化工装置冬季施工知识

一、冬季施工的定义
1、建筑施工
  我国现行的JGJ104-2011《建筑工程冬季施工规程》规定：当室外日平均气温连续5天温度低于5℃即进入冬季施工，当室外日平均气温连续5天高于5℃时解除冬季施工。
这个定义主要是针对混凝土施工，这一界定的依据是：
（1）当气温连续5天稳定低于5℃时，气温再回升的机遇较少。
（2）新搅拌混凝土中自由水结冰温度为-2~2℃，日平均5℃时，其最低气温在-1~0℃者较多（约占85％），这一气温为混凝土遭冻温度，所以冬季施工界定的原则气温是气温降低到0℃及以下时，要采取防冻措施进行施工。
（3）当日平均温度为5℃或低于5℃时，混凝土养护强度增长很慢，在此气温下养护28天只能达到标养28天的60％左右。在这种条件下，若使混凝土强度有一个较快的增长，必须采取特殊措施。
2、管道施工
  SHT 3501-2021《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及施工验收规范》第8.1.5规定：管道的施焊若出现下列情况之一时，应采取防护措施，否则，应停止焊接工作：
（1）焊条电弧焊时，风速等于或大于8m/s；
（2）气体保护焊焊接时，风速等于或大于2m/s；
（3）相对湿度大于90％；
（4）下雨或下雪时露天作业；
（5）环境温度低于-20℃。
  这条规定是针对所有管道焊接。
  合金钢及一些特殊材料在焊接时，需要焊前预热。
3、钢结构施工
GB 50755-2012《钢结构施工规范》第6.3.7规定：当焊接环境温度低于0℃但不低于-10℃时，应将焊接接头和焊接表面各方向大于或等于2倍钢板厚度且不小于100mm范围内，加热到不低于20℃以上和规定的最低预热温度后方可施焊，且在焊接过程中均不低于此温度。
4、设备
4.1 焊接工作
GBT 150.4《固定式压力容器》第四部分7条规定：
（1）焊条电弧焊时，风速等于或大于8m/s；
（2）气体保护焊焊接时，风速等于或大于2m/s；
（3）相对湿度大于90％；
（4）下雨或下雪时露天作业；
（5）环境温度低于-20℃。
其中7.1.3规定：当焊件温度低于-20℃时，应在施焊处100mm范围内预热到15℃以上。
4.2 试压工作
GBT 150.4《固定式压力容器》第四部分11.4.9.3条规定：
  Q345B、Q370R、07MnMoVR制压力容器进行液压试验时，液体温度不得低于5℃；其他碳钢和低合金钢制容器进行液压试验时，试验温度不得低于15℃；低温容器液压试验的液体温度应不低于壳体材料和焊接接头的冲击试验温度（取其最高者）加20℃。如果由于板厚等因素造成材料无塑性转变温度升高，则需相应提高试验温度。
  当有试验数据支持时，可使用较低温度液体进行试验，但试验时应保证试验温度（容器器壁金属温度）比容器器壁无塑性转变温度至少高30℃。
二、冬期施工准备及要求
1、冬期施工管理流程
1.1 施工单位编制和提报，需甲方及监理审批后执行（涉及到冬季施工措施费）。
1.2 施工单位编制的冬期施工方案要根据工程特点，具有针对性和可行性。施工情况发生变化时要对原方案及时进行补充修改，并报原审核单位进行审核通过后执行。
1.3 甲方管理部门要对冬施过程全过程监控和管理。
1.4 冬季施工措施费用、采购方式要落实。
2、冬期施工技术准备
2.1 冬期施工前，应按照冬施方案内容提前做好物资、设备、人员等冬施准备工作。
2.2 做好测温员、试验员的冬施培训，对工长、班组长、施工人员进行冬期施工技术交底。
2.3 采用预拌混凝土时，应对搅拌站的运距、生产能力、质量保证措施等方面进行考查，并对冬期施工混凝土（砂浆）的质量（指标）要求进行书面交底。
3、冬期施工方案
3.1 冬期施工方案的编制原则是：
（1）遵守冬季施工规范及相应的验收规范；
（2）确保工程质量；
（3）经济合理，冬施增加的费用少；
（4）所需的热源和材料有可靠的来源；
（5）方便现场安全、消防管理。
3.2 冬期施工方案应包括以下内容：
