CN107442903B - 一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，该温湿度的控制方法包括以下步骤：A、采用多台冷风机向海底沉管隧道管节与最终接头的结合腔内输送干燥风，并通过在结合腔内布置多组抽风机管道排出潮湿空气，使结合腔内形成循环通风，待符合施焊条件后开始焊接；B、在焊接过程中，首先调整焊缝区与止水带区的安全焊接距离，然后根据安全焊接距离确定止水带区的镜像区，通过监测镜像区的温度来确定止水带区的温度，并通过控制焊缝区的层间温度来控制止水带区的温度。本发明能够使结合腔内形成良好的焊接环境，简化止水带橡胶保护措施，充分保护止水带的密封性和安全性，有效的解决了结合腔内湿度和止水带橡胶处温度控制的问题。

Description

一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法
技术领域
本发明涉及一种温湿度的控制方法，特别是涉及一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法。
背景技术
在海底隧道中通过采用钢接头焊接连接沉管最终接头与沉管管节实现整个隧道的贯通，在海底施工具有湿度大、焊接温度控制困难、操作空间狭小等问题，属于高难度焊接领域。
焊接属于材料熔化成型，为了保证焊接质量，常规焊接都是在车间和外场防风防雨措施下完成，这类环境下焊接具有选择性保护措施如天气晴朗、加热措施、后热保温措施等，现有的除湿机和火焰加热器，无法满足大型箱形腔体狭小空间施工的除湿控温要求。
常规产品如遇橡胶等有温度控制要求的焊接，橡胶附近的温度可采用直接测量方式，沉管隧道最终接头处于海底，止水带橡胶处于迎水面，止水带橡胶附近温度控制无法直接测量，必须采取措施测算橡胶附近温度，而止水带橡胶对周边温度有严格的要求，关键是止水带防水橡胶的温度满足最高温度在150℃以下，在规范要求基础上，设计要求超过100℃的时间控制在60分钟以内，温度过高容易导致止水带橡胶老化，产生不可逆塑性变形，其弹性和韧性、抗拉强度都急剧下降，使止水带橡胶功能性失效，无法起到防水的作用，使结合腔内漏水，从而导致灾难性后果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，能够通过循环通风，使结合腔内形成良好的焊接环境，通过调整焊缝与止水带区的安全焊接距离及镜像测量温度的方法，并结合控制层间温度对止水带区的温度进行控制的手段，完全简化止水带橡胶保护措施，充分保护止水带的密封性和安全性，有效的解决结合腔内湿度和止水带橡胶处温度控制的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，包括以下步骤：A、采用多台冷风机向海底沉管隧道管节与最终接头的结合腔内输送干燥风，并通过在结合腔内布置多组抽风机管道排出潮湿空气，使结合腔内形成循环通风，待结合腔内的湿度、粉尘浓度及氧气含量符合施焊条件后通过钢接头对海底沉管隧道管节与最终接头进行焊接连接；B、在焊接过程中，首先调整海底沉管隧道管节与钢接头连接处的焊缝区与海底沉管隧道管节上止水带所在区的安全焊接距离，然后根据安全焊接距离确定止水带所在区的镜像区，通过测温仪实时监测镜像区的温度来确定止水带所在区的温度，并通过控制焊缝区的层间温度来控制止水带所在区的温度，若止水带所在区的温度过高则停止焊接。通过采用多台冷风机向结合腔内输送干燥风，并通过在结合腔内布置多组抽风机管道排出潮湿空气，能够实现结合腔内形成循环通风，从而改善结合腔内的焊接环境，使结合腔内的湿度、粉尘浓度及氧气含量能够符合焊接要求；待结合腔内的湿度、粉尘浓度及氧气含量符合施焊条件后开始焊接，是为了避免湿度过大造成焊缝产生氢气孔等缺陷，同时氧气含量过低和粉尘浓度超标会影响焊工操作技能水平的发挥，操作不当容易产生焊接缺陷，影响探伤合格率；通过调整焊缝区与止水带所在区的安全焊接距离，便于实现对止水带处的温度进行控制；根据安全焊接距离确定止水带所在区的镜像区，并通过测温仪实时测量监测镜像区的温度，便于在无法直接测量止水带所在区的温度时能够根据镜像区的温度来较为精确的确定止水带所在区的温度；通过控制焊缝区的层间温度来控制止水带所在区的温度，控制层间温度在一定的范围，有利于使止水带区域的的温度一直平稳维持在一定的范围，从而确保止水带的安全。
作为优选，所述结合腔内在进行循环通风前打开通风设备并检查是否能够正常工作，这样便于在保证冷风机和抽风机能够正常工作，使结合腔内形成循环通风，改善结合腔内焊接环境。
作为优选，所述结合腔内湿度不超过80%、粉尘浓度不超过4mg/m3且氧气含量达到20%以上后开始焊接，湿度不超过80%，可以避免焊件生锈，同时也能够避免在焊件过程中产生气孔等缺陷，粉尘浓度不超过4mg/m3以及氧气含量达到20%以上，便于焊工进行操作，避免操作不当引起的焊接缺陷，影响探伤合格率。
作为优选，所述钢接头在焊接前通过感应加热器进行加热除湿并进行焊前预热，通过感应加热器进行加热除湿和焊前预热，能够实现钢接头的快速预热，有利于进行快速施工，进行加热除湿和焊前预热有利于避免产生焊接缺陷。
作为优选，所述焊缝区距止水带所在区域的安全焊接距离为250-300mm，有利于进行钢接头的焊接连接，并且能够确保止水带橡胶的安全，避免温度过高导致止水带橡胶的老化和功能性失效。
作为优选，所述焊接的方法采用药芯焊丝CO2气体保护焊，有利于实现气渣联合保护焊缝，确保在高湿度环境下，减小焊缝气孔发生几率且CO2气体保护焊的热输入较小，便于实现层间温度控制。
作为优选，所述焊缝区层间温度控制在140℃-160℃，能够确保止水带区域的温度维持平稳。
作为优选，所述镜像区的温度不超过100℃，能够避免止水带区温度过高造成止水带橡胶的老化和功能性失效。
作为优选，所述镜像区域设置有多个，通过对多个镜像区域进行温度监测，能够更加准确的确定止水带所在区的温度值。
作为优选，所述测温仪采用红外测温枪，能够快速准确的进行温度的测量。
