高寒地区长输管道施工技术浅析

最新【精品】范文参考文献专业论文高寒地区长输管道施工技术浅析高寒地区长输管道施工技术浅析摘要:通过对低温环境条件下管道焊接施工措施的研究，并经工程实验，得出在低温环境条件下，影响焊接质量的因素更多的在于施工机具、焊接设备的适应性、焊工劳动防护措施的保暖性和轻便性等因素。选择适合于低温环境的施工机具、焊接设备，或者创造适合的存放和使用条件，可以提高施工机具、焊接设备的适应性；在采取有效的预热、层间保温和焊后缓冷措施后，低温环境条件下得到的焊接接头性能与常温下的相比没有明显的差别。关键词：低温焊接；预热温度；复合防腐补口；电加热；冻土换填；焊后保温Abstract:throughanalyzingthelowtemperatureenvironmentconditionspipeweldingconstructionmeasures,andtheengineeringexperiment,drawinlowtemperatureenvironmentcondition,theinfluencefactorsonthequalityoftheweldingmoreliesintheconstructiontoolsandtheadaptabilityoftheweldingequipment,laborprotectionmeasureswarmthretentionpropertywelderandportability,andotherfactors.Choosesuitableforlowtemperatureenvironmentconstructionmachines,weldingequipment,orcreatesuitableforstorageandconditionsofuse,canimprovetheconstructionmachines,weldingequipmentadaptability;Totakeeffectivepreheating,layerafterweldingbetweenpreservationandslowcoolingmeasures,lowtemperatureenvironmentconditionsoftheweldingjointperformanceandgetundernormaltemperaturethanthenoobviousdifference.Keywords:lowtemperaturewelding;Preheattemperature;CompoundAntisepticmending，Electricheating;FrozensoilReplacementforLandfill，Weldingheatpreservation最新【精品】范文参考文献专业论文中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：引言:为保护大兴安岭生态环境和永冻土层，要求永冻土地区在寒季施工，其中漠河县年平均气温－4℃，最低温度达到－52.3℃，是首次在高纬度及高寒地区进行冬季施工，施工期内最低温度达到-46℃，如何保障低温环境下焊接施工成为工程一大难点。本文主要从采取有效的预热、层间保温和焊后缓冷措施，提高施工机具、焊接设备的适应性等方面叙述了低温环境下焊接施工采取的保障措施。通过以上技术手段的应用，提升了低温环境下焊接施工能力，积累了宝贵的施工经验。1.低温施工和常温施工的差异与常温环境下长输管道施工相比，低温环境下管道施工具有以下几方面的不同点。1.1管沟开挖常温环境下施工，如果地质是土层，可以先布管、焊接，再进行管沟开挖；若地质是岩石层，则先爆破，再开挖管沟。低温环境下施工，采用挖掘机+破碎锤+松土器挖掘冻土，液压钻孔机钻孔爆破永冻土成沟，预留施工通道二次排水、除冰和冰湖穿越。低含水率地段管沟开挖都必须先进行一次松动爆破，再开挖管沟，而且在爆破完成后，必须立即挖沟，否则土壤被冻结在一起，还需要二次爆破。