低温地区油气管道焊接安装关键技术及质量控制

薛阳

摘要：在低温施工最大的特点就是环境温度较低，雨雪天气较多，对油气管道的焊接质量会造成很大的影响。低温焊接作业过程中，极易产生延迟裂纹，它不在焊后立即产生，而在焊后延迟几小时、几天或更长时间才出现，它不仅给生产带来很多困难，而且可能带来灾难性的事故，所以在低温油气管道焊接作业过程中，要严格按照批准的低温施工方案执行，焊接完成后的焊缝要按照要求进行无损检测，并根据需要进行复检，通过采取必要的施工措施及管理措施，可以大大提高低温焊接质量

关键词：油气管道；低温施工；焊接质量；管理措施

1低温施工定义

根据《工程低温施工规程》JGJ104-97中规定，室外日平均气温连续5天稳定低于-5℃时，工程已经进入低温施工，工程施工的各工序特别是焊接、防腐工程必须采取低温施工技术措施，保证工程质量。由于油气管道敷设连头基本依靠焊接工艺来完成，焊接质量成为了油气管道建设工程质量的重要组成部分，焊接工艺成为油气管道施工中的关键环节。当前大部分在建油气管道建设项目为满足进度目标，不得不进行低温施工，为保证工程质量，在低温焊接施工过程中，不但需要对焊接工艺、焊接设备等影响焊接质量的要素进行控制以外，还需要对外界温度、天气情况等采取关键且必要的施工措施和管理措施。

2低温施工特点

低温施工最大的特点就是环境温度较低，雨雪天气较多，对油气管道的焊接质量会造成很大的影响，其表现为以下四个方面：（1）低温焊接，焊口快速冷却，冷却时间降低，氢元素就会更多地留在焊缝中，容易产生延迟裂纹。（2）低温焊接需增加防风保温棚和增加加热时间，大大降低现场施工效率。（3）环境温度过低，影响焊工的操作水平。（4）低温焊接，由于气温较低，焊接设备启动受到一定影响。

3施工措施

低温焊接，為了保证施工质量，制定的措施包括：管口清理与打磨、焊前预热、提高预热温度、保证层间温度、增加保温棚、保温被等。

3.1管端清理与打磨

低温施工管口组对前，应对钢管内部的积雪、尘土、杂物清理干净，同时将坡口端面及坡口处管端内外表面打磨出金属光泽。

3.2焊前预热

在开始焊接前，应采用低温施工方案中要求的中频感应加热器、电加热装置为主、火焰加热为辅对焊口进行焊前预热。使用环形火焰加热器进行辅助预热时，进行加热时应注意油气管道防腐层的损伤。采用电加热器对返修焊口整体预热，然后采用管口加热器加热保温，焊缝返修过程中要始终保持返修焊口温度达到要求。若使用手工电弧焊焊接根焊，要求每完成接缝周长的1/4，应对未焊部位温度是否符合预热温度要求进行检测。距离钢管端部25mm处使用耐低温测温仪对钢管的外表面进行测量。

3.3层间温度控制

为确保必需的层间温度，在低温环境下焊接过程中宜采用电加热装置进行伴随加热。

3.4焊后缓冷

在焊接过程中，为防止焊缝温度快速降低，在完成一道焊接工序后或焊口完成后应使用耐高温保温带（被）对焊口进行包裹覆盖，作为焊后缓冷用。耐高温保温带（被）在使用前应进行烘干处理，不能将带雪或潮湿的冰冷保温带（被）直接覆盖在焊口上。进行下一层焊接时，保温带（被）由专人收集进行经烘干备用，不得随意扔放。保温带（被）宽度比裸露的钢管母材宽度宽0.4米以上，长度比油气管道圆周长0.2米以上，保温带（被）要平整，厚度均匀，捆扎紧密，保温效果良好。焊口完成之后要有足够的保温时间，当焊缝温度下降到10℃以下时方可拆除保温带。焊接完成后，必须马上包裹上保温（被）带，防止焊接温度下降过快或雨雪落在刚焊接的焊缝上起到淬火的作用，影响焊缝金属机械性能。

