电瓶等备用启动马达、离合器等另外除增加经验丰富、技术娴熟的操作手和保养修理人员外，还在夜间派专人看护，每间隔2小时发动1次设备，运转时间0.5小时,保证设备不冻坏,凌晨7点启动后持续运转,保证班组上班后可立即作业。4.16人员防寒方面为保证操作人员的防寒和顺利操作，为现场人员配置高质量的保暖内衣、外衣、皮鞋、手套等防寒制品及保温筒、保温杯、保温饭盒等生活用具。4.17其他方面冬季公路路面易结霜、结冰，在车辆运输过程中，应加设防滑链，应减小载重量，多配备修理工具和配件，水箱应添加防冻液。管线下沟作业时应增加起吊设备的数量，防止管线的局部曲率过大，要轻吊轻放避免造成焊缝和防腐层的破坏。连头处坑下作业场所应做好防滑工作。5结束语长输管道发展趋势而言，冬季施工已经不可避免，为保证在低温环境下焊接、补口等施工质量，还需要长期的经验积累。如地形起伏较大上述防风棚显然是不实用的，如何制作出简单、实用、方便、灵活的防风棚？沟下组焊使用上述防风棚存在沟底过宽问题、如何防侧面、上部来风？焊后缓冷采用不同保温材料在不同环境温度下，有不同的温降速度，保证焊接质量的最佳保温时间等等问题仍需要以科学的态度不断的摸索、试验和总结。参考文献:[1]作者：黑龙江省建筑科学研究院，书名《建筑工程冬期施工规范》JGJ104-97，出版时间1998.5.1。作者简介：张青士，毕业院校:承德石油学校，1974年10月出生，籍贯:河北沙河，工作单位:长庆建工七分公司，联系电话:[phone]黄高优，毕业院校:西安地质学院，1974年8月出生，籍贯:湖南邵东，工作单位:长庆建工七分公司，联系电话:[phone]张忠,1974年10月出生，籍贯:江苏海门，工作单位:长庆建工七分公司，联系电话:[phone]付新锋，毕业院校:西安石油学院，1979年12月出生，籍贯:陕西渭南，工作单位:长庆建工七分公司，联系电话:[phone]