長輸管道低溫施工的技術(shù)問題分析

張銳劉彥輝(天津大港油田集團工程建設(shè)有限公司)

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，對能源的需求量也在逐年增長，加上我國的能源資源是十分有限的，這使能源運輸?shù)陌踩燥@得尤為重要。管道運輸是能源運輸?shù)闹饕绞?，保證運輸?shù)陌踩砸彩直匾?。近年來，長輸管道在施工中受到一些條件的限制，其中低溫環(huán)境對其影響顯著，這些問題都是影響長輸管道的正常施工的因素。

一、低溫施工與常溫施工的不同

在低溫環(huán)境下進行長輸管道施工比常溫環(huán)境下施工更加困難，具有幾下特點：

1.管溝開挖

在低溫環(huán)境中施工，根據(jù)地質(zhì)的不同采用的方法也不同。在巖層分布較厚的地質(zhì)中，需要先對巖層進行爆破，然后再進行管溝開挖的工作，在土層分布較厚的地質(zhì)中，則可以直接進行管道焊接和布管，然后再進行管溝的開挖；在低溫環(huán)境中巖石層地質(zhì)與土層地質(zhì)，都需先爆破，再開挖管溝，而且爆破結(jié)束后，需要馬上挖溝，如果不及時挖溝地質(zhì)很容易凍結(jié)一起，以免進行二次爆破。

2.運布管

低溫環(huán)境中的長輸管道施工，雪特別容易進入管道內(nèi)部，為焊接工作帶來了一定困難。因此在長輸管道的運布管環(huán)節(jié)中，需要采取對應(yīng)的保護措施，防止雪進入管道內(nèi)部。

3.焊接

低溫環(huán)境中為了有效防止在焊接中出現(xiàn)冷裂紋，需要采取正確有效的措施，為長輸管道的施工質(zhì)量提供保障。在常溫環(huán)境下，進行焊前預(yù)熱時，溫度需要高于標準焊接時的預(yù)熱溫度；在低溫環(huán)境中，焊接前的預(yù)熱溫度應(yīng)比標準焊接預(yù)熱溫度高出30～50℃，以避免因低溫而導(dǎo)致溫度流失過快而造成焊接不嚴。

4.防腐

為了保證管道能夠正常工作，必須要對其進行防腐工作，在防腐工作的主要內(nèi)容包括防腐材料、防腐預(yù)熱溫度以及防腐的后期保溫工作等。

5.下溝

低溫環(huán)境中管材料韌性相對較小，因此在下溝作業(yè)時需要考慮下溝的溫度和設(shè)備。

6.回填

受低溫環(huán)境影響，土?xí)兊梅浅杂?，極易割破防腐層，因此在回填的過程中，應(yīng)當充分考慮這個因素，對回填方式和回填土顆粒的尺寸進行把握。

二、低溫長輸管道施工技術(shù)要點

1.管溝開挖

在低溫環(huán)境下進行凍土爆破及開挖工作需要注意以下幾點：①做好對凍土深度及凍結(jié)土質(zhì)的檢測和記錄工作；②根據(jù)實際施工情況，選擇合適的工具和施工方法進行施工。如果凍土層厚度較大，可以使用松動爆破法松碎土層；③為了防止管道埋設(shè)前地質(zhì)凍結(jié)，需在基地標高上覆蓋保溫材料或預(yù)留松土；⑤為保證施工的安全和質(zhì)量，針對棄土堆和挖方上邊沿的距離問題，需要按照常溫條件中規(guī)定的棄土堆高度和距離進行施工。

2.布管

在布管過程中，需做好布管兩端的封堵工作，以免管道內(nèi)部進入沙子、雨雪等；在管墩的打造中，不可使用寒冰或雪凍的土塊。

3.焊接

焊接過程中，如果沒有做好層間的預(yù)熱溫度和溫控制，使用不當?shù)暮附庸に?，就會極易出現(xiàn)焊接冷裂紋。為了確保焊接質(zhì)量，必須要選擇經(jīng)過檢驗的焊接材料，并且要保證焊接工藝的正確性：

