焊接标准4103
本标准适用于使用碳钢钢管、低合金钢钢管及其管件输送原油、成品油及气体燃料等介质的长输管道，压气站管网和泵站管网的安装焊接。适用的焊接接头型式为对接接头，角接接头和搭接接头适用的焊接方法为电弧焊、气电焊和气焊，它们包括的具体焊接方法为药皮焊条电弧焊、埋弧焊，熔化极及非熔化极气保护电弧焊，药芯焊丝自保护焊和气焊，以及上述方法之间相互组合的焊接方法。适用的焊接位置为固定焊、旋转焊，或者两种位置的结合。使用碳钢钢管，低合金钢钢管及其管件输送原油、成品油及气体燃料等介质的其他集输和分输管网的安装焊接也可采用本标准。本标准规定了对管道安装焊接接头进行破坏性试验验收标准．射线探伤验收标准和射线引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订。使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性：GB／T3092—低压流体输送用焊接钢管GB3275--焊接名词术语GB5117--碳钢焊条GB5118--低合金钢焊条GB5293-碳素钢埋弧焊用焊剂GB5618--线--二氧化碳气体保护焊用钢焊丝
本标准中所使用的焊接术语均按GB3375的规定并按本章予以补充和修订。3.1业主company工程的主管单位或建设单位，或由其委派或授权的单位或代表。3.2承包者contractor负责本标准中所述工程任务的承包单位和施工单位。3.3焊缝weld管与管、管与管件或管与管件之间所完成的连接焊缝。3.4焊接工艺规程qualifiedweldingprocedure用经过评定合格的焊接工艺编制的用于工程施工的一整套详细的焊接技术规定和程序。按照此规程焊接可以保证焊缝具有合格的焊接质量和合格的力学性能。3.5合格焊工qualifiedwelder按照本标准第五章或第六章的要求考试合格的焊工。3.6固定焊positionwelding焊接时被焊的管或管件固定不动。
借助设备进行电弧焊，全部焊接过程无须焊工对电弧或焊条进行操作，焊工只起引导作用，因此可不要求焊工的手工技能。
4.1设备气焊和电弧焊所用设备应能满足焊接工艺要求，具有良好的工作状态和安全性。凡不符合这些要求的焊接设备应予修复或更换。4.2材料4.2.1管材及管件本标准适用于焊接符合下列最新版本的规范中的管材和管件：GB/T3092—低压流体输送用焊接钢管GB8163—输送流体用无缝钢管GB9711—石油天然气输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管GB/T13793—直缝电焊钢管SY5297—石油天然气输送管道用直缝电阻焊钢管SY/T5037—普通流体输送管道用螺旋缝埋弧焊钢管SY/T5038--普通流体输送管道用螺旋缝高频焊钢管APISpec5L管线管规范适用的ASTM标准本标准也适用于未按照上述规范制造，但其化学成分和力学性能满足上述标准规定的材料。
4.2.2.1类型和规格所有填充金属应符合下列任一标准：GB5117碳钢焊条GB5118低合金钢焊条GB5293碳素钢埋弧焊用焊剂GB8110二氧化碳气体保护焊用钢焊丝GB10045碳钢药芯焊丝GB12470低合金钢埋弧焊用焊剂AWSA5．1碳钢药皮电弧焊焊条AWSA5．2铸铁和钢质气焊焊丝AWSA5．5低合金钢药皮电弧焊焊条AWSA5．17埋弧焊碳钢焊丝及焊剂AWSA5．18气保护电弧焊碳钢填充金属AWSA5．20碳钢药芯电弧焊焊丝AWSA5．28气体保护电弧焊低合金钢填充金属AWSA5．29低合金钢药芯电弧焊焊丝
4.2.2.2填充金属及焊剂的保管和搬运在保管和搬运时，应符合生产厂家的规定，并应避免损坏填充金属和焊剂及其包装。包装开启后，应保护其不致变质，药皮焊条应避免受潮湿。凡有损坏或变质迹象的填充金属和焊剂不应使用。
保护气体分为惰性气体、活性气体及惰性气体和活性气体的组合。保护气体的纯度和干燥度应满足焊接工艺规程的要求。
保护气体应盛于容器中、容器的贮存应远离高温环境，其他气体不应混入容器中。若保护气体的质量存在问题，就不应使用。
