钢质燃气管道冬季施工要点

摘　要：对冬季钢质燃气管道焊接、焊缝补口防腐、管道吊装和下管以及施工现场人员管理进行了探讨。
关键词：冬季施工； 钢质燃气管道； 焊接； 防腐； 吊装
Construction Elements of Steel Gas Pipeline in Winter
Abstract：The welding，welding joint anticorrosion，pipeline lifting and lowering of steel gas pipeline in winter as well as the management of field personnel are discussed.
Keywords：construction in winter；steel gas pipeline；welding；antieorrosion；lifting

冬季温度低，给野外施工带来了一定难度。随着管道管径的增大，钢材等级、压力的提高，对管道焊接、下管等施工工艺提出了更严格的要求。在有些施工不能停工的情况下，施工单位必须学习和掌握冬季施工技术，制定出相应的施工方案，严把质量关。
1　冬季焊接
冬季进行的野外管道焊接对管道焊接质量影响很大，钢管环焊缝焊接存在的主要问题为：焊缝冷却速度快，出现淬硬组织，硬度增加，冷裂纹敏感性也相应增加。在拘束度很大时，焊缝冷却速度过快，易增加焊缝一次结晶的区域偏析，在较大的拉应力作用下焊缝中心发生结晶裂纹。低温环境下预热效果变差，保持焊缝层间温度相对困难。为此对焊接的工艺流程有以下要求：
①加强焊接材料的管理工作，严格执行焊材烘干和发放回收制度，严格控制每天的剩余焊条量，当天未用完的焊条必须严格烘干，且只能烘干一次。现场使用的焊条必须保持干燥，不能沾有油污等杂质，装在焊条保温桶内，随用随拿。药芯焊丝使用过程中应采取防潮措施，焊机上的焊丝防护罩必须保持完好，未用完的焊丝应及时送回焊材库，防止受潮。
②在焊接作业区域搭防护棚，使焊接作业区域形成相对封闭的空间，减少热量损失。焊机尽量集中摆放在可移动的焊机防护棚内，使焊机在正常温度下工作。冬季施工采用接触式或红外线测温仪，控制预热、层间温度，环境温度使用普通温度计监控。
③对于低温环境下的焊接施工，焊接工艺控制主要包括焊接热输入、预热温度、层间温度和焊后保温的控制。严格控制焊接工艺的主要目的在于改善热影响区和焊缝的组织，促使氢的析出以及减少焊接拘束应力。施焊环境温度按-5℃控制。若温度高于-5℃，则进行一些常规的烘干及保温；若温度过低或母材过厚，就要考虑预热和注意层间保温。
a．焊前预热，如L415管材预热温度一般控制在100～120℃。应保证母材壁厚范围内无温度差。
b．预热范围应保证在焊缝两侧75mm范围内。母材中水蒸气能够充分逸出，有效防止局部受热产生接头附加应力，升温速度均匀、可控，防止造成母材过热等现象。
④严格清理坡口和焊道内外10cm范围内的铁锈和油污。
⑤控制层间温度和厚度。层间温度应控制在100℃左右。温度过低不利于层间正火消除应力，过高则晶粒组织恶化，产生支晶偏析。每层施焊的厚度控制在2mm以内，过厚产生夹渣等缺陷，且不利于氢扩散；过薄则降低了焊接效率。在焊口每层施焊后，下一道工序应连接紧密，如有特殊情况，要重新加热后(达到100℃左右)方可施焊。
⑥对完成的焊缝需打磨好焊缝接头，清理好焊缝表面的飞溅；对整个焊缝进行均匀加热，加热温度要高于冷裂纹的上限温度(一般为100℃)；采用岩棉包裹焊缝，自然冷却。
⑦对焊缝保温的岩棉双侧捆绑固定，环向包裹搭接必须超过30cm，焊缝缓冷过程要在防护棚内完成。
⑧在焊接之前要把整体施焊管道两侧顶端进行封闭，防止空气对流。