3.2.1 编制依据：
（1）冬期施工项目：重点阐述冬期施工项目、部位、主要工程量及预计施工时间。
（2）冬期施工部署：冬期施工领导小组，劳动力及进度安排等。
（3）冬期施工主要方法、措施：包括各种加热、保温措施，装修工程的采暖形式，外加剂的选用和试配流程，热工计算，测温方法及测温点布置图，试块制作要求等。
（4）现场布置：包括热源来源、位置，冬施所用临设，电力安排等。
（5）主要计划：包括冬期施工所需物资、设备、试验和计量仪器计划，人员培训计划等。
（6）冬施质量、安全、消防保卫等措施。
（7）附图（测温点布置图、围护示意图、热源位置示意图）。
三、建筑冬季施工
1、土方、地基与基础工程
1.1 地基与基础工程，开槽后的基坑应及时覆盖保温材料，保温材料必须符合环保要求和阻燃要求。
1.2 垫层的后继工序不能连续进行时，垫层的保温时间不能只满足于混凝土临界强度要求，必须考虑负温对地基的冻害影响，在下道工序未进行前，垫层的保温措施不应该取消，防止地基受冻变形。
1.3 冬期挖方应根据土质情况按规范要求放坡，并保持边坡平直，加强边坡土体监测，特别是在反复冻溶的情况下，确保边坡安全。
1.4冬期土方回填时，每层铺土厚度应比常温减少20%，采用冻土回填时，冻土块的粒径不得大于15cm，含量不得超过15%，且应均匀分布。当气温低于-10℃时，不应进行回填作业。
2、混凝土工程
2.1 混凝土受冻临界强度规定如下：采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥（矿渣硅酸盐水泥）拌制的混凝土为设计强度标准值30%（40%），且不小于5Mpa。当掺用防冻剂时，室外最低气温不低于负30摄氏度时混凝土受冻临界强度为5Mpa。
2.2 配制冬施的混凝土，应优先选择硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其强度等级不得低于32.5Mpa，每立方米混凝土水泥用量不得少于300kg，水灰比不得大于0.6。
2.3 防冻剂宜采用无氯盐类，对抗冻要求较高的混凝土，宜使用引气剂（含气量宜控制在2%～4%）或引气减水剂。各类防冻剂使用前必须进行试配，并符合《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119）的规定。
2.4 混凝土的冬期施工，应采用热水搅拌，水温不得大于80℃；如仍达不到热工计算要求，可采取骨料加热的方法，一般加热到50℃左右，其拌制投料顺序是：骨料、热水,然后再投入水泥、外加剂。确保混凝土的出机温度不低于15℃,入模温度不低于5℃。
2.5 骨料必须清洁，不得含有冰、雪等冻结物，搅拌时间应取常温搅拌时间的1.5倍；混凝土在运输过程中要尽量减少热量损失，运输及浇筑混凝土的容器应有保温措施。
2.6 当分层浇筑混凝土时，已浇筑层的温度在被上一层混凝土覆盖前，不得低于按热工计算的温度，且不得小于2℃。
2.7 冬期混凝土施工，推荐采用综合蓄热法。
2.8 模板外侧和混凝土表面覆盖的保温层，不应采用潮湿状态下的材料，也不应将保温材料直接铺盖在潮湿的混凝土表面，新浇筑完的混凝土表面应铺一层塑料薄膜。
2.9 墙体模板和保温层在混凝土达到临界强度并冷却到5摄氏度后方可拆除，拆模时混凝土表面温度与环境温度差大于20摄氏度时拆模后的混凝土表面应及时覆盖保温。墙体水平施工缝处要采取可靠的保温措施防止冻害。
2.10 混凝土质量检查：
2.10.1 温度检查：对混凝土出罐及入模温度进行检查，每工作班不少于4次。
2.10.2 混凝土养护温度的测量：当采用综合蓄热法养护时，在混凝土强度未达到临界强度以前每2h测量一次，以后每6h测量一次；应绘制测温孔布置图，并对测温孔进行编号，测温孔设置在有代表性的结构部位和温度变化大易冷却的部位，孔深15cm或板厚、墙厚的1/2。非测温时间测温孔应用保温材料堵塞。
2.10.3 检查混凝土表面：检查混凝土表面是否受冻、粘粘，是否有收缩裂缝，边角是否脱落、施工缝处有无受冻痕迹。
