焊接標準4103
本標準適用于使用碳鋼鋼管、低合金鋼鋼管及其管件輸送原油、成品油及氣體燃料等介質的長輸管道，壓氣站管網(wǎng)和泵站管網(wǎng)的安裝焊接。適用的焊接接頭型式為對接接頭，角接接頭和搭接接頭適用的焊接方法為電弧焊、氣電焊和氣焊，它們包括的具體焊接方法為藥皮焊條電弧焊、埋弧焊，熔化極及非熔化極氣保護電弧焊，藥芯焊絲自保護焊和氣焊，以及上述方法之間相互組合的焊接方法。適用的焊接位置為固定焊、旋轉焊，或者兩種位置的結合。使用碳鋼鋼管，低合金鋼鋼管及其管件輸送原油、成品油及氣體燃料等介質的其他集輸和分輸管網(wǎng)的安裝焊接也可采用本標準。本標準規(guī)定了對管道安裝焊接接頭進行破壞性試驗驗收標準．射線探傷驗收標準和射線引用標準
下列標準所包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。在本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂。使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性：GB／T3092—低壓流體輸送用焊接鋼管GB3275--焊接名詞術語GB5117--碳鋼焊條GB5118--低合金鋼焊條GB5293-碳素鋼埋弧焊用焊劑GB5618--線--二氧化碳氣體保護焊用鋼焊絲
本標準中所使用的焊接術語均按GB3375的規(guī)定并按本章予以補充和修訂。3.1業(yè)主company工程的主管單位或建設單位，或由其委派或授權的單位或代表。3.2承包者contractor負責本標準中所述工程任務的承包單位和施工單位。3.3焊縫weld管與管、管與管件或管與管件之間所完成的連接焊縫。3.4焊接工藝規(guī)程qualifiedweldingprocedure用經(jīng)過評定合格的焊接工藝編制的用于工程施工的一整套詳細的焊接技術規(guī)定和程序。按照此規(guī)程焊接可以保證焊縫具有合格的焊接質量和合格的力學性能。3.5合格焊工qualifiedwelder按照本標準第五章或第六章的要求考試合格的焊工。3.6固定焊positionwelding焊接時被焊的管或管件固定不動。
借助設備進行電弧焊，全部焊接過程無須焊工對電弧或焊條進行操作，焊工只起引導作用，因此可不要求焊工的手工技能。
4.1設備氣焊和電弧焊所用設備應能滿足焊接工藝要求，具有良好的工作狀態(tài)和安全性。凡不符合這些要求的焊接設備應予修復或更換。4.2材料4.2.1管材及管件本標準適用于焊接符合下列最新版本的規(guī)范中的管材和管件：GB/T3092—低壓流體輸送用焊接鋼管GB8163—輸送流體用無縫鋼管GB9711—石油天然氣輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管GB/T13793—直縫電焊鋼管SY5297—石油天然氣輸送管道用直縫電阻焊鋼管SY/T5037—普通流體輸送管道用螺旋縫埋弧焊鋼管SY/T5038--普通流體輸送管道用螺旋縫高頻焊鋼管APISpec5L管線管規(guī)范適用的ASTM標準本標準也適用于未按照上述規(guī)范制造，但其化學成分和力學性能滿足上述標準規(guī)定的材料。
4.2.2.1類型和規(guī)格所有填充金屬應符合下列任一標準：GB5117碳鋼焊條GB5118低合金鋼焊條GB5293碳素鋼埋弧焊用焊劑GB8110二氧化碳氣體保護焊用鋼焊絲GB10045碳鋼藥芯焊絲GB12470低合金鋼埋弧焊用焊劑AWSA5．1碳鋼藥皮電弧焊焊條AWSA5．2鑄鐵和鋼質氣焊焊絲AWSA5．5低合金鋼藥皮電弧焊焊條AWSA5．17埋弧焊碳鋼焊絲及焊劑AWSA5．18氣保護電弧焊碳鋼填充金屬AWSA5．20碳鋼藥芯電弧焊焊絲AWSA5．28氣體保護電弧焊低合金鋼填充金屬AWSA5．29低合金鋼藥芯電弧焊焊絲
