长输管道冬季施工质量控制方法

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摘要：大庆-锦西原油管道工程及庆铁线改造工程，是东北能源的主要动脉。东北冬季季节较长，在低温环境中施工，既要保证工期，又要确保工程质量。采取合理有效的施工方法，是保证施工质量及工期进度的重要前提。

关键词：冬季施工 保温棚 温度控制 焊后缓冷

1 设备保温措施

1.1 管道预热装置采用中频加热或环形加热设备，确保管道焊接过程中的环境温度满足施工需要，管线层间加热采用电热带连续加热。

1.2 铁岭地区严寒的气候条件和恶劣的施工环境，以及冻土的特殊工程性质，施工机械必需具有如下良好技术性能：①严寒的气候条件，施工机械具有良好的低温启动性能，进入冬季施工焊接设备及吊装设备安装低温启动装置。②焊接工程车外部采用30mm保温被包裹覆盖，确保焊机、电站正常工作。③焊接设备、吊装设备等施工机具驾驶室具有良好的采暖、保温性能。

1.3 施工机具、设备保温准备 ①配备适应低温环境的大容量蓄电池。②配置发动机冷却液、燃油箱、燃油管路、液压油箱加热器。③电焊机、发电机组等中型设备覆盖50mm厚的保温被。④乙炔、液化气瓶采用50mm岩棉保温被，确保气瓶的正常使用。

1.4 车辆冬季保证措施 ①运输队配备冷起动装置，运管车辆、汽车吊、油罐车夜间采用驻车加热系统加热、起动前采用冷起动装置进行辅助起动。②生产指挥车、运管车、平板拖车和汽车吊等车辆，加装驻车加热系统。③针对冰雪路面问题，将投入使用的机动车辆装备寒带地区专用的防滑轮胎和轮胎防滑链。在半挂车、平板拖车上加装自救绞盘。④在设备驾驶室内安装柴油取暖锅炉，在机动车辆驾驶室内配座椅加热垫，保证设备操作人员有一个良好的工作环境。⑤汽油的冻结温度为-35℃，低温环境中的施工车辆必须存入暖棚，以确保其正常运行。

1.5 设备维修保障措施

1.5.1 施工前对设备操作人员进行冬季施工设备操作规程培训，比如机动车和施工设备冰雪路面的行驶及操作、冬季设备的起动、冬季设备使用保养注意事项、冬季施工HSE措施等相关知识。

1.5.2 全面检查施工设备，及时排查安全隐患和各种危险因素，提前采取应对措施，以免因设备故障引发更大的安全事故。

1.5.3 在低温条件下进行施工，应提前与生产厂家一起商定施工设备及设备零部件的使用条件，确定所用机具设备和零部件能够满足冬季施工低温环境的使用要求，如不能由厂家进行改造更换。

2 管道焊接

为了保证冬季焊接施工质量，我们主要从焊前预热、加热温度保证、焊接环境温度保证、焊后保温缓冷的保证四大方面控制温度，保证焊接质量。

2.1 焊前预热

2.1.1 对管端预热，预热宽度距管口100mm，先将管内残余的冰雪清理干净，并使内壁上的水汽完全蒸发。预热时应避免内涂层遭到破坏。焊接前应采用中频感应加热器来预热焊口。

2.1.2 采用中频加热器或环形加热器对管口进行焊前预热。中频加热器宽度一般以300～500mm为宜，钢管预热温度最低为120℃，以提高焊接质量。

2.1.3 每个线路流水施工机组配备陶瓷电加热器或环形加热器层间加热，满足冬季施工的要求。

2.1.4 采用环形加热器加热时，加热气体采用纯度较高的丙烷气体，确保充分燃烧。

2.2 层间温度控制

2.2.1 环境温度达不到-5℃时，焊缝层间温度维持在80℃以上。层间温度测量可采用耐低温测温仪在与钢管端部相距25mm处的钢管外表面进行测量。

2.2.2 填充、盖面采用陶瓷电加热带连续加热方式控制层间温度陶瓷电加热带宽度一般以120mm为宜，每个焊口由两个加热装置组成，总功率为20KW，控制箱输出电压为220V。加热时间及温度控制，根据预热温度需要调节温控表，加热时间一般在10分钟至12分钟就可达到调节后的温度，连线加热不可以超过20分钟。电加热带装在管子上时应尽量扣紧，将螺丝调节好，使加热带尽量贴近管壁，但电源线不能碰到加热的管子区域。