⑨在深基坑进行焊接时，要注意排水和防冻结。冬季焊缝在进行无损检测和防腐前严禁浸泡在冰水中。
2　冬季焊缝补口防腐
焊缝补口防腐是在管道焊接完成后进行的防腐工作。管道焊缝防腐是重中之重，直接影响到管道的使用寿命。在冬季施工中除了严格按照施工方案进行操作外，特别需要注意以下几点：
①焊接完毕后焊缝要做无损检测，无损检测后，应注意把焊缝两侧做超声探伤所用的耦合剂打磨干净。
②防腐前要把焊缝两侧的铁锈、油污、泥土清理干净，要对原管身防腐层进行打毛，形成平滑过渡。
③冬季防腐前对焊缝一定要进行加热(管径达到DN 700mm以上，一定要使用环形管道加热器，以保证管道表面的升温速度和加热均匀)。不但要将水蒸气清除，还要预热到规定的温度(80℃左右)。只有这样，在冬季补口位置刷上的防腐底漆才能迅速彻底干结，顺利进入下一道工序。
④在进行热缩套防腐时，一定要对热缩套外部均匀加热，做到表面出现皱褶不得超过两处，每处不得超过10cm(限于DN 700mm以上管道的防腐)。
⑤在冬季防腐后，对全部管道进行高压电火花测试(目的是检测防腐漏点)。完毕后，要尽快安排下管和沟槽回填工作，避免长时间在露天停留，因为暴晒、过度寒冷会对防腐接口形成二次伤害。第一步回填不准回填冻土，以免对管道表面防腐层造成破坏。
⑥当遇雨、雪和大风沙等恶劣天气，严禁在无罩棚的施工条件下进行任何防腐工作。
3　冬季管道吊装及下管
施工过程中除严格遵守相关规范要求、执行具体的吊装施工方案外，针对冬季大管径管道施工应到以下几点：
①冬季对管道吊装，要对管道外防腐层进行细致保护(冬季外防腐层比较脆)，起落速度要均匀，管道周围不能有硬物，以免对管道防腐层造成伤害。
②焊接后的管道吊装时要注意吊装器具离环形焊缝必须达到2m以上轴向距离。
③管道的摆放和吊装机械的安置一定要距开挖沟槽施工方向单侧2m以上，不得依赖冻土层的硬度进行施工，以防沟槽坍塌。
④冬季在大管径管道下管时，每段长度不允许超过400m，吊具的着力点间隔距离不得大于40m。
⑤多台吊装机械进行吊装作业，必须随时掌握多台吊装机械的同步情况；单机负载不得超过该机额定载重量的80％；两台机械同时吊装，不得超过两机额定载重量之和的65％。
⑥吊件升降时应平稳，尽量避免振动或摆动。起吊时应先将吊件吊离地面200～300mm后停住，检查吊装机械的工作状态，在确认吊装机械稳定、制动可靠、吊件吊挂平衡牢固后，方可继续起升下管。
⑦禁止在六级以上大风、雾、雨雪等恶劣天气条件下作业，夜晚作业应有足够的照明。
4　冬季施工现场人爱管理
①项目经理在工程开工前认真阅读并掌握所有施工方案及安全条例。
②施工员在现场安全教育中首先要向所有焊工交代清楚焊接工艺指导书内容并要严格把关，对出现的返修焊缝安排专门培训后的固定焊工进行操作。
③施工员严格监测施工现场的温度及风力变化，以便做出相应的施工安排和调整。
④焊工的状态直接影响焊接合格率，因此在冬季长时间施工时要注意燥工的休息及焊工的人员调整。
⑤以工程项目为单位，对返修焊缝认真做出评估及处理，杜绝反复出现同样问题。分析结论及处理办法直接上报到上级主管部门和领导。
⑥对于隐蔽工程、难点工程的施工，要保证焊缝合格率达到l00％后再进入下一道工序，对于难点部分一定要按照设计要求在地面上进行压力试验，如有特殊情况发生或者改变方案，应由设计单位会同相关单位和部门决定。
⑦施工现场的项目经理和施工员要做好每天的工作日志，对于难点工程、隐蔽工程要进行全天候旁站指挥监督。
5　结语
随着我国城镇化的发展以及城市基础设施的提升，基础设施建设投入逐年增加。在我国北方，冬季施工很常见，冬季的施工条件恶劣，施工艰难，但施工人员不能懈怠，要严格执行相应的施工规范，才能够严把质量关，将质量和安全隐患消灭在萌芽状态，从而确保工程建设顺利进行。