4.2.2.2填充金屬及焊劑的保管和搬運在保管和搬運時，應符合生產廠家的規(guī)定，并應避免損壞填充金屬和焊劑及其包裝。包裝開啟后，應保護其不致變質，藥皮焊條應避免受潮濕。凡有損壞或變質跡象的填充金屬和焊劑不應使用。
保護氣體分為惰性氣體、活性氣體及惰性氣體和活性氣體的組合。保護氣體的純度和干燥度應滿足焊接工藝規(guī)程的要求。
保護氣體應盛于容器中、容器的貯存應遠離高溫環(huán)境，其他氣體不應混入容器中。若保護氣體的質量存在問題，就不應使用。
5.1 工藝評定 在焊接生產開始之前，應制定詳細的焊接工藝指導書，并對此焊接工藝進行評定。工藝評定的目的在于驗證用此工藝能否得到具有合格力學性能(如強度、塑性和硬度)的完好焊接接頭。 應使用破壞性試驗檢驗焊接接頭的質量和性能。應依據(jù)評定合格的工藝編制焊接工藝規(guī)程。 除了業(yè)主特別通知變更5．4中所列的項目外，這些焊接工藝規(guī)程應予以遵守。
應對評定合格的焊接工藝的各項細節(jié)進行詳細記錄，并應記錄焊接工藝評定試驗的各項結果，記錄應使用類似于圖1和圖2的表格進行。在該焊接工藝規(guī)程使用期間內應保存好這些記錄。
適用的管子和管件材料分組見5.4.2.2，但評定試驗應選擇改組材料中具有最高規(guī)定屈服強度的材料進行。
應確定焊接工藝規(guī)程適用的直徑和壁厚范圍，其分組見6．2．2中的d)和e)。
應畫出接頭的簡圖。簡圖應指明坡口角度、鈍邊尺寸和根部間隙。填角焊縫應指明形狀和尺寸，如使用墊板時，還需指明其形式。
應指明使用的火焰類型(中性焰、碳化焰或氧化焰)。規(guī)定每種規(guī)格焊絲適用的焊矩噴嘴的尺寸。
業(yè)主名稱 焊接方法 材料 直徑和壁厚 接頭結構型式 填充金屬和焊道層數(shù) 焊接位置 焊接方向
焊工數(shù)量 焊道之間的時間間隔 對口器類型及其拆卸 清理和(或)打磨 預熱和應力消除 保護氣體和流量 保護焊劑 焊接速度 附圖和附表
應規(guī)定完成根焊道之后至開始第二焊道之間的最長時間間隔。以及完成第二焊道之后與開始其他焊道之間的最長時間間隔。
應規(guī)定是否使用對口器，使用內對口器或外對口器。如果使用對口器，在拆移對口器時應規(guī)定完成根焊道長度的最小百分數(shù)。
應規(guī)定預熱和焊后熱處理的加熱方法，溫度、溫度控制方法，以及需預熱和焊后熱處理的環(huán)境溫度的范圍。
5.4.1 概述 當焊接工藝規(guī)程有5．4．2中規(guī)定的基本要素變更時，應對焊接工藝重新評定。當焊接工藝規(guī)程有5．4．2中規(guī)定的基本要素以外的變更時，應修訂焊接工藝規(guī)程，但不必對焊接工藝重新評定。 5.4.2 基本要素 5.4.2.1焊接方法 焊接工藝規(guī)程中焊接方法的變更。
c)對最小屈服強度為448MPa或高于此值的各級碳鋼及低合金鋼均應進行單獨的評定試驗。
注：5．4．2．2中的分組并不奉示上述每組中所有的管材可任意代用已做過焊接工藝評定的管材或填充材料，還應考慮管材和填充金屬在冶金特性、力學性能以及對預熱和焊后熱處理的要求的不同。
接頭設計的重大變更(如V型坡口改為U型坡口，或反之)。坡口角度或鈍邊的變更不屬于基本要素。
b)對于規(guī)定最小屈服強度大于或等于448MPa的管材(見5．4．2．2)填充金屬型號的變更。
可以在5．4．2．2a)和b)中規(guī)定的分組內變更填充金屬，但應從力學性能的角度保持母材和填充金屬的一致性。
用此方法準備的某些自動焊或半自動焊(有時也包括手工焊)的刻槽錘斷試樣，有可能斷在母材上而不斷在焊縫上。當前一次試驗表明可能會在母材處斷裂時，為保證斷口斷在焊縫上。則可在焊縫外表面余高上刻槽，但是深度從焊縫表面算起不得超過1． 6mm 如果業(yè)主要求的話。
可以對用半自動焊或自動焊方法進行工藝評定的刻槽錘斷試樣在刻槽前先進行宏觀腐蝕檢查。
刻槽錘斷試樣可在拉伸機上拉斷；或支承兩端，打擊中部錘斷：或支承一端，打擊另一端錘斷。焊縫暴露面應至少19mm寬.