2.10.4 检查同条件试块留置、试压强度：现场需留置的同条件试块有：
（1）临界强度试块；
（2）拆除顶板、墙体模板时混凝土强度检测用试块；
（3）外墙外挂架使用时墙体强度检测用试块；
（4）同条件转常温28天试块。
3、砌筑工程
3.1 各类砖、砌块，应清除表面污物冰雪等，不得使用遭水浸和受冻后的砖、砌块。
3.2 拌和砂浆时，水温不得超过80℃，砂温不得超过40℃，其砂浆稠度宜较常温适当增大。3.3冬季砖砌体应按“三一”砌法施工，灰缝不得大于1cm；每日砌完后，应及时进行保护性覆盖，砌体表面不得留有砂浆，在继续砌筑前，应扫净砌体表面。
3.4 砂浆试块的留置，除应按常规要求外，应增设1组与砌体同条件养护的试块，用于测试检验28d砂浆强度。
3.5 砂浆上墙温度不得低于5℃。
3.6 普通砖、多孔砖和空心砖在气温高于0℃条件下砌筑时，应浇水湿润。严禁在0℃以下条件进行承重结构砌筑。
4、防水工程
4.1 卷材防水一般不宜安排在冬期施工，如必须在冬期施工时，宜选择晴天温度不低于5℃，操作时间应选择在上午10时至下午4时。
4.2 雪天、风天、严寒阶段及寒流的气候条件下不得进行防水层施工。
4.3 采用热熔法施工温度应不低于-10℃,冷粘法施工温度不宜低于-5℃；当采用涂料防水层时，施工温度不应低于-5℃，且涂料贮运环境温度不宜低于0℃。
5、装饰工程
5.1 安排室内抹灰前，宜先做好屋面防水层及室内封闭保温，室内抹灰应采用“加热法”，室温保持在8℃以上，且保温养护时间不少于10d；外墙面抹灰及镶贴面砖严禁进行冬季施工。
5.2 室外刷浆、饰面和花饰工程以及高级抹灰、混色油漆工程的施工环境温度不应低于5℃；中级和普通抹灰、混色油漆工程以及玻璃工程的施工环境温度应在8℃以上；室外涂料的施工环境温度一般不低于5℃，并应符合涂料说明书的要求。
5.3 冬期施工抹灰所采用的砂浆应采取保温防冻措施，如掺外加剂，其掺量应由试验室试验确定。
6、屋面工程
6.1 冬期施工采用的屋面保温材料应符合设计要求，并不得含有冰雪、冻块和杂质。
6.2 干铺的保温层可在负温度下施工，板状保温层应在气温不低于-10℃时施工。但板材应在基层表面铺平垫稳，分层铺设。板块上下层缝应相互错开，缝间隙应采用同类材料的碎屑填嵌密实。
6.3 雪天及五级以上的天气不得进行保温层施工。
6.4 屋面找平层冬期施工应依据气温和养护温度要求加入防冻剂，施工时应设分格缝，缝宽20mm。
7、水暖工程
凡竣工工程楼内不能通暖时，采暖系统内不能存水，卫生设备试水后须把其内部及存水弯中的水放净。
8、钢筋工程
8.1 在负温条件下使用的钢筋，施工时应加强检验。钢筋在运输和加工过程中应防止撞击和刻痕。
8.2 钢筋冷拉温度不宜低于-20℃。预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃。一级钢筋调直冷拉率控制在4%以内。
8.3 冬期钢筋焊接宜在室内进行，当必须在室外焊接时，其温度不宜低于-20℃且应有防雪挡风措施，焊接后的接头严禁立即融及冰雪。
8.4 在负温下冷拉的钢筋，应逐根进行外观质量检查，其表面不得有裂纹和局部颈缩；冷拉设备、仪表和液压工作系统油液应根据环境温度选用，并应在使用温度条件下进行配套校验。
四、管道工程
1、管道接口应采取如下措施：
（1）钢管电弧焊接口：在负温（不低于-20℃）焊接时，应清除接口处的冰雪，并有挡风措施，焊接应先预热后再施焊（预热宽度20～25cm），已焊钢管禁止敲击，接口合龙要在正温下进行。
2、冬期进行水压试验应采取以下防冻措施：
（1）暴露的管接口及管段应进行覆盖。
（2）试压过程中临时管线均需用阻燃草帘缠包。
（3）试压合格后及时放水，避免管道冻裂。
3、管道试压时，环境温度不宜低于5℃，当环境温度低于5℃，管道试压时应取防冻措施。管道在水压试验后，应将水源切断，将管道内积水排尽，吹干 。
4、地管冬雨季施工要求   
