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1、包钢500万吨/年球团工程钢结构设备冬季低温焊接技术措施主持人：王海涛参加人员：何德忠 王勇 柳立华 李广跃 严澎涛 杜小树 田华 红亮 李华堂一、现场情况介绍内蒙古自治区包头地处中国的北方，年平均降雨量678mm。年平均风速3.4m/s，全 年最多风向及其频率EN向（西北风）。月平均最高温度28C，月平均最低温度-21.5C， 极端最高温度38.4C，极端最低温度-31.4C。历年最大积雪厚度210cm，土壤冻结深度 -150cm。包头市包钢（集团）有限责任公司厂区内，球团车间位于钢铁厂的西部，北侧为焦 化煤场，西侧紧靠路局宋家壕车场，南靠为综合料场，东临焦化厂三回收车间。截止2014年12
2、月，球团工程大部分混凝土框架已施工完成，砌墙工作完成了三分 之二；主厂房钢结构制作已完成；设备安装、钢结构安装处于高峰期。因冬季包头地区 的气温变化太大，造成现场很多的施工工作无法按正常方式进行，针对包钢500万吨球 团工程现场的施工情况，结合施工进度要求，为保证钢结构设备焊接质量和安全，我单 位组织项目部管理人员，合作伙伴的管理人员及焊工，就现场冬季焊接的质量保证措施、 施工安全保证措施进行讨论并总结。二，冬季钢结现场焊接的危害、表征及产生问题的原因球团工程钢结构及焙烧设备所采用的主要材料为Q345B，这种低合金结构钢钢材 最明显的特性为：，低温性能亦可，塑性和焊接性良好，气孔裂纹成型不良、
3、夹渣烧穿未熔合二、项目部对冬季焊接的基本要求1、焊条使用前必须在电烘箱进行烘干，温度一般为100-120摄氏度，保温1-2小时， 使用时保存保温桶内，随取随用，领取时不得超过4个小时报使用量，领取必须使用保 温桶，在焊条使用时，一次最多取得3根，除取用焊条时间外，始终保持保温桶盖子关 闭，焊条不得在空气中长时间暴露，如果工作时间内未使用完，应将焊条立即返回仓库 重新烘培，但烘培次数不得超过3次，超过3次的焊条严禁使用。2、构件焊接前，坡口处有水或者潮湿，大雾天气或阴雨雪等潮湿环境下，必须进 行烘干再进行施焊，严禁带水施焊；T排角焊缝焊接之前要求两侧同时进行烘干，待水 分完全烘干后方可进行焊接（
4、如下图）。现场焊接主要有以下位置4G仰对挟1G管子水平旋转坪1F期形坪NF横角焊3F立角炸2G管子垂直固定焊6G管子倾料固定焊4F仰角蝉1G平对接2G横对按3G立对接SG菅子术平国定焊3、根据图纸焊脚尺寸的要求，选择单道焊或多道焊，合适的布置焊道层数道数:多层焊焊道布置示意图:多层多道焊接，焊接接头要错开30-50mm:典型结构焊接顺序示意图如下：拼板焊接:长方形或圆型封板焊接为保证冬季焊接的施工质量要求，必须按照以上施工要求进行焊接前的施工准备, 并对现场“电焊工”进行焊接前教育。三、针对现场实际情况进行讨论1、焙烧机烟道骨架上方烟道现场焊接根据现场施工情况，焙烧机烟道总长75米，最小直径1
5、.65米，最大直径8.17米， 因超大、超宽、超高，造成运输困难，根据指挥部协调，采用3米一段，分段运输的办 法，运到施工现场，由现场进行组对焊接，分段吊装的方法，安装大烟道，针对设备安 装班组大烟道的冬季室外现场组对焊接的情况进行讨论。要求：大烟道由凯洁公司在加工厂内将3米一段落内的所有焊缝，及筋板全部焊接完成， 达到规范使用要求，并按照从头轮到尾轮的顺序送到施工现场。现场存在的问题：（1）现场施工场地狭小，存在组装问题。（2）烟道内部焊口焊接保温处理问题。（3）室外低温作业，占地面积大，焊口焊接后保温处理问题。（4）分段吊装就位时，焊口焊接保温处理及施工安全。针对问题的处理意见：（1）针对
