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摘要:在我国北方大部地区,因应冬季低气温的限制,一般工程在11月初即不得不停止施工作业。随着伴热技术在施工中的广泛应用,这一情况逐步得以改善,尤其对比较赶工期的工程,即使在气候严寒的时间段施工,也能确保工程的施工质量。本文结合笔者参与的内蒙古赤峰市某空分项目,在冬季工程施工过程中借助电伴热技术,成功进行了混凝土的浇筑保温、大管径碳钢循环水管及铝镁合金分馏塔器连接段的焊接,满足了工程进度需求的同时,又确保了工程质量。
关键词:电伴热技术;冬施工程;应用
在我国北方大部地区,过去因应冬季工程施工,常常会采用传统的暖棚搭设及内生火炉,有时也采用蒸气伴热辅助的方式。这种方法存在很多局限和缺点,如暖棚易着火,蒸气伴热敷设及维护量大,且有汽水排出,若操作不慎,很容易造成管路冻结。近年来,随着电伴热带技术的发展,其已广泛应用到工程的施工保温之中,尤其对北方地区的冬季施工与设备运行, 具有明显的优点,施工简单、方便,伴热效果好,无汽水排放等。
一、电伴热带的分类
随着使用场合及使用条件的不同,应选用不同规格型号的电伴热带。没有一种电伴热带是万能的,可以适合任何情况。一般场合下,塑料性电伴热带即可满足要求;而金属铠装型,在不通电的情况下,可以承受200℃以上的温度而不损坏;近几年,陶瓷电伴热绳更是得到了广泛的应用。
二、电伴热带在施工中必须注意的几个事项
①安装电伴热带要充分考虑所敷设设备或附件拆卸的可能性,确保电伴热带本身不损坏;②各种电伴热带敷设时均有最小弯曲半径要求,如果过度弯曲将会损坏电伴热带;③非金属管道的电伴热,应在管外壁与电伴热带之间夹一金属片(铝箔),以提高伴热效果;④电伴热带安装时一定要使用尾端盒,严禁尾端芯线连接造成短路。
三、电伴热带在冬季施工中的应用(以某项目使用为例)
1.电伴热带在冬季铝镁合金材质设备和管道焊接中的应用
(1)以某空分项目为例,冬季施工时遇到了以下问题:①其关键设备分馏系统,由主塔、粗氩塔及精氩塔组成,均为铝镁合金材质,具有低温分离液氧、液氮和液氩的功能。其中主塔分下、中、上三段组成,需现场吊装组对并焊接成一个整体,高度近64米,下、中段连接处环缝外径达4.14米,其焊接工艺条件要求环境和焊体本身温度不低于5℃;②现实情况是,施工现场环境温度白天最低接近零下18℃左右,且为高空露天作业,施工设备体积又大,同时塔体铝镁合金的材质属性决定了它具有良好的导热性能,传统的加温方式(如缠绕蒸气盘管)不能确保下、中塔体连接处的焊体温度保持在恒定的5℃以上,如何维持符合要求的温度具有一定的难度 。
(2)作为解决方案,为达到既满足焊接工艺技术规范要求,又便于施工操作,采取了以下措施:①作为前期准备,先搭设防护棚,并在防护棚中摆放4台电吹风,以提高防护棚内环境温度;②用采买到的大功率绳型陶瓷加热绳作为电伴热带,缠绕在距下、中塔连接环缝150mm处,并与电压调压器输出端相接;同时设置调压器输出端为110V状态,防止温度过高而导致熔点较低的铝镁合金塔器表面受损。另外,在塔器焊缝较近表面位置配置温度计,贴紧表面进行检测。③另外,对焊缝处两端进行坡口加工及脱脂处理,同时棚内温度及塔体环缝处温度均达5℃以上后,依据经过焊接工艺评定后的焊接作业指导书进行焊接作业。④对外露的外箱板拼装、焊接以及露天碳钢工艺管道的组对焊接,通常采用搭设移动保温棚、喷枪焊前预热和焊后覆盖棉被缓冷的方式,减小温差因素导致的应力过大而引起焊缝开裂,确保焊接质量;当然,同样也可采用焊缝处缠绕大功率绳型陶瓷加热绳伴热带作为焊接辅助的加热方式(图1)。
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图1电伴热带在冬季铝镁合金材质设备和管道焊接中的应用
2.电伴热带在冬季混泥土浇筑后保温方面的应用
冬季施工,混泥土浇筑最重要的就是保温,要将多种保温措施合理配置。要做好明后天停电断蒸汽的应急预案,确保施工现场温度稳定。为此,现场作了以下准备工作,确保了冬季混泥土的浇筑质量。
(1)源头上,强化供应商砼防冻剂的合理配比与检测;(2)用传统的方式,对整个设备基础搭设防护外棚,用彩条布包裹并外挂防护棉被。根据单体空间大小,在脚手架底层设置数量不等的火炉,24小时不间断生火,维持棚内温度在5 ℃以上。(3)同时,为便于观察及人员安全,在棚内至少4处不同位置设置温度计,并在棚内入口处附近配备一氧化碳超标报警仪,确保人员安全。(4)电伴热带的使用。为做到节能降耗,减低冬施成本,又要确保冬施质量,电伴热带就得到广泛的应用。其原因如下:a.首先,保温棚内24小时不间断生火,成本很高,需耗用大量的煤炭和人员轮岗,且具有一定的火灾和人员中毒风险;b. 一般情况下,选择在商砼浇筑后的前3天24小时不间断生火保温,之后则熄火;c.此时,敷设或缠绕在结构立柱表面和混泥土表层的电伴热带就发挥重要的作用。其敷设方式,往往是在覆盖两层棉被的中间部位均匀敷设,通电后覆盖层棉被会保持较高的温度;d.选用的电伴热带,一般均具有自限温特性,其特点是导电集合物具有正温度系数特性,能随被加热体系的温度变化自动调节输出功率,自动限制加热温度。具备节能和防止火灾的特效性能;e.避免了熄火后棚内温度剧降而引起的商砼养护质量问题,使其商砼表面基本处于恒温状态,保证了浇筑质量。
四、结语
电伴热带在冬施过程中的应用,其重要性不言而语,但安全性、可靠性是前提,应根据具体的工作环境和作业条件,进行电伴热带的选型并与之匹配。冬施条件下易燃物较多,风干物燥,要求我们施工人员慎之又慎,严格按照规范和设计要求进行施工,避免发生不必要的火灾、触电等事故,进而确保冬施质量。
参考文献:
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[3]余宗明.电热法养护混泥土的温控与功率[J].低温建筑技术,2001(3):19-22.
【作者简介】
姚万红(1969.11-),男,汉族,陕西渭南市人,本科学历,电气工程师,陕西建工安装集团有限公司电气工程师、项目经理,主要研究方向:电气、施工工程等。