4.1 挖掘土方应按规定放坡，并经常检查以防塌方。开挖要特别注意防止冻融塌方，回题土应在结冻前碾压完毕，并及时做好地面排水。回填土时小冻土块含量不得超过填方的15%。
4.2 砌筑阀门井应在零度以上气温施工，必要时可提高一级砂浆标号，确保井体强度，严禁使用已遭冻结的砂浆，井体砌筑后应用草x i覆盖。
5、 压力管道焊接
应遵守GBT 20801.1-20801.6-2020 压力管道规范-工业管道8.2.1规定：环境温度低于0℃时，预热温度应符合设计文件的要求。当设计文件无规定时，各种材料的最低预热温度应符合表６的规定。
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6、压力管道的试压
6.1 液体试验：
  GBT 20801.1-20801.6-2020 压力管道规范-工业管道9.1.3规定：试验时流体的温度应不低于5℃。
6.2 气体试验：
  GBT 20801.1-20801.6-2020 压力管道规范-工业管道9.1.4规定：气压试验时，应将脆性破坏的可能性减少至最低程度，应考虑试验温度的影响。气压试验温度至少要比管道系统材料的最低允许金属温度高17℃。材料的最低允许金属温度不明时，试验温度不得低于17℃。试验系统中不得包括铸铁等脆性材料。
五、钢结构工程
1、钢构件在正温条件下制作，在负温条件下安装时，施工时应有调整偏差的技术措施。钢构件正温制作负温安装时，应根据环境温度的差异考虑构件收缩量,并在施工中采取调整偏差的技术措施。
2、参加负温度钢结构施工的电焊工应经过负温度焊接工艺培训，考试合格，取得相应的合格证，方能参加钢结构的负温度焊接工作。定位点焊工作应由取得定位点焊合格证的电焊工来担任。
3、选用负温度下钢结构焊接用的焊条、焊丝，在满足强度要求的前提下，选择屈服强度低，冲击韧性较好的低氢型焊条，重要结构可采用高韧性超低氢型焊条。
4、在负温度下钢结构使用的高强螺栓、普通螺栓应有产品合格证，高强螺栓应在负温度下进行扭矩系数、轴力的复验工作，符合要求后方能使用。
5、钢结构使用的涂料应符合负温度下涂刷的性能要求，不得使用水基涂料。
6、构件的组装必须按工艺规定的顺序进行，应由里往外扩展组拼。焊接结构当在负温度下组拼时，预留焊缝收缩值宜由实验确定，点焊缝的数量和长度应由计算确定。
6、零件组装应把接缝两侧各50mm内铁锈、毛刷、泥土、油污、冰雪等清理干净，并应保持接缝干燥，没有残留水分。
7、在负温度下露天焊接钢结构时，宜搭设临时防护棚。雨水、雪花不得飘落在炽热的焊缝上。
8、在负温度下制作的钢构件在进行外形尺寸检查验收时，应考虑检查当时的温度影响。焊缝外观检查必须全部合格，等强接头和要求焊透的焊缝必须100％超声波检查，其余焊缝可按30％--50％超声波抽样检查。如设计有要求时，应按设计要求的数量进行检查。负温度下超声波探伤仪用的探头与钢材接触面间应使用不冻结的油基耦合剂。
9、在温度低于0℃的钢构件上涂刷防腐涂层前，应进行涂刷工艺试验。涂刷时必须将构件表面的铁锈、油污、边沿孔洞的飞边毛刺等清楚干净，并保持构件表面干燥。可用热风或红外线照射干燥，干燥温度和时间应由试验确定。雨雪天气或构件上有薄冰时不得进行涂刷工作。
10、在负温度下安装构件时，应根据气温条件编制钢构件安装顺序表，施工中严格按规定的顺序进行安装。平面上应从建筑物的中心逐步向四周扩展安装，立面上宜从下部逐件往上安装。
11、在负温度下安装柱子、主梁、支撑等大构件时应立即进行校正，位置校正正确后应立即进行永久固定。当天安装的构件，应形成空间稳定体系。
12、 负温下使用的钢材及有关连接材料须附有质量证明书,性能符合设计和产品标准的要求。
13、负温下使用的焊条外露不得超过2小时，超过2小时重新烘焙，焊条烘焙次数不超过3次。
14、焊剂在使用前按规定进行烘烤，使其含水量不超过0.1 %。
15、构件下料时，应预留收缩余量，焊接收缩量和压缩变形量应与钢材在负温度下产生的收缩变形量相协调。
16、构件组装时，按工艺规定的顺序由里往外扩展组拼，在负温组拼时做试验确定需要预留的焊缝收缩值。