含水率高地段，爆破受土壤含水率的影响大，松动爆破效果不明显，可采用机械破碎锤直接开挖。地下水位较高的地段，永冻土与地表之间、永冻土夹层、永冻土层下有大量承压游离水，在管沟开挖后大量涌出，在管沟内汇积并冻结，局部地区形成冰湖（见图4），需要在下沟前二次破碎开挖，因此管沟开挖时需在管沟一侧留出设备通道保证二次开挖的顺利进行（见图5）。常温情况可采取降水排水措施，低温环境下可待管沟内溢水冻结后再次开挖，可起到止水效果。最新【精品】范文参考文献专业论文1.2运布管高寒地段冬季管材运输采取防滑措施。采用带状软质绑绳捆扎牢固，绑扎道数不少于3道，绑扎间距不大于4m，绑绳与管道接触部位衬垫厚度不小于10mm，宽度不小于300mm的软质橡胶板。低温环境下，雪易进入管内，给焊接造成不利影响。因此在运布管过程中，应采取适当措施，防止雪进入管内。1.3焊接低温环境下焊接施工必须采取更完善的技术保障措施，才能防止焊接冷裂纹的出现，保证施工质量。常温环境下，焊前的预热温度应稍高于焊接工艺规程要求的温度。而低温环境下，由于散热快，焊前的预热温度至少应比焊接工艺规程要求的温度高30℃-50℃。1.4防腐保温低温下防腐施工必须考虑防腐材料、防腐预热温度、防腐后保温等问题。高寒地带永冻土地区输油管线必须采取保温。管道采用硬质聚氨酯泡沫保温层+高密聚乙烯保护壳。永冻土地区保温管道焊缝采用复合保温补口的施工形式，复合保温补口共包括喷砂除锈、无溶剂环氧涂层、粘弹体防腐胶带、硬质聚氨酯泡沫瓦块、电热熔补口带、密封带等共6道工序。1.5下沟低温环境下管材的韧性较小，必须考虑下沟设备的配备和下沟作业时的环境温度。外保温层在低温环境下脆化，易出现破损，下沟作业时需考虑管材保温层的防护措施。1.6回填由于低温环境下土质非常坚硬，很容易划伤防腐层，因此必须考虑回填方式和回填土颗粒的尺寸，高含冰量多年冻土区管沟需进行换填，换填采用粗、细两种颗粒土，粗料和细料中粒径小于75mm颗粒最新【精品】范文参考文献专业论文的含量应不大于15％。管底300mm以下换填采用粗料；管底300mm以上换填料采用细料。沼泽、永冻土等特殊地段必须采取换填处理措施。换填后可调节管沟内土壤含水率，降低冻土环境中土壤含水率过高情况下对管道的冻胀破坏风险。1.7试压高寒地区的严寒给管道水压试验带来很大困难，必须采取保温措施。为避免试压水冻结，采取在管道周围搭建暖棚的方式，在棚内生火炉加热，保证管周围环境温度；加热注水用水箱，保证水的注入温度。在穿越过程中，在管道周围使用木杆搭设骨架外罩塑料布的保温棚，在棚内使用火炉提高温度，保证棚内温度在0℃以上。试压头及暴露在地面管段采用电热带加热覆盖石棉被保温措施保证试压管端试压水不冻结。2.主要焊接技术措施针对高寒地区低温天气，环境温差较大、热量流失快，焊接过程中层间温度下降较快，焊后骤冷响焊接质量，在焊接过程应采取一切必要措施防止热量流失。2.1管口处理组对前去除管外端距管口1m范围内的冰霜及管内的积水或冰霜；用棉纱将管口边缘75－100mm范围内的泥土、油污、浮锈等清除干净。然后采用钢丝刷或电动钢丝刷打磨，直至露出金属本色，同时将管口内侧50mm范围清理干净；使用烤把加热管端300－500mm范围内加热，以去除管壁水汽，防止焊接时产生焊接缺陷。2.2管口组对采用两台吊管机进行管线组对，管口组对过程中禁止强力组对，管口组对应优先采用内对口器。2.3焊接方法焊接方法应针对不同区域和地形条件进行选择，一般原则是对于地形地貌比较平坦的地区采用沟上焊施工，对于特殊地段采用沟下焊施工。焊接采用小流水或单兵作业方式，根焊、热焊、填充和盖面由最新【精品】范文参考文献专业论文一个工程车完成，减少热量散失。2.4预热采用电磁感应加热带或电加热带对管口进行焊前预热及层间加热保温。电磁感应加热带具有体积小、野外施工时安全可靠、经久耐用、操作简单和输出稳定，输出能通过面板旋钮或远程控制开关控制等特点，而且加热时加热带本身不发热，不影响焊工操作。