①焊接方法。在低溫環(huán)境中開始長輸管道的施工，對填充面進行焊接可以選用CRCM300C焊接法，進一步控制焊接時的層間溫度和余熱溫度，避免出現(xiàn)冷裂紋；

②預(yù)熱方法。在低溫情況下進行長輸管道施工，使用中頻加熱器進行預(yù)熱容易產(chǎn)生機械故障，所以在低溫環(huán)境下不推薦使用中頻加熱器，因環(huán)形加熱器具有加熱時間短、效率高、加熱均勻等優(yōu)點，所以推薦選用環(huán)型火焰加熱器來對其進行預(yù)熱的；

③預(yù)熱溫度的控制。為了減緩焊接過程中的冷卻速度，降低焊接區(qū)域的硬度，必須要對其進行焊接預(yù)熱，改善接頭塑性和防止冷裂紋，整體預(yù)熱還可以降低焊接的殘余應(yīng)力。由于受到環(huán)境和溫度的影響，很難保證預(yù)熱溫度。因此，可將焊接口放置防風(fēng)棚內(nèi)，在焊接口兩側(cè)進行預(yù)熱。

4.防腐

在低溫環(huán)境下對管道進行防腐施工，在施工過程中必須要按照管道防腐的施工要求進行施工，整個防腐工作應(yīng)在防風(fēng)棚里完成，以避免因熱量散失而使工作難度加大。對防腐口進行加熱時，使用環(huán)形火焰加熱器可均勻加熱防腐焊口，進而提高防腐質(zhì)量。

5.管道下溝

在低溫環(huán)境下為了保證管道下溝的施工安全，通常施工方案都會設(shè)置的具有一定周期性。必需要對吊管機所行走路段做好防滑處理工作，以避免在施工中出現(xiàn)吊管機的側(cè)滑情況。

6.管道回填

由于冬季施工溫度較低，開挖土方特別堅硬，且土塊大小不等，直接回填會嚴重損傷防腐層，因此應(yīng)先進行小回填，再進行大回填?；靥詈螅两德⌒韪哂诘乇?m。

三、防凍保護

為防止施工人員凍傷，保證施工人員的正常取暖，在施工現(xiàn)場應(yīng)配備一定數(shù)量的取暖車、暖房等設(shè)備，并需要為施工人員提供必備的保暖物品例如提供棉馬甲、護腰、護腰等。在低溫環(huán)境中，機械設(shè)備工作效率普遍偏低，極其容易產(chǎn)生油路堵塞、燃油結(jié)膜以及部件凍裂等故障，為了保證機械設(shè)備的正常工作，避免發(fā)生類似情況，可以采取以下幾種方法：

為確保機械設(shè)備能夠在低溫環(huán)境下正常啟動，要在施工前安裝能夠在低溫環(huán)境下啟動的系統(tǒng)；根據(jù)施工當?shù)氐臍夂蚯闆r，經(jīng)常對設(shè)備內(nèi)的液壓油、機油、防凍液等燃料進行及時的更換；在口器中安裝能夠吸收水汽的干燥管，避免液壓和行走系統(tǒng)出現(xiàn)凍結(jié)；當氣溫低于-25℃時為了避免出現(xiàn)無法啟動的情況，必須對設(shè)備進行間斷性的啟動，保證發(fā)動機的熱度；電子元件和精密儀器的保暖工作可以使用熱風(fēng)機，對其進行加熱，提高焊接的液化氣體和保護氣體的使用率。

綜上所述，本文通過分析常溫環(huán)境下與低溫環(huán)境下長輸管道施工的區(qū)別進行，并針對低溫施工中存在的問題，提出相應(yīng)的預(yù)防措施，在一定程度上，有助于確保低溫環(huán)境下長輸管道施工的正常運行，也大大提高了長輸管道施工的技術(shù)水平，為以后的長輸管道施工提供了有效的方法和經(jīng)驗，能夠有效保障我國能源運輸管道的高效性和安全性。

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