17、负温下对9mm以上钢板焊接时应采用多层焊接，焊缝由下向上逐层堆焊，每条焊缝一次焊完，如焊接中断，在再次施焊之前先清除焊接缺陷。严禁在焊接母材上引弧。
18、钢结构现场安装时，如遇雪天或风速在6m/s以上，搭设防护棚。
19、不合格的焊缝铲除重焊，按照在负温度下钢结构焊接工艺的规定进行施焊。
20、环境温度低于0℃时，在涂刷防腐涂料前进行涂刷工艺试验，涂刷时必须将构件表面的铁锈、油污、毛刺等物清理干净，并保持表面干燥。雪天或构件上有薄冰时不得进行涂刷工作。
21、冬季运输、堆放钢结构时采取防滑措施，构件堆放场地平整坚实无水坑，地面无结冰。同一型号构件叠放时，构件应保持水平，垫铁放在同一垂直线上，并防止构件溜滑。
22、钢结构安装前根据负温条件下的要求，对其质量进行复验，对制作中漏检及运输堆放时产生变形的构件，在地面上进行修理矫正。
23、使用钢索吊装钢构件时应加防滑隔垫，与构件同时起吊的节点板，安装人员需用的卡具等物用绳索绑扎牢固。
24、根据气温条件编制钢构件安装顺序图表，施工时严格按规定的顺序进行安装。
25、编制钢结构安装焊接工艺，一个构件两端不得同时进行焊接。
26、安装前清除构件表面冰、雪、露，但不得损坏涂层。
27、负温安装的柱子、主梁立即进行矫正，位置校正正确立即永久固定，当天安装的构件要形成稳定的空间体系。
28、高强螺栓接头安装时构件摩擦面不得有积雪结冰，不得接触泥土、油污等赃物。
29、负温下钢结构安装质量除遵守《钢结构工程施工及验收规范》（GB50250）要求外，还应按设计要求进行检查验收。
六、设备
1、设备安装前检查其接管,封口应完好，并将积水排净，安装后凡敞开的进出口均应封闭好，防止雨雪侵入设备内。
2、在贮罐安装过程中，四周防护措施要作好，避免焊工在施焊时出现安全事故，在罐顶施工时，按要求拴好安全带，确保在施工中的人身安全。
3、冬雨季施工期间焊接注意事项   
3.1 焊条二级库必须保持一定的温度、湿度、通风良好，焊条堆放应与地面、墙壁保持一定的距离，防止焊条受潮变质。   
3.2 下雨天不得进行冒雨焊接，应在有防雨雪和防风设施的区域进行焊接作业；在冬雨季对温度较大的工件施焊时，应先将焊缝两侧100mm左右的区域预热到40～50℃，以除去潮气和水份。  
3.3 在冬季对刚性较大的工件点焊时，焊肉应比常温厚1.5倍，防止因气温较低，点焊开裂。   
3.4 冬雨季要特别注意焊条保温桶的密闭，严防受潮。   
3.5 当焊件表面潮温、覆盖有冰雪，或在下雨、下雪刮风期间，焊工及焊件无保护措施时，不应进行焊接。
3.6 施工中施焊严禁在设备上引弧，焊机零线不可搭接在设备上。
4、设备的液体试压必须执行TSG 21《压力容器技术安全规程》的规定：
Q345B、Q370R、07MnMoVR制压力容器进行液压试验时，液体温度不得低于5℃；其他碳钢和低合金钢制容器进行液压试验时，试验温度不得低于15℃；低温容器液压试验的液体温度应不低于壳体材料和焊接接头的冲击试验温度（取其最高者）加20℃。如果由于板厚等因素造成材料无塑性转变温度升高，则需相应提高试验温度。
  当有试验数据支持时，可使用较低温度液体进行试验，但试验时应保证试验温度（容器器壁金属温度）比容器器壁无塑性转变温度至少高30℃。
七、其他
  环境温度低于5℃时，不易进行电缆的铺设。
八、冬期施工的消防、安全要求
1、冬期施工所用的保温防护材料要有阻燃要求。
2、严禁交叉作业，明火施工必须申领用火证，设专人看火并应备有灭火、消防措施。
3、易燃、有毒、化学物品专库存放，收发设专人负责。
4、正确佩带安全帽（带），攀爬作业要赤手进行，作业平台要有防滑措施。
5、加强日常安全检查和临边防护。
6、加强临电日常管理，缆线、设施要定期维护检修。
7、进场物资应满足方案保温要求和防火环保要求。
8、进场物资要留有一定的富余量，能满足寒流到来时工程的保温要求。

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