新型合金管道施工技术研究

新型合金管道施工技术研究

韩少伟

山东电力建设第三工程有限公司          山东    青岛   266000

摘要：从沟槽开挖、垫层施工、管道安装、管道接口的施工、闭水试验、回填六个角度出发，对管道工程的施工进行了分析，总结了各施工环节的注意事项及技术要点，为市政排水管道施工积累了经验。

关键词：排水管道，沟槽，垫层，管道，回填

排水管道工程，作为市政基础工程之一，被日益提高到更重要的位置。但是现在普遍使用的排水管道都是钢筋混凝土管，从运输到安装结束，所需人工、时间都较长。本文从新型合金管道施工技术着手，就新型合金管道施工技术的工艺与大家进行交流和探讨。

1沟槽开挖

由测量人员对沟槽边线及检查井进行现场放样，钉桩带线，沟槽范围内先挖探沟，若无地下不明管线情况下直接进行大面积开挖，原则要求地基为原状土，施工中不受扰动，机械开挖时严禁超挖，槽底预留200～300mm土层由人工开挖至设计高程，整平，地基如受扰动，可用碎石回填夯实。

沟槽开挖放坡系数及支护严格按施工规范施工，在填方段埋管，则要求按道路标准回填至管顶以上50cm，待压实后再予开槽。如部分挖方段现状地面不高于设计管顶50cm，也应按道路标准回填至管顶以上50cm，待压实后再予开槽。

管道开挖深度超过1米，按要求进行放坡，放坡比例1：1.5。

2垫层施工

管道采用砂垫层基础。对一般的土质地段，基底中只需铺一层为10CM的砂垫层。砂垫层需夯实后才可进行下道工序。

3空分装置冷箱内部镁铝合金管道施工工艺控制

3.1焊接材料的选择

3.1.1焊接材料选择

由于镁在焊接过程中易挥发，焊丝中的镁含量高于母材中的镁含量，因此应加强对焊材的管理，防止误用焊丝。焊丝直径必须严格控制，焊接工艺评定、焊接工艺规程和焊接层数，避免焊接应力大、裂纹、气孔等缺陷。使用焊丝前，应清除表面油污和氧化膜

用丙酮等有机溶剂去除油污，用机械方法去除氧化膜。用不锈钢丝刷（定期脱脂）或干净的油砂纸擦洗焊丝表面。焊丝应在处理合格后8小时内进行焊接。

3.1.2氩气的选择

氩气纯度不低于99.99%，氮气含量不超过0.105%，氧气含量不超过0.0031%。根据实际操作情况，氩气的质量对焊缝的气孔和裂纹有一定的影响，质量问题一般发生在输氩管道或焊枪的泄漏或堵塞上。为控制铝镁合金管道一次焊接合格率，空分装置铝氩输送管道采用不锈钢无缝钢管与胶带相结合的方式输送。虽然成本增加了，但焊接一次合格率有了很大提高，这也是空分装置焊接一次合格率，合格率在99%以上。

3.1.3钨条的选择

钨极选用铈钨棒，采用较大的钨极直径（3.0—5.0mm），保证能承受较大的焊接电流。钨极直径相对自由，可根据个人喜好、现状和焊丝直径灵活选择。钨极末端设计成半球形，使电弧热量更集中，电弧稳定性增强，焊缝形状更好，钨极烧损小，不易形成夹钨缺陷。

3.2断裂处理、焊缝清理和焊接管道组件

（1）锉刀、铣刀或自转坡口机可用于坡口加工，机床也可用于大规模加工。一般情况下，现场施工中主要采用铣刀和锉刀。但是，如果预制现场允许，应尽量选择车床加工方法，这是保证质量、有效保证施工进度和效益的前提。

（2）坡口宽度及其焊件内外侧宽度不得小于50mm。可采用机械或化学方法清洁焊缝。现场施工中，一般采用机械清洗进行坡口清理。首先，用有机溶剂丙酮对槽进行清洗和脱脂。不允许矿物油清洗机，槽内采用手动或电动工具处理，露出金属光泽。在坡口清理过程中，严禁使用砂轮打磨，因为砂轮会使沙子嵌入铝件，增加焊接难度，产生焊接缺陷。

（3）管道组件

管内壁错位要求：①壁厚小于5mm时，管内壁不对称不大于0.5mm。②壁厚大于5mm时，内壁错位不大于管壁厚的10%，不得大于2mm。不得使用机械力和手动力对正，以免强配对造成焊接应力和变形较大；不允许增加偏置垫，消除接口端面的间隙、偏差、错位等缺陷。将所有位置和横向焊接位置的焊缝数量减至最小。当组装不等厚度对接焊时，当表面不对中大于3mm或单侧焊缝根部不对中大于2mm时，采用合理的加工方法。