2.2.3 为保证必需的层间温度，低温环境焊接过程中采用电加热带进行伴随加热。

2.2.4 为保证层间温度满足焊接要求，根据焊接情况随时增调一组盖面焊接人员，如在盖面焊接与填充焊拉开距离时，增调一组盖面焊接人员，以缩短填充焊与盖面焊接的时间差，确保焊接层间温度满足施工要求。

2.3 焊后保温

2.3.1 在完成焊口的焊接或结束上一道焊接工序以后，为避免焊缝热量迅速散失，必须采用耐高温保温带（被）包覆焊口进行保温。

2.3.2 先烘干耐高温保温带（被）再包覆焊口保温，不允许将潮湿的保温带（被）直接包覆焊口；进入下一道焊接工序后，应指派专人收集、烘干并妥善保管保温带（被），禁止乱扔乱放；保温带（被）至少比管道圆周长长0.2m，比的钢管母材宽0.4m，保温带（被）必须平整，厚度要均匀，且捆扎密实，这样才能达到良好的保温效果。焊完盖面后应该预留充足的时间进行保温，焊缝温度小于或等于10℃时，才可以将保温带（被）撤掉。

2.3.3 所有施工机组要根据进度计划备好保温被，且要实时检查其保温效果，以及时更换已破损或保温效果不良的保温被。

2.4 焊接环境温度的保证 为了满足冬季施工对环境温度的保证，各施工机组配置6套焊接保温棚，保温棚采用厚40mm的夹心保温板，采用厚度为30mm-50

mm的保温被密封保温棚，保温棚内设双浴霸加热装置，配备灵敏度高的温度计随时检测，使棚内温度始终保持在-5℃以上，达到焊接允许的施工环境，保证焊接施工质量。

3 管道除锈与防腐补口

3.1 管线防腐补口、补伤工作同样因普通液化气温度较低，在利用烤把加热过程中喷出大量的液态物质，造成燃烧不充分，因此施工中采用可以在-40℃的极低气温下仍然可以充分燃烧的纯丙烷进行加热。

3.2 管道防腐补口施工在自制的保温棚内进行，保温棚内设置足够的电暖气，以提高防腐补口的环境温度。

3.3 冬季施工平均温度为-20℃，最低温度达到-40℃。因冬季温度较低防腐补口使用的液化气无法充分燃烧，补口带背胶熔化效果较差，无法保证防腐补口质量，为保证施工质量，并加快施工进度，补口加热用燃气采用可以在-40℃的极低气温下仍然可以充分燃烧的纯丙烷进行加热。

3.4 补口材料应在适当的温度内存储，以确保材料的使用性能，现场补口带存放在有暖气的现场值班车上或者放置在现场的带有暖气设施的库房内。

3.5 钢管表面有露水和冰霜、结冰等现象，必须用烤把烘干后才能进行喷砂除锈作业。

3.6 管道除锈使用砂子不得受潮和结冰，喷砂使用砂子应采取保温、防潮措施。

3.7 为了弥补低温环境下的热量散失效应，预热焊口时必须严格控制预热温度，可通过红外测温仪沿圆周均匀量测8个点的预热温度，以确保其满足预热温度上限的要求。

3.8 热量散失会导致温度下降，为了保持预热温度，应最大限度地压缩预热后到包覆收缩带的准备时间。调配底漆和准备收缩带的工作应提前完成。焊口预热后随即准备包覆工作，以节省准备时间。

3.9 当烘烤收缩带完全收缩后，用小火均匀地烘烤收缩带继续加热，收缩带的底胶便可全部熔化，粘结效果会更好，但必须注意防止过火。

3.10 烘烤完收缩带后用辊轮碾压。碾压过程中，应注意对重点部位严加控制，如焊缝两侧、收缩带的边沿和端部，从而擀匀底胶，增强粘结，消除气泡。

参考文献：

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[2]李洁.关于低温环境下油气长输管道施工[J].中国石油和化工标准与质量，2012（S1）.

[3]刘文涛.长输管道施工监理的质量控制[J].中国石油和化工标准与质量，2011（05）.