6、现场施工狭小的问题，将烟道总体分为6段，约12米为一段，每段地面 焊接3个焊口，分6次吊装就位。（2）针对冬季室外温度低，导致施工焊接时焊缝温度下降太快，保证不了焊接质 量，焊接时，烟道两端用沿棉遮挡，焊接时，用沿棉在焊口外侧遮挡，烟道内采用炉 炭加温，保证内部焊接时，焊缝温度缓慢下降，保证焊接质量，焊接时为保证施工人员 安全，一定时间内必须更换施工员，时间不能超过一个小时。（3）烟道外侧焊接时，施工人员为两人，一个焊工，一个辅助工人，先用氧气在 焊口处预热，使焊缝两侧100mm处温度达到120度左右，再用焊机进行焊口对焊，同 时辅助人员采用沿棉将焊接好的地方用沿棉进行遮挡，沿棉厚度大于30m
7、m，宽度要求 大于200mm，长度根据焊口长度而定，保证沿棉保温时间在2小时以上。（4）分段吊装到位时，需要对口焊接，在对口焊接处搭设临时平台，保证施工人 员的施工安全，保温措施与在地面保温措施一样，但高空作业相对与地面作业，焊缝温 度下降速度比地面要快，所以沿棉厚要大于在地面焊接时所用沿棉厚度。2、部分钢结构需要现场制作安装，钢结构班组钢结构现场制作会出现以下问题进 行讨论。要求：（1）要求材料部分送到施工现场的材料必须时国标材料，确保自身不变形。（2）材料自身不能出现场变形等问题，特别是H型钢等成形材料。现场存在的问题：（1）型材经高温焊接后变形处理。（2）焊接时角部、异形、板与板、板与梁
8、等的保温措施。（3）高空焊接作业时间，如何保温及高空施工安全。针对问题的处理意见：（1）各种变形情况如下图：5J1HIII1变形旄浪哽形针对以上变形情况处理：施力矫正，一般用千斤顶、螺旋加力器、辊压矫正机或在 大型压力机上完成；加热矫正，即利用不均匀的加热使结构获得反向的变形来补偿或抵 消原来的焊接变形。加热矫正法的加热方法可分为点状加热、线状加热、三角形加热。 加热矫正能消除很多施力矫正无法解决的变形，掌握火焰局部加热引起的变形的规律是 做好矫正的关键，决定火焰矫正效果主要是加热的位置和加热温度。低碳钢和普通合金 的焊接结构通常采用6508000C的加热温度，一般不宜超过9000C。(2)
9、焊接时角部、异形、板与板、板与梁等，施工人员为两人，一个焊工，一个 辅助工人，焊接前采用割刀对需要焊接的地方进行加热，再进行焊接，焊接一段，辅助 工人在后面用沿棉保温一段，焊缝达到1米时，停止焊接，再用割刀对焊缝进行二次加 热后，用保温棉，将整个焊接位置整体包袱在一起，达到保温要求，使焊缝的温度慢慢 下降，保温时间不得低于2小时。(3) 高空焊接作业时间，为保证施工人员的安全，须制作吊蓝或制作临时平台， 施工人员佩带安全措施、防冻措施进行施工，高空作业必须两人在施工部位，配合施工， 焊接前采用割刀对需要焊接的地方进行加热，再进行焊接，焊接一段，辅助工人在后面 用沿棉保温一段，焊缝达到1米时，停