一種氣體換成另一種氣體或一種混合氣體換成另一種混合氣體，或保護氣體流量范圍較大地增加或減少。
試樣取樣應按圖2指定的位置進行，試樣的最少數(shù)量及試驗項目見表2。試樣應按照圖4、 圖5、圖6或圖7的要求準備。對于直徑小于60．3mm的管子、應焊接兩個試驗焊口以滿足所需的試樣數(shù)量。試樣的試驗應在試樣空冷至室溫后進行。對于直徑小于或等于33．4mm的管子，可用一個完整管段(全尺寸)試樣的拉伸試驗代替兩個刻槽錘斷試樣和兩個背彎試樣。全尺寸試樣的試驗應按照5．6．2．2的規(guī)定進行，且應符合5．6．2．3的要求。
拉伸試樣(如圖4所示)約230mm長，25mm寬，制樣可通過機械切割或氧氣切割的方法進行。除有缺口或不平行外，試樣不要求進行其他加工。如有需要，應進行機加工處理使試樣邊緣光滑和平行。
以以拉伸試驗時最大載荷除以試樣在拉伸前測定的最小截面積，就可計算出抗拉強度。
每個試樣的抗拉強度應大于或等于管材的規(guī)定最小抗拉強度，但不需要大于或等于管材的實際抗拉強度。
如果試樣斷在母材上，且抗拉強度大于或等于管材規(guī)定的最小抗拉強度時，則該試樣合格。
如果試樣斷在焊縫或熔合區(qū)，其抗拉強度大于或等于管材規(guī)定的最小抗拉強度時，且斷面缺陷符合5．6．3．3的要求，則該試樣合格。
如果試樣是在低于管材規(guī)定的最小抗拉強度下斷裂，則該焊口不合格，應重新試驗。
刻槽錘斷試樣(如圖5所示)約230mm長，25mm寬，制樣可通過機械切割或氧氣切割的方法進行。用鋼鋸在試樣兩側焊縫斷面的中心(以根焊道為準)鋸槽，每個刻槽深度約為3mm。
每個刻槽錘斷試樣的斷裂面應完全焊透和熔合任何氣孔的最大尺寸應不大于1.6mm.且所有氣孔的累計面積應不大于斷裂面積的2%.夾渣深度應小于0.8mm,長度應不大于鋼管公稱壁厚的1/2,且小于3.2mm.。相鄰夾渣之間至少應有12.7mm無缺陷的焊縫金屬,測量方法如圖8所示。
背彎和面彎試驗試樣約230mm長.25mm寬,且其長邊緣應磨成圓角(如圖6所示)。制樣可通過機械切割或氧氣切割的方法進行。焊縫內外表面余高應去處至少與試樣母材表面平齊。加工的表面應光滑，加工痕跡應輕微并垂直于焊縫軸線方法
背彎和面彎試樣應在導向彎曲試驗膜具上彎曲,模具如圖9所示。試樣以焊縫為中心放置于下模上。面彎試驗以焊縫外表面朝向下模，背彎試驗以焊縫內表面朝向下模，施給上模壓力，將試樣壓入下模內，直到試樣彎曲成近似U形。
彎曲后,試樣拉伸彎曲表面上的焊縫和熔合線區(qū)域所發(fā)現(xiàn)的任何方向上的任一裂紋或其它缺陷尺寸應不大于公稱壁厚的1/2,且不大于3.2mm。除非發(fā)現(xiàn)其它缺陷，優(yōu)勢樣邊緣上產生的裂紋長度在任何方向上可不大于6.4mm
側彎試樣約230mm長,12.7mm寬,且其長邊緣應磨成圓角(如圖7所示)。試樣可以通過機械切割或氧氣切割的方法制成寬度約19mm的粗樣，然后用機加工或磨削制成12.7mm寬的試驗試樣.試樣各表面應光滑平行。焊縫的內外表面余高應去處至與試件表面平齊。
側彎試樣應在類似于圖9所示的導向彎曲試驗模具上彎曲。將試樣以焊縫為中心放在下模上，焊縫表面與模具成90。施給上模壓力，將試樣壓人下模內，直到試樣彎曲成近似U形。
試樣取樣應按圖10指定的位置進行。試樣應至少4件，并按圖11進行準備。制樣可通過機械切割或氧氣切割的方法進行。試樣應至少25．4mm寬，并有足夠的長度使之能在焊縫處斷裂。對于直徑小于60．3mm的管子，為滿足所需的試樣數(shù)量，應焊接兩個試驗焊口。試樣應在空冷至室溫后進行試驗。
c)夾渣深度不大于0．8mm，長度不大于公稱管壁厚的1／2，且不大于3．2mm；
d)相鄰夾渣之間應至少有12．7mm的無缺陷焊接金屬，測量方法如圖8所示。