3.5未完成焊口要求。在施工过程中，如果出现未完焊口，应采取以下措施：焊缝金属厚度应达到钢管壁厚的2/3；应对未完焊口采取保温被覆盖处理；在重新焊接作业前，应对未完成焊口重新加热，预热温度应达到焊接工艺要求。在进行返修焊接、不等壁厚钢管的连接及连头焊接时，焊口必须一次性焊完，不允许留下未完成焊接的焊缝。

3.6焊接防风保温棚。油气管道在低温施工，为了保证焊接环境温度，必须采用防风保温棚。防风保温棚要结构美观，牢固耐用，具有良好的保温性（外敷保温材料）。

3.7无损检测。对焊缝采取24小时后检测，72小时后进行复检，可准确检测是否形成延迟裂纹，若发现延迟裂纹，可对裂纹进行及时修补。

3.8焊接材料保管、使用要求

3.8.1严禁焊接材料受潮气及油类等有害物质的侵蚀，应存放在干燥通风的室内；低温焊接材料应保管在有暖气的库房内，应采用温湿度表及时对库房温湿度进行监测。

3.8.2在焊接材料的保管及运输过程中，应尽量避免焊材包装的损坏。

3.8.3应设专人对焊材进行保管，在焊材的发放与回收过程中应做好记录。

4管理措施

（1）通过网络、电视等媒体，及时掌握天气情况及变化，提前做好寒流或雨雪天气到来前的预防准备工作。（2）做好施工作业前的各项准备工作及隐患排查工作。作业前，焊接工艺技术人员要结合当前的气象条件及工程作业环境，详细地做好技术交底和施工检查工作，并监督施工人员按施工规范及流程执行。（3）应按照低温施工特点排出合理的施工计划，在总体部署许可的情况下，应尽量避开低温施工。（4）在进入低温施工之前，应组织专项质量安全检查，对存在的问题要及时进行整改，确保低温施工质量安全。（5）低温施工过程中除了按照已经批准的低温施工方案，还应按照设计文件及焊接工艺规程等技术文件中对低温施工的要求执行。

5低温施工其他注意事项

在低温施工过程中，吊管机、焊接工程车、吊车、挖掘机等设备在-20℃环境下经常出现不能正常启动，影响现场施工的正常进行。因此，为了保证低温施工能够顺利进行，还应注意以下事项：（1）为了解决油气管道施工设备发动机低温环境下的冷启动问题，可采用燃油加热器或电加热器来解决，利用加热器对设备的发动机、燃油箱、燃油管路、液压油箱及管路进行启动前的预热。另外，还应配备大容量蓄电池以适应低温环境，为加热装置供电。（2）柴油设备、车辆全部使用-35号柴油、润滑油、液压油，要做到提前预订、更换。

6低温施工安全保证措施

（1）要高度重视防寒保暖和施工现场安全工作，根据实际情况，进行风险识别，并采取有效风险消减措施。同时加强对防寒保温和低温施工安全的宣传与教育力度，增强施工人员的自我保护意识。（2）根据施工现场和实际需要，储备生产、生活物资及应急救援和应对突发事件等物资。（3）施工现场应配备可移动取暖房或有取暖功能的车辆，供施工现场人员取暖。同时应密切关注天气变化，及时调整施工计划，避开极端恶劣天气施工。（4）加强对办公场所和营地用电线路及电器的检修，防止发生触电伤人及电气火灾事故。（5）为员工提供必要的取暖设施，采用煤炉取暖的营地，要选择正规厂家生产的取暖炉具，安装时检查炉具是否完好，如有破损、锈蚀、漏气等问题，要及时修补或更换；睡觉前要确保炉火封好、炉盖盖严、风门打开；白天应加强室内通风，避免引发煤气中毒事件。

参考文献

[1] 杨阳.简析安全管理在长输油气管道建设中的应用[J]. 化工管理. 2016（32）