10、止焊接，再用割刀对焊缝进行二次加热后，用保 温棉，将整个焊接位置整体包袱在一起，达到保温要求，使焊缝的温度慢慢下降，保温 时间不得低于2小时，高空作业相对与地面作业，焊缝温度下降速度比地面要快，所以 沿棉厚要大于在地面焊接时所用沿棉厚度。3、室外低温作业针对花纹钢板等大面积、无法保温的情况下进行讨论：冬季早晚温差大，平均在10度左右，焊接选择将施工时间段定于早上9点以后或 温度达到-5度以上，在进行焊接施工，下午4点以前或温度低于-5度时停止施工，保证 环境温度，相对来才能保证焊接质量。四、对出现的焊接质量处理冬季在低温下焊接施工，出现焊接质量的机率会因为各种原因，大大增加，为保证 冬季焊现质
11、量，采取以下措施：1、焊缝出现质量缺陷时可直接采用砂轮磨去缺陷，对能满足要求的，则不需要进 行修补焊接；2、焊缝表面有气孔、夹渣、未熔合等焊接缺陷时，则需用砂轮或碳弧气饭刨剔除 缺陷后进行补焊；3、对接焊缝内部存在超标焊接缺陷时，需用碳弧气刨彻底清除焊接缺陷，开出相 应坡口，再进行补焊。五、现场焊接施工采取的措施1、焊接及防火措施(1) 气温低于-5C进行露天作业时，施工现场附近应设取暖休息室，取暖设施应 符合防火规定，施工采暖供热设施必须悬挂明显标志，防止人员烫伤。(2) 对取暖设施进行全面检查并加强用火管理，及时清除火源周围的易燃物。(3) 施工现场严禁用明火或碘钨灯取暖，防止火灾发生。(
12、4) 由于冬季用电负荷增大，电工应对有关线路进行全面检查，并清除周围的易 燃物，以防发生电起火现象。(5) 在易燃、易爆、配电设施区域应挂标志牌和警示牌。(6) 电火焊作业应检查周围及下方有无易燃物，并采取可靠的措施，下班前必须 检查火种是否全部熄灭，确认无误后可离开。(7) 焊接钢筋应尽量安排在室内进行，如必须在室外焊接，则环境温度不宜太低, 在风雪天气时，还应有一定的遮蔽措施，焊接未冷却的接头，严禁碰到冰雪。(8) 不宜在雨、雪或大风等天气进行露天焊接，如确实需要时，应采取遮蔽，防 止静电及火花飞溅的措施。2、氧焊气割措施(1 )氧气瓶的使用气瓶使用前，进行外部检查，其重点是瓶阀、接管螺丝
13、、减压器等是否有缺陷，如 发现有漏气，滑扣等不正常情况，应及时报请维修，切忌自行处理。查漏切忌用明火的方法。气瓶内气体不得用尽，至少要保留13公斤(0.10.3Mpa)的瓶压；冬季，瓶阀、减压器冻结时，可用热水或水蒸气解冻，严禁用火烘或用铁器猛击；在运输、贮存和使用中，必须避免气瓶受剧烈震动或碰撞冲击，尤其是冬天，瓶体 金属更易发生脆裂爆炸。搬运时应使用专门的抬架或小车，禁止用起重机械直接吊运钢 瓶。在运输和贮存中必须戴有瓶帽和护圈；氧气瓶、乙炔瓶要保持至少8m的距离，气瓶和明火的距离不得小于10m，以防发 生爆炸事故；气瓶与电焊在同一地点使用时，如果气瓶有带电的可能性时，瓶底应垫绝缘物以防
14、气阀带电。与气瓶接触的管道和设备要有接地装置，防止产生静电造成燃烧或爆炸；氧气瓶阀、减压器、胶管均不得沾有油脂，以防氧化燃烧，氧气瓶不得与油脂类物 质、可燃气钢瓶同车运输；2、乙炔瓶的使用乙炔瓶不得放在橡胶板、塑料板等绝缘物上以及高压线下，以便可以随时导除静电。 在小车上运输时，小车应装有落地铁链；必须使用专用的乙炔减压器和回火防止器。乙炔减压器的输出压力不得超过0.15Mpa,作业完成后必须立即卸下减压器、回火防止器并妥善保存；乙炔瓶不得与氧气瓶同车运输，在通风的库内贮存时，要与氧气瓶、油脂类物质间 隔10米以上；焊、割时出现回火或有倒吸声，必须立即关闭焊、割炬上的乙炔阀，再关氧气阀， 稍停