6.1概述 焊工資格考試的目的是檢驗焊工能否使用經(jīng)過評定合格的焊接工藝規(guī)程焊接出合格的對接或角接管焊縫 在進行管道安裝焊接之前應按照6.2或6.3中的規(guī)定對焊工進行資格考試。 某一焊接工藝評定合格后，焊接試驗管焊縫的焊工自然具有該焊接工藝規(guī)定的相應焊接資格. 在資格考試前，應給焊工一定的時間熟悉和調整考試用焊接設備。 焊工在資格考試時,應使用和管道安裝焊接時相同的焊接技術和焊接速度。 焊工資格的考試工作應在業(yè)主代表在場的情況下進行。 焊工應按照6．2．1的要求焊接一個完整的管接頭或管接頭的扇形段。當焊接管接頭扇形段時,應將其支承在具有典型的平焊、立焊和仰焊的位置。 當焊接工藝規(guī)程中有6．2．2和6．3．2中規(guī)定的基本要素變更時，應重新對焊工進行資格考試需重新進行焊工資格考試的基本要素與焊接工藝評定的基本要素不同。
取單項資格時，每個焊工應使用評定合格的焊接工藝規(guī)程，焊接一個完整的管接頭或一個管接頭的扇形段作為考試焊口。
當取對接管資格時，應選擇旋轉焊接位置或固定焊接位置進行。當選擇固定焊接位置時，管軸線G)，或垂直于水平線G)，或是傾斜于水平線G)。
當取支管聯(lián)接資格、角焊接頭資格或其他類型接頭的單項資格時，應按照專用的焊接工藝規(guī)程進行。取得的資格范圍應限定在該工藝規(guī)程規(guī)定的范圍內。
當使用的焊接工藝規(guī)程有6.2.2中所述的基本要素變更時，應重新對焊工資格進行考試。
若考試焊口經(jīng)檢驗和試驗符合6．4和6．5或6．6的要求，則應給焊工頒發(fā)相應的單項資格證。
除了焊接工藝規(guī)程有以下基本要素的變更外，按照6．2．1的規(guī)定取得資格的焊工可以進行規(guī)定范
圍內的焊接工作。當焊接工藝規(guī)程有下列基本要素變更時，焊工應重新進行資格考試。
c) 填充金屬組別從l組或2組變?yōu)?組，或從3組變?yōu)閘組或2組(見表1)
f)焊接位置的變更(如從旋轉焊變?yōu)楣潭ê?或從垂直焊接位置(2G)變?yōu)樗胶附游恢?5G).或反之).。若焊工已取得45。傾斜固定管資格（6G）,則可焊接任意焊接位置的對接焊
g)接頭設計的變更(如由無墊板變?yōu)橛袎|板;或由V型坡口變?yōu)閁型坡口,或反之).
第一， 固定焊接位置對接焊。管位置可以是水平固定(5G)，或是傾斜固定(6G)。管外徑應不小于168.3mm，公稱管壁厚不小于6.4mm，焊口內表面無條形墊板。考試焊口的試樣應從圖12所示的位置上取樣或按圖12所示的順序，在相對位置上取樣。對于各種直徑的管子，相鄰試樣試驗類型的順序應與圖12中所示的順序相同。若考試焊口經(jīng)檢驗和試驗符合6．4和6．5或6．6的要求，則焊接該焊口的焊工通過第一項考試。
第二， 支管聯(lián)接?？荚嚨暮腹毩⑼瓿芍Ч苈?lián)接所需的所有畫線、切割、組對和焊接工作?？荚囉霉艿耐鈴綉恍∮?68．3mm，公稱管壁厚應不小于6．4mm.在主管上切割一全尺寸孔。焊接時，應使主管管軸線在水平位置,支管管軸線與主管管軸線垂直，支管在主管下方。焊接完成后,焊縫外觀應整齊均勻。
在整個圓周上，焊縫應完全焊透。根焊道不得有任何超過6.4mm的燒穿。在焊縫任何304．8mm的連續(xù)長度中，未經(jīng)修補的燒穿，其最大尺寸的累積長度應不超過12．7mm。
按照圖10所示位置從管接頭上切取4塊刻槽錘斷試樣。試樣應按照5．8．1和5．8．2的規(guī)定進行準備和試驗，其斷裂面上缺陷應符合5．8．3的要求。
如果焊工已按6．3．1中所述的方法通過兩項考試，且考試用管的外徑大于或等于323.9mm,則該焊工取得全項資格，可以焊接所有焊接位置、管壁厚、管外徑，接頭型式和管件的焊口。
如果焊工已按6．3．1中所述的方法通過兩項考試，且考試用管的外徑小于323.9mm；則該焊工取得全項資格，可以焊接所有焊接位置、管壁厚、接頭型式和管件的焊口，管外徑應小于或等于其考試用管的外徑。
c)填充金屬類別由l組或2組變?yōu)?組，或從3組變?yōu)?組或2組 (見表1)
考試焊口的焊縫，除蓋面焊道的咬邊外,應無裂紋，未焊透，燒穿及其他缺陷。焊縫應整齊均勻，蓋面焊道的咬邊深度應不大于管壁厚的12．5％，且不超過0．8mm。在焊縫任何304.8mm的連續(xù)長度中，累計咬邊長度應不大于50．8mm。
當考試焊口是完整管接頭時．應按照圖12中所示的位置在每個考試焊口上取樣：當考試焊口