張銳劉彥輝(天津大港油田集團(tuán)工程建設(shè)有限公司)
隨著我國經(jīng)濟(jì)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(yùn)輸?shù)陌踩燥@得尤為重要。管道運(yùn)輸是能源運(yùn)輸?shù)闹饕绞?,保證運(yùn)輸?shù)陌踩砸彩直匾=陙?,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。
在低溫環(huán)境下進(jìn)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(diǎn):
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(jìn)行爆破,然后再進(jìn)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(jìn)行管道焊接和布管,然后再進(jìn)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(jìn)行二次爆破。
低溫環(huán)境中的長輸管道施工,雪特別容易進(jìn)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(yùn)布管環(huán)節(jié)中,需要采取對應(yīng)的保護(hù)措施,防止雪進(jìn)入管道內(nèi)部。
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(jìn)行焊前預(yù)熱時,溫度需要高于標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(yán)。
為了保證管道能夠正常工作,必須要對其進(jìn)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。
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。
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(dāng)充分考慮這個因素,對回填方式和回填土顆粒的尺寸進(jìn)行把握。
在低溫環(huán)境下進(jìn)行凍土爆破及開挖工作需要注意以下幾點(diǎn):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(shí)際施工情況,選擇合適的工具和施工方法進(jìn)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(biāo)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(jìn)行施工。
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(jìn)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。
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(dāng)?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(yàn)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(jìn)行焊接可以選用CRCM300C焊接法,進(jìn)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(jìn)行長輸管道施工,使用中頻加熱器進(jìn)行預(yù)熱容易產(chǎn)生機(jī)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(diǎn),所以推薦選用環(huán)型火焰加熱器來對其進(jìn)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(jìn)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(jìn)行預(yù)熱。
在低溫環(huán)境下對管道進(jìn)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(jìn)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(jìn)行加熱時,使用環(huán)形火焰加熱器可均勻加熱防腐焊口,進(jìn)而提高防腐質(zhì)量。
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(jī)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(jī)的側(cè)滑情況。
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(yán)重?fù)p傷防腐層,因此應(yīng)先進(jìn)行小回填,再進(jìn)行大回填?;靥詈?,沉降隆需高于地表1m。
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(hù)腰、護(hù)腰等。在低溫環(huán)境中,機(jī)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(jī)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(jī)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(dāng)?shù)氐臍夂蚯闆r,經(jīng)常對設(shè)備內(nèi)的液壓油、機(jī)油、防凍液等燃料進(jìn)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(dāng)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(jìn)行間斷性的啟動,保證發(fā)動機(jī)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(jī),對其進(jìn)行加熱,提高焊接的液化氣體和保護(hù)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(jìn)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(yùn)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(yàn),能夠有效保障我國能源運(yùn)輸管道的高效性和安全性。
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