3.3焊接工艺控制

（1）一般情况下，焊接电流将调整到更高的水平，以确保焊接工作的速度。它还可以充分利用铝合金的焊接特性，保证熔透和熔合，同时保证焊缝两侧的焊接效果。

（2）铝镁合金预制焊接时，氩缸应放置在附近，最好不大于5m，即输氩管道越短越好。否则，如果气管过长，容易将空气、氮气等气体带入氩管，造成焊接过程中焊缝气孔、裂纹等质量缺陷，影响焊接质量。氩输送管道在冷箱焊接时，应采用不锈钢无缝钢管和胶带。不锈钢管道经过现场焊接质量控制，可有效控制氩气纯度，保证焊接质量。

（3）焊前预热

①当焊件温度低于5℃时，应在距焊接位置100mm范围内均匀预热至15℃以上。

②焊接前或焊件表面潮湿时，应对焊件进行预热和干燥，防止其湿度影响焊接质量。

③对于壁厚大于10mm的焊件，焊前对焊件进行预热，预热温度应为100-150℃。

④采用氧乙炔火焰预热时，中性火焰加热效果最佳。火焰朝向坡口时，应控制30°的角度，避免朝向坡口，扩大加热面积，避免一点加热。取而代之的是，加热范围应控制在坡口两侧100mm左右。

（4）焊接操作要点

①正式焊接前，应对引弧板进行试焊，调整好所有焊接参数后，方可正式焊接。

②在焊接开始或焊接一段时间后，应在引弧前使用氩气。氩气的循环时间应控制在20—30s，以排出空气，并用氩气流带走风管内壁的水。

③为了避免焊接中断或结束后出现裂纹、缩孔等缺陷，必须在电弧停止时加入更多的金属，然后减小焊接电流。断弧后，氩气应保持约8秒，以保护钨和其他金属免受氧化。

④焊接工作必须连续进行，不得中断。尤其要避免在中间停留太久，防止表面氧化。如果必须中断，中断时间应控制在15分钟以内。

⑤清理焊缝弧坑后，准确找到引弧点，在引弧板或引弧槽内引弧（引弧板材质与母材相同）。禁止在非焊接部位引弧，否则会损坏母材。

⑥手工电弧焊时，应协调送丝和焊枪运行速度，焊接速度应与焊接评定一致。一般采用快速少加焊丝的方法，焊丝与焊缝夹角控制在15度左右，焊枪与焊缝夹角一般在80度左右。为避免氧化膜的出现，焊接过程中应保证焊丝端部用氩气保护，并将焊丝横向摆动控制在其直径的3倍以内。

4闭水试验

施工完毕后做闭水试验，污水全部进行闭水试验，雨水D＜700mm，全部进行闭水试验，D≥700mm的按井段数量抽验1/3。应该按照井的间距确定闭水试验的管段，且长度不宜大于1．0km，并应该带井进行试验。闭水试验前应把管道内的杂物清除干净，并对管道及检查井进行外观质量检查。管道未填土且沟槽内无积水。所有试验管段敞口应封闭，不得有渗水现象。管道两端堵板承载力经核算应大于水压力的合力；除预留进水管以外，应封堵坚固，不得渗水。试验管段应做好水源引接和排水等疏导方案。闭水时，试验管段灌满水后的浸泡时间不应少于24h，并且试验水头应满足要求。从试验水头达规定水头开始计时，观测管道的渗水量，直到观测结束时，应不断地向试验管段内补水，保持试验水头恒定。渗水量的观测时间不得少于30min，渗水量不超过允许值试验合格。

5回填

当排水管道施工完毕并且经检验合格以后，应立即进行回填。沟槽回填应从管线、检查井等构筑两侧同时对称回填，采取必要的限制措施，确保管道及构筑物不产生位移。

管中心线20—30cm以下用中砂回填，必须用人工回填；管中心线20—30cm以上部分用素土回填。回填时需分层夯实。

回填需采用符合设计要求的良质土，不得使用淤泥土或腐土。

6结语

排水管道工程施工是市政工程施工中最常见最基础的施工项目，管道的施工功效，直接影响到工程施工进度的正常开展，所以选用哪种管道，对应管道使用何种施工工艺，如何保证管道施工快速高效的进行，保证管道施工的质量非常关键。

参考文献

[1]王炎，申世勇.空分装置低温管道研究[J].河南科技，2020,39(26):50-52.

[2]许颖杰，陈涛，李向军.铝镁合金管道的焊接控制[J].焊接技术，2017,46(12):37-40.