大口徑長(zhǎng)輸管道冬季焊接施工技術(shù)與措施

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1、2008年科技論文大口徑長(zhǎng)輸管道冬季焊接施工技術(shù)與措施作者：李國(guó)明付新鋒王元?jiǎng)⒁べR妮娜建設(shè)工程處七公司2008年12月15日大口徑長(zhǎng)輸管道冬季焊接施工技術(shù)與措施作者：李國(guó)明付新鋒王元?jiǎng)⒁べR妮娜（工作單位：建設(shè)工程處七公司，聯(lián)系電話15091404345）【摘要】本文以西氣東輸二線冬季焊接施工的具體技術(shù)與措施為基礎(chǔ)，以理論知識(shí)為支撐和依據(jù)，同時(shí)結(jié)合以往大口徑長(zhǎng)輸管道冬季焊接施工的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出適合大口徑長(zhǎng)輸管道冬季焊接施工的技術(shù)與措施?！娟P(guān)健詞】冬季施工焊接技術(shù)1引言正在進(jìn)行的西二線西段的建設(shè)，西二線東段的即將

2、開(kāi)工、西三線西四線的規(guī)劃設(shè)計(jì)、以及中哈中俄管線的啟動(dòng)建設(shè)，標(biāo)識(shí)著我國(guó)長(zhǎng)輸管道建設(shè)第四次高峰的到來(lái)，這些工程所用鋼級(jí)高，建設(shè)周期短，任務(wù)緊，為了加快管道建設(shè)的步伐，大口徑高鋼級(jí)的長(zhǎng)輸管線冬季焊接施工在以后的管道建設(shè)中勢(shì)在必行。本文以西氣東輸二線冬季焊接施工所采取的技術(shù)與措施為主，同時(shí)總結(jié)以往在陜京二線靖榆段輸氣管線、西氣東輸淮武支線、西部管道原油、成品油管線、蘭銀輸氣管道工程以及蘭鄭長(zhǎng)成品管線冬季施工的經(jīng)驗(yàn)，為以后的大口徑管線冬季焊接施工提供經(jīng)驗(yàn)。2冬季焊接施工的可行性對(duì)于長(zhǎng)輸管線而言，施工主要以焊接為主，然而焊

3、接受環(huán)境變化的影響很敏感，因而長(zhǎng)輸管道冬季施工可行性主要考慮焊接施工的可行性。2.1標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定目前各個(gè)冬季施工的標(biāo)準(zhǔn)各不相同，不同的國(guó)家、地區(qū)對(duì)于冬季施工都有不同的規(guī)定，下表為不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)冬季施工的不同定義。表1不同的規(guī)范對(duì)冬季施工的定義標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)內(nèi)容API11047.5當(dāng)惡劣氣候條件影響焊接質(zhì)量時(shí)，應(yīng)停止焊接。惡劣氣候條件包括（但不僅限于）大氣潮濕、風(fēng)沙或大風(fēng)。如有條件可使用防風(fēng)棚焊接。焊接工藝應(yīng)規(guī)定適于焊接的氣候條件。俄羅斯干線管道建設(shè)與規(guī)范10.1.5－50℃及以上環(huán)境溫度都可以進(jìn)行施工。GB503697.5在

4、下列任何一種焊接環(huán)境，如不采取有效的防護(hù)措施，不得進(jìn)行焊接：雨天或雪天；大氣相對(duì)濕度超過(guò)90％；低氫型焊條電弧焊風(fēng)速大于5m/s，酸性焊條電弧風(fēng)速8m/s；自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊風(fēng)速大于8m/s;氣保護(hù)焊風(fēng)速大于2m/s；環(huán)境溫度低于焊接工藝規(guī)程中規(guī)定的溫度。JB/T47096.2.1焊接環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況時(shí)，須采取有效防護(hù)措施，否則禁止施焊。風(fēng)速：氣保護(hù)焊大于2m/s，其它焊接方法大于10m/s；相對(duì)濕度大于90%；雨雪環(huán)境；焊件溫度低于－20℃。Q/SYGJX011020077.6.6焊接環(huán)境溫度低于5℃

5、時(shí)，焊接作業(yè)宜在防風(fēng)棚內(nèi)進(jìn)行，應(yīng)使用保溫措施保證層間溫度，如在焊接過(guò)程中，焊口溫度冷卻低于焊接工藝規(guī)程要求的最低溫度以下時(shí)，應(yīng)重新加熱至要求溫度，焊后以采用緩冷措施。從以上的國(guó)外國(guó)內(nèi)，以及行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定來(lái)看，規(guī)范中只規(guī)定了禁止施焊時(shí)限制條件或如果繼續(xù)焊接應(yīng)采取的防護(hù)措施，而沒(méi)有禁止低溫下的焊接施工。結(jié)合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，管道建設(shè)對(duì)于冬季施工的日期規(guī)定為：當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定低于5℃即進(jìn)入冬期施工，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5天穩(wěn)定高于5℃即解除冬期施工[1]。2.2工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)表2國(guó)內(nèi)外冬季施工過(guò)的管道工程序

6、號(hào)工程名稱(chēng)施工環(huán)境溫度范圍施工長(zhǎng)度工程概況1哈境內(nèi)管道－KC13-扎納諾爾管道0～－28℃80kmX60Φ813mm×9.0mm2中哈原油管道工程0～－10℃300kmX60Φ813mm×9.0mm3陜京二線－西氣東輸榆林段工程5～－16℃60kmX70Φ1016mm×14.6mm4蘭州－銀川輸氣管道工程5～－20℃376kmX70Φ610mm×12.6mm5俄羅斯遠(yuǎn)東－太平洋管道工程0～－47℃120kmK60Φ1219mm×19mm從國(guó)內(nèi)外的管道工程施工經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，在施工人員能夠忍受的低溫環(huán)境下施工，采取適當(dāng)

7、預(yù)熱溫度、層間保溫與焊后緩冷措施可以保證施工質(zhì)量。3冬季焊接施工技術(shù)與措施焊接各工序之間的銜接需要一定時(shí)間，而在冬季施工時(shí)，低溫或有風(fēng)的情況下，焊接過(guò)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(zhì)量帶來(lái)重大隱患。冷裂紋一般是在焊接冷卻過(guò)程中，在馬氏體開(kāi)始轉(zhuǎn)變溫度MS點(diǎn)附近或更低溫度區(qū)間逐漸產(chǎn)生的，多發(fā)生在100℃以下，冷裂紋可以在焊后立即出現(xiàn)，也經(jīng)常要經(jīng)過(guò)一般時(shí)間出現(xiàn)，冷裂紋往往具有延遲裂紋的特征。冬季焊接施工中，主要預(yù)防冷裂紋的產(chǎn)生，而冷裂紋主要有三大產(chǎn)生因素：氫、淬硬組織

8、和應(yīng)力。具體的關(guān)系如下圖1所示：冷裂紋氫淬火組織應(yīng)力冷裂紋焊接方法冷卻速度t8/1焊接材料冷裂紋碳當(dāng)量預(yù)熱熱輸入板厚施工操作接頭質(zhì)量圖1冷裂紋的影響因素與預(yù)防途徑從圖1所示，西氣東輸二線的冬季施工中主要從以下幾個(gè)方面來(lái)控制焊接質(zhì)量：3.1加設(shè)防風(fēng)保溫棚為了減緩冬季低溫環(huán)境熱量的散失，在焊接流水上每個(gè)層位加防風(fēng)保溫棚。防風(fēng)保溫棚是在防風(fēng)棚結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在防風(fēng)棚外裹附一層毛氈，毛氈具有隔熱