与现有技术相比，本发明一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法的有益效果：本发明通过采用冷风除湿机及抽风机进行循环通风，使结合腔内形成良好的焊接环境，并通过调整焊缝与止水带的安全焊接距离及通过监测镜像区的温度确定止水带所在区的温度，通过控制层间温度对止水带区的温度进行控制，确保止水带区温度，完全简化了止水带保护措施，充分的保护了止水带的密封性和安全性，有效的解决了结合腔内湿度和止水带橡胶处温度控制的问题，从而保证海底焊接施工的安全可靠，并且能够提高海底焊接施工的效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法中测量监测温度的镜像区设置示意图。
其中，附图标记：1为止水带，2为A区温度监控点，3为B区温度监控点，4为C区温度监控点。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，本发明一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，A、采用多台冷风机向海底沉管隧道管节与最终接头的结合腔内输送干燥风，并通过在结合腔内布置多组抽风机管道排出潮湿空气，使结合腔内形成循环通风，待结合腔内的湿度、粉尘浓度及氧气含量符合施焊条件后通过钢接头对海底沉管隧道管节与最终接头进行焊接连接；B、在焊接过程中，首先调整海底沉管隧道管节与钢接头连接处的焊缝区与海底沉管隧道管节上止水带所在区的安全焊接距离，然后根据安全焊接距离确定止水带所在区的镜像区，通过测温仪实时监测镜像区的温度来确定止水带所在区的温度，并通过控制焊缝区的层间温度来控制止水带所在区的温度，若止水带所在区的温度过高则停止焊接。
如图1所示，本发明一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法中，结合腔内在进行循环通风前打开通风设备并检查是否能够正常工作。结合腔内湿度不超过80%、粉尘浓度不超过4mg/m3且氧气含量达到20%以上后开始焊接。钢接头在焊接前通过感应加热器进行加热除湿并进行焊前预热。焊缝区距止水带所在区域的安全焊接距离为250-300mm，这里设计为250mm。焊接的方法采用药芯焊丝CO2气体保护焊。焊缝区层间温度控制在140℃-160℃。镜像区的温度不超过100℃。镜像区域设置有多个，这里设置为两个。测温仪采用红外测温枪。
如图1所示，本发明一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法在对止水带温度进行测量监测时，将止水带区设置为A区，在止水带区相对焊缝区的另一侧设置有镜像区为B区，并在止水带区相对焊缝区的垂直一侧设置有镜像区为C区，通过测温仪实时监测B区和C区的温度，焊缝区距止水带区的安全焊接距离为250mm，通过A区、B区和C区距焊缝区220mm-250mm位置处设置温度监测点，温度监测点设置在250mm处，对B区温度监测点和C区温度监测点的温度进行实时监测，从而确定A区温度监测点的温度，在焊接的过程中焊缝区层间温度控制在140℃-160℃，当B区温度监测点和C区温度监测点的温度超过100℃，则停止焊接，从而确保A区的温度维持平稳且不超过100℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡是在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、采用多台冷风机向海底沉管隧道管节与最终接头的结合腔内输送干燥风，并通过在结合腔内布置多组抽风机管道排出潮湿空气，使结合腔内形成循环通风，待结合腔内的湿度、粉尘浓度及氧气含量符合施焊条件后通过钢接头对海底沉管隧道管节与最终接头进行焊接连接；
B、在焊接过程中，首先调整海底沉管隧道管节与钢接头连接处的焊缝区与海底沉管隧道管节上止水带所在区的安全焊接距离，然后根据安全焊接距离确定止水带所在区的镜像区，通过测温仪实时监测镜像区的温度来确定止水带所在区的温度，并通过控制焊缝区的层间温度来控制止水带所在区的温度，若止水带所在区的温度过高则停止焊接。
2.根据权利要求1所述的一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，其特征在于：所述结合腔内在进行循环通风前打开通风设备并检查是否能够正常工作。
3.根据权利要求1或2所述的一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，其特征在于：所述结合腔内湿度不超过80%、粉尘浓度不超过4mg/m3且氧气含量达到20%以上后开始焊接。
4.根据权利要求1所述的一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，其特征在于：所述钢接头在焊接前通过感应加热器进行加热除湿并进行焊前预热。
5.根据权利要求1所述的一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，其特征在于：所述焊缝区距止水带所在区域的安全焊接距离为250-300mm。
6.根据权利要求1所述的一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，其特征在于：所述焊接的方法采用药芯焊丝CO2气体保护焊。
7.根据权利要求1或5所述的一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，其特征在于：所述焊缝区层间温度控制在140℃-160℃。
8.根据权利要求1所述的一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，其特征在于：所述镜像区的温度不超过100℃。
9.根据权利要求1或8所述的一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，其特征在于：所述镜像区设置有多个。
10.根据权利要求1所述的一种海底沉管隧道最终接头焊接温湿度的控制方法，其特征在于：所述测温仪采用红外测温枪。
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