电加热带加热是将两条电加热带分别固定在组对的两个管口的端部，固定后利用焊接电源给电加热带通电。由于环境温度低，造成焊缝金属的冷却速度过快，影响焊接质量和焊缝金属的力学性能，因此施工中应提高预热温度20－30℃，但不应大于170℃，预热宽度以坡口两侧各75－100mm为宜。在焊接过程中电加热带持续加热，保证焊道周围温度不降低；在层间焊接时，电加热带始终持续加热，设备转移时电加热带不移动，减少热量散失。为了抵消低温环境下的热量散失效应，在对焊口预热时，应达到预热温度要求的上限，温度控制采用红外测温仪测量，沿圆周均测4点。2.6根焊测温合格后应立即根焊，为保证管口温度不致于降低过快，根焊时应采取以下三项措施：（1)先将加热带移到距管口20－30mm处，在焊接过程中应用加热带继续加热。（2)焊接应在大型带盖可移动式保温防风棚内进行。与普通焊接防风棚不同的是，它具有保温功能。通过棚内加装的电暖器加热，玻璃钢外壳内衬防火保温棉毡防止热量散失，底部垫有隔热板，防止热量向地面快速散失,以提高焊接环境温度,全封闭保温棚强制换气避免有害气体郁积，避免气流影响焊接质量。为保证防风棚内的照明，设顶部照明灯两盏，地面照明灯两盏，灯具均带有防爆灯罩。加热器具、照明等供电均由焊接综合作业车提供。通过使用保温棚，提高作业面小环境温度，提高管道加热效率保证质量。（3)为避免焊接时管内有过堂风，在焊接前应用特制管端封堵器将管道另一端管口封堵。最新【精品】范文参考文献专业论文2.7填充、盖面焊（1)测量焊道层间温度，焊道层间温度达不到要求时，用加热带重新加热，满足要求后，方可继续施焊。（2)每道焊口宜连续焊接，在工休时至少完成三层焊道并不低于壁厚的50％，且采取保温缓冷措施。重新焊接时，需将焊道两侧各300－500mm范围内重新加热至50℃以上，去除管壁水汽，再用加热带加热至焊接温度，方可继续焊接。2.8焊后保温整个焊道焊接完成后，为避免焊后骤冷造成裂纹等低温带来的质量问题，后持续加热5-10min再拆除电加热带，并应立即用经火焰加热器加热到80℃以上的岩面保温被将整个焊道包裹上，达到焊后保温缓冷作用。由于环境温度较低，火焰加热时可采用高热值丙烷气，便于迅速提高岩面保温被温度。2.9返修环境温度较低情况下的返修焊接非常困难，尤其是全壁厚返修，由于拘束应力大，容易在焊缝中心开裂。为了改善返修质量，返修前应将焊口整体预热至正常管道焊接温度，并在返修处上下100mm范围内提高预热温度50℃左右，根焊焊条采用低氢焊条进行返修焊接。3、施工现场管理要求（1)焊工劳动防护用品，如焊工手套、焊工鞋以及棉衣等的保暖性、轻便性和灵活性，将使焊工操作技术水平和焊接效率受到较大影响，从而影响半自动焊和手工焊的焊接质量，改进措施是选择适合的防护用品。（2)寒冷环境中焊工面罩聚集哈气，影响对熔池的观察，也会影响焊接质量和施工进度。改进措施是使用玻璃防雾剂。（3)进入冬季之后，早晚气温较低，难以保证焊接质量，应避免早晚施工，将焊接时间尽量安排在每天中午气温较高时间内进行。（4)在焊接过程中和每天收工前，要求管口封堵，有利于保温和保持管内清沽。（5)冬季焊接应尽量使用冷弯弯管，减少弹性敷设，避免焊口承受的应力过大。最新【精品】范文参考文献专业论文（6)环境温度降至－20℃以下时，焊接工程车、发电机组的准备、启动至正常工作时间延长；对口器的电磁阀被压缩空气中的水冻住，涨紧机构失灵；监测仪器仪表的液晶显示失常或无显示。这些是影响施工进度的主要因素。（7)露天作业电焊机必须设有防雪等安全措施。（8)工作结束时，仔细认真地检查工作现场，清除火灾隐患，当确认无安全隐患后，方可离开现场。4.施工期的防冻保护在低温环境下进行野外管道施工，必须做好施工人员和设备的防冻保护工作。为保证及时取暖，防止施工人员冻伤冻坏，应在工地配备暖房或暖车，并提供棉马甲、护膝、护腰等必备的防寒、防风用冬季劳保用品。低温条件下，机械设备工效低，易发生油路堵塞、燃油结腊、部件冻裂等故