15、后，先开氧气阀把炬内的烟灰吹掉后，可恢复正常使用；工件附近或下方存在有可燃物、易爆物品时，必须清理合格后方能进行作业；加强个人防护。作业时必须穿布工作服、皮工作鞋，皮或纱手套、防护目镜等，必 要时还应戴安全帽；在容积小的仓室，如容器、管道内作业时，点火和熄火应在外部进行，防止过多的 乙炔气聚集在仓室中发生意外；对燃料容器的焊、割作业，必须遵守动火规定；严禁焊、割未打开孔的密封容器；3、防滑和防冻措施（1）霜冻、雨、雪后必须将施工现场清理干净，脚手架和跳板及走道上的积水、 霜雪应及时清除并采取防滑措施。（2）施工区域的冰雪及时清除，并采取撒沙子等必要的防滑措施。（3）参加高处作业的施工人员必须穿
16、防滑鞋，并将安全带挂在上方牢固可靠的地 方。（4）大风及雨、雪后，要检查脚手架是否有塌陷现象，如有发生，立即加固。（5）遇有大雪、大雾、雷雨等恶劣气候条件时，不得进行项目工作。（6）冬季施工前，施工人员应在安全员的组织下，准备充足的防寒服、棉安全帽 等御寒用品，以防冬季施工时发生人员冻伤事故。（7）对消防器具应进行全面检查，对消防设施应做好保温防冻措施。4、设备防护措施（1）各种设备、仪器应有防冻、恒温设施，确保其精确度。（2）露天的贵重设备（有保护要求），需搭设防护棚或盖专门的小间。当有防冻要 求时，防护棚或小间内均应有取暖设备。（3）设备和精密仪器应采取特殊保护措施，防冻、防潮，防止设备和
17、仪器的损坏。（4）试验室要保持恒温和干燥，确保校验设备的正常使用。（5）下雨、雪天使用电动工具和电焊必须采取可靠且有效地防触电措施，使用合 格的绝缘手套、绝缘鞋。（6）对各电气设备应加强巡视、防尘、防冻、防挂冰、防放电伤人。（7）各种仪表应有防冻、恒温设施保持其精密度。（8）起重作业时，应注意物体与地面，物体与物体之间的冻结，大风、大雪、大 雾天气禁止吊装作业。（9）对取暖设施进行全面检查。5、地线和托架冬季施工措施：（1）施工过程中动用火焊要注意防风，保证焊接质量，并注意对周围设备的防护。（2）施工要防止人员砸伤、碰伤，室外施工注意人员防冻。六、现场安全施工要求1、施工前必须进行安全及技术交
18、底，并有签字记录。2、现场道路以及跳板和走道上的积水、霜雪应及时清除并采取防滑措施。对消防 器具应进行全面检查，对消防设施应做好保温防冻措施。3、高处作业必须系好安全带，安全带应挂在上方的牢固可靠处。高处作业区周围 的孔洞、沟道等应设盖板、安全网或围栏。4、在高处作业要保持清醒，精心操作，不得站在栏杆外工作或凭借栏杆起吊物件， 严禁躺在走道板上休息。5、高处作业配带工具包，较大的工具应系保险绳。6、上下传递材料时应用绳子捆绑牢固，缓慢提升，传递物品时，严禁抛掷。施工 用料随用随吊，不得堆放在脚手板上。7、高处作业点焊的物件不得移动，切割的工件、边角余料等应放置在牢靠的地方 或用铁丝扣牢并有防止坠落的措施。8、在高处所用材料要摆放整齐，必须要有防止坠落和被大风卷走的措施。9、在夜间或光线不足的地方进行高处作业，必须设足够的照明。10、动用电动工具应由合格电工接线，电动工具外壳可靠接地，移动工作地点时应 可靠断电。11、焊工持证上岗，并使用操作电焊机，电焊机一次侧绝缘处理良好，接线柱压紧。 清除焊接地点周围易燃易爆品，高处施焊时应有防止焊渣迸落的措施。12、施工中应尽量减少交叉作业。必需交叉时，施工负责人应事先组织交叉作业各 方，商定各方的施工范围及安全注意事项。各工序应密切配合，施工场地尽量错开，以 减少干扰。无法错开的垂直交叉作业，层间必须搭设严密、牢固的防护隔离设施。
