长输管道低温施工的技术问题分析

张锐刘彦辉(天津大港油田集团工程建设有限公司)

随着我国经济建设的快速发展，对能源的需求量也在逐年增长，加上我国的能源资源是十分有限的，这使能源运输的安全性显得尤为重要。管道运输是能源运输的主要方式，保证运输的安全性也十分必要。近年来，长输管道在施工中受到一些条件的限制，其中低温环境对其影响显著，这些问题都是影响长输管道的正常施工的因素。

一、低温施工与常温施工的不同

在低温环境下进行长输管道施工比常温环境下施工更加困难，具有几下特点：

1.管沟开挖

在低温环境中施工，根据地质的不同采用的方法也不同。在岩层分布较厚的地质中，需要先对岩层进行爆破，然后再进行管沟开挖的工作，在土层分布较厚的地质中，则可以直接进行管道焊接和布管，然后再进行管沟的开挖；在低温环境中岩石层地质与土层地质，都需先爆破，再开挖管沟，而且爆破结束后，需要马上挖沟，如果不及时挖沟地质很容易冻结一起，以免进行二次爆破。

2.运布管

低温环境中的长输管道施工，雪特别容易进入管道内部，为焊接工作带来了一定困难。因此在长输管道的运布管环节中，需要采取对应的保护措施，防止雪进入管道内部。

3.焊接

低温环境中为了有效防止在焊接中出现冷裂纹，需要采取正确有效的措施，为长输管道的施工质量提供保障。在常温环境下，进行焊前预热时，温度需要高于标准焊接时的预热温度；在低温环境中，焊接前的预热温度应比标准焊接预热温度高出30～50℃，以避免因低温而导致温度流失过快而造成焊接不严。

4.防腐

为了保证管道能够正常工作，必须要对其进行防腐工作，在防腐工作的主要内容包括防腐材料、防腐预热温度以及防腐的后期保温工作等。

5.下沟

低温环境中管材料韧性相对较小，因此在下沟作业时需要考虑下沟的温度和设备。

6.回填

受低温环境影响，土会变得非常坚硬，极易割破防腐层，因此在回填的过程中，应当充分考虑这个因素，对回填方式和回填土颗粒的尺寸进行把握。

二、低温长输管道施工技术要点

1.管沟开挖

在低温环境下进行冻土爆破及开挖工作需要注意以下几点：①做好对冻土深度及冻结土质的检测和记录工作；②根据实际施工情况，选择合适的工具和施工方法进行施工。如果冻土层厚度较大，可以使用松动爆破法松碎土层；③为了防止管道埋设前地质冻结，需在基地标高上覆盖保温材料或预留松土；⑤为保证施工的安全和质量，针对弃土堆和挖方上边沿的距离问题，需要按照常温条件中规定的弃土堆高度和距离进行施工。

2.布管

在布管过程中，需做好布管两端的封堵工作，以免管道内部进入沙子、雨雪等；在管墩的打造中，不可使用寒冰或雪冻的土块。

3.焊接

焊接过程中，如果没有做好层间的预热温度和温控制，使用不当的焊接工艺，就会极易出现焊接冷裂纹。为了确保焊接质量，必须要选择经过检验的焊接材料，并且要保证焊接工艺的正确性：

①焊接方法。在低温环境中开始长输管道的施工，对填充面进行焊接可以选用CRCM300C焊接法，进一步控制焊接时的层间温度和余热温度，避免出现冷裂纹；

②预热方法。在低温情况下进行长输管道施工，使用中频加热器进行预热容易产生机械故障，所以在低温环境下不推荐使用中频加热器，因环形加热器具有加热时间短、效率高、加热均匀等优点，所以推荐选用环型火焰加热器来对其进行预热的；

③预热温度的控制。为了减缓焊接过程中的冷却速度，降低焊接区域的硬度，必须要对其进行焊接预热，改善接头塑性和防止冷裂纹，整体预热还可以降低焊接的残余应力。由于受到环境和温度的影响，很难保证预热温度。因此，可将焊接口放置防风棚内，在焊接口两侧进行预热。

4.防腐

在低温环境下对管道进行防腐施工，在施工过程中必须要按照管道防腐的施工要求进行施工，整个防腐工作应在防风棚里完成，以避免因热量散失而使工作难度加大。对防腐口进行加热时，使用环形火焰加热器可均匀加热防腐焊口，进而提高防腐质量。

5.管道下沟

在低温环境下为了保证管道下沟的施工安全，通常施工方案都会设置的具有一定周期性。必需要对吊管机所行走路段做好防滑处理工作，以避免在施工中出现吊管机的侧滑情况。

6.管道回填

由于冬季施工温度较低，开挖土方特别坚硬，且土块大小不等，直接回填会严重损伤防腐层，因此应先进行小回填，再进行大回填。回填后，沉降隆需高于地表1m。

三、防冻保护

为防止施工人员冻伤，保证施工人员的正常取暖，在施工现场应配备一定数量的取暖车、暖房等设备，并需要为施工人员提供必备的保暖物品例如提供棉马甲、护腰、护腰等。在低温环境中，机械设备工作效率普遍偏低，极其容易产生油路堵塞、燃油结膜以及部件冻裂等故障，为了保证机械设备的正常工作，避免发生类似情况，可以采取以下几种方法：

为确保机械设备能够在低温环境下正常启动，要在施工前安装能够在低温环境下启动的系统；根据施工当地的气候情况，经常对设备内的液压油、机油、防冻液等燃料进行及时的更换；在口器中安装能够吸收水汽的干燥管，避免液压和行走系统出现冻结；当气温低于-25℃时为了避免出现无法启动的情况，必须对设备进行间断性的启动，保证发动机的热度；电子元件和精密仪器的保暖工作可以使用热风机，对其进行加热，提高焊接的液化气体和保护气体的使用率。

综上所述，本文通过分析常温环境下与低温环境下长输管道施工的区别进行，并针对低温施工中存在的问题，提出相应的预防措施，在一定程度上，有助于确保低温环境下长输管道施工的正常运行，也大大提高了长输管道施工的技术水平，为以后的长输管道施工提供了有效的方法和经验，能够有效保障我国能源运输管道的高效性和安全性。

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