大口径长输管道冬季焊接施工技术与措施

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1、2008年科技论文大口径长输管道冬季焊接施工技术与措施作者：李国明付新锋王元刘耀坤贺妮娜建设工程处七公司2008年12月15日大口径长输管道冬季焊接施工技术与措施作者：李国明付新锋王元刘耀坤贺妮娜（工作单位：建设工程处七公司，联系电话15091404345）【摘要】本文以西气东输二线冬季焊接施工的具体技术与措施为基础，以理论知识为支撑和依据，同时结合以往大口径长输管道冬季焊接施工的经验，总结出适合大口径长输管道冬季焊接施工的技术与措施。【关健词】冬季施工焊接技术1引言正在进行的西二线西段的建设，西二线东段的即将开工、西三线西四线的规划设计、以及中哈中俄管线的启动建设，标识着我国

2、长输管道建设第四次高峰的到来，这些工程所用钢级高，建设周期短，任务紧，为了加快管道建设的步伐，大口径高钢级的长输管线冬季焊接施工在以后的管道建设中势在必行。本文以西气东输二线冬季焊接施工所采取的技术与措施为主，同时总结以往在陕京二线靖榆段输气管线、西气东输淮武支线、西部管道原油、成品油管线、兰银输气管道工程以及兰郑长成品管线冬季施工的经验，为以后的大口径管线冬季焊接施工提供经验。2冬季焊接施工的可行性对于长输管线而言，施工主要以焊接为主，然而焊接受环境变化的影响很敏感，因而长输管道冬季施工可行性主要考虑焊接施工的可行性。2.1标准规定目前各个冬季施工的标准各不相同，不同的国家、

3、地区对于冬季施工都有不同的规定，下表为不同标准对冬季施工的不同定义。表1不同的规范对冬季施工的定义标准章节内容API11047.5当恶劣气候条件影响焊接质量时，应停止焊接。恶劣气候条件包括（但不仅限于）大气潮湿、风沙或大风。如有条件可使用防风棚焊接。焊接工艺应规定适于焊接的气候条件。俄罗斯干线管道建设与规范10.1.5－50℃及以上环境温度都可以进行施工。GB503697.5在下列任何一种焊接环境，如不采取有效的防护措施，不得进行焊接：雨天或雪天；大气相对湿度超过90％；低氢型焊条电弧焊风速大于5m/s，酸性焊条电弧风速8m/s；自保护药芯焊丝半自动焊风速大于8m/s;气保护焊

4、风速大于2m/s；环境温度低于焊接工艺规程中规定的温度。JB/T47096.2.1焊接环境出现下列任一情况时，须采取有效防护措施，否则禁止施焊。风速：气保护焊大于2m/s，其它焊接方法大于10m/s；相对湿度大于90%；雨雪环境；焊件温度低于－20℃。Q/SYGJX011020077.6.6焊接环境温度低于5℃时，焊接作业宜在防风棚内进行，应使用保温措施保证层间温度，如在焊接过程中，焊口温度冷却低于焊接工艺规程要求的最低温度以下时，应重新加热至要求温度，焊后以采用缓冷措施。从以上的国外国内，以及行业、企业标准的规定来看，规范中只规定了禁止施焊时限制条件或如果继续焊接应采取的防护

5、措施，而没有禁止低温下的焊接施工。结合相关的标准，管道建设对于冬季施工的日期规定为：当室外日平均气温连续5天稳定低于5℃即进入冬期施工，当室外日平均气温连续5天稳定高于5℃即解除冬期施工[1]。2.2工程建设经验表2国内外冬季施工过的管道工程序号工程名称施工环境温度范围施工长度工程概况1哈境内管道－KC13-扎纳诺尔管道0～－28℃80kmX60Φ813mm×9.0mm2中哈原油管道工程0～－10℃300kmX60Φ813mm×9.0mm3陕京二线－西气东输榆林段工程5～－16℃60kmX70Φ1016mm×14.6mm4兰州－银川输气管道工程5～－20℃376kmX70Φ61

6、0mm×12.6mm5俄罗斯远东－太平洋管道工程0～－47℃120kmK60Φ1219mm×19mm从国内外的管道工程施工经验来看，在施工人员能够忍受的低温环境下施工，采取适当预热温度、层间保温与焊后缓冷措施可以保证施工质量。3冬季焊接施工技术与措施焊接各工序之间的衔接需要一定时间，而在冬季施工时，低温或有风的情况下，焊接过程中热量散失快，造成焊缝容易产生延迟冷裂纹、气孔等缺陷，尤其是冷裂纹，给管道施工质量带来重大隐患。冷裂纹一般是在焊接冷却过程中，在马氏体开始转变温度MS点附近或更低温度区间逐渐产生的，多发生在100℃以下，冷裂纹可以在焊后立即出现，也经常要经过一般时间出现，

7、冷裂纹往往具有延迟裂纹的特征。冬季焊接施工中，主要预防冷裂纹的产生，而冷裂纹主要有三大产生因素：氢、淬硬组织和应力。具体的关系如下图1所示：冷裂纹氢淬火组织应力冷裂纹焊接方法冷却速度t8/1焊接材料冷裂纹碳当量预热热输入板厚施工操作接头质量图1冷裂纹的影响因素与预防途径从图1所示，西气东输二线的冬季施工中主要从以下几个方面来控制焊接质量：3.1加设防风保温棚为了减缓冬季低温环境热量的散失，在焊接流水上每个层位加防风保温棚。防风保温棚是在防风棚结构的基础上，在防风棚外裹附一层毛毡，毛毡具有隔热