5.1 工艺评定 在焊接生产开始之前，应制定详细的焊接工艺指导书，并对此焊接工艺进行评定。工艺评定的目的在于验证用此工艺能否得到具有合格力学性能(如强度、塑性和硬度)的完好焊接接头。 应使用破坏性试验检验焊接接头的质量和性能。应依据评定合格的工艺编制焊接工艺规程。 除了业主特别通知变更5．4中所列的项目外，这些焊接工艺规程应予以遵守。
应对评定合格的焊接工艺的各项细节进行详细记录，并应记录焊接工艺评定试验的各项结果，记录应使用类似于图1和图2的表格进行。在该焊接工艺规程使用期间内应保存好这些记录。
适用的管子和管件材料分组见5.4.2.2，但评定试验应选择改组材料中具有最高规定屈服强度的材料进行。
应确定焊接工艺规程适用的直径和壁厚范围，其分组见6．2．2中的d)和e)。
应画出接头的简图。简图应指明坡口角度、钝边尺寸和根部间隙。填角焊缝应指明形状和尺寸，如使用垫板时，还需指明其形式。
应指明使用的火焰类型(中性焰、碳化焰或氧化焰)。规定每种规格焊丝适用的焊矩喷嘴的尺寸。
业主名称 焊接方法 材料 直径和壁厚 接头结构型式 填充金属和焊道层数 焊接位置 焊接方向
焊工数量 焊道之间的时间间隔 对口器类型及其拆卸 清理和(或)打磨 预热和应力消除 保护气体和流量 保护焊剂 焊接速度 附图和附表
应规定完成根焊道之后至开始第二焊道之间的最长时间间隔。以及完成第二焊道之后与开始其他焊道之间的最长时间间隔。
应规定是否使用对口器，使用内对口器或外对口器。如果使用对口器，在拆移对口器时应规定完成根焊道长度的最小百分数。
应规定预热和焊后热处理的加热方法，温度、温度控制方法，以及需预热和焊后热处理的环境温度的范围。
5.4.1 概述 当焊接工艺规程有5．4．2中规定的基本要素变更时，应对焊接工艺重新评定。当焊接工艺规程有5．4．2中规定的基本要素以外的变更时，应修订焊接工艺规程，但不必对焊接工艺重新评定。 5.4.2 基本要素 5.4.2.1焊接方法 焊接工艺规程中焊接方法的变更。
c)对最小屈服强度为448MPa或高于此值的各级碳钢及低合金钢均应进行单独的评定试验。
注：5．4．2．2中的分组并不奉示上述每组中所有的管材可任意代用已做过焊接工艺评定的管材或填充材料，还应考虑管材和填充金属在冶金特性、力学性能以及对预热和焊后热处理的要求的不同。
接头设计的重大变更(如V型坡口改为U型坡口，或反之)。坡口角度或钝边的变更不属于基本要素。
b)对于规定最小屈服强度大于或等于448MPa的管材(见5．4．2．2)填充金属型号的变更。
可以在5．4．2．2a)和b)中规定的分组内变更填充金属，但应从力学性能的角度保持母材和填充金属的一致性。
用此方法准备的某些自动焊或半自动焊(有时也包括手工焊)的刻槽锤断试样，有可能断在母材上而不断在焊缝上。当前一次试验表明可能会在母材处断裂时，为保证断口断在焊缝上。则可在焊缝外表面余高上刻槽，但是深度从焊缝表面算起不得超过1． 6mm 如果业主要求的话。
可以对用半自动焊或自动焊方法进行工艺评定的刻槽锤断试样在刻槽前先进行宏观腐蚀检查。
刻槽锤断试样可在拉伸机上拉断；或支承两端，打击中部锤断：或支承一端，打击另一端锤断。焊缝暴露面应至少19mm宽.
一种气体换成另一种气体或一种混合气体换成另一种混合气体，或保护气体流量范围较大地增加或减少。
试样取样应按图2指定的位置进行，试样的最少数量及试验项目见表2。试样应按照图4、 图5、图6或图7的要求准备。对于直径小于60．3mm的管子、应焊接两个试验焊口以满足所需的试样数量。试样的试验应在试样空冷至室温后进行。对于直径小于或等于33．4mm的管子，可用一个完整管段(全尺寸)试样的拉伸试验代替两个刻槽锤断试样和两个背弯试样。全尺寸试样的试验应按照5．6．2．2的规定进行，且应符合5．6．2．3的要求。
拉伸试样(如图4所示)约230mm长，25mm宽，制样可通过机械切割或氧气切割的方法进行。除有缺口或不平行外，试样不要求进行其他加工。如有需要，应进行机加工处理使试样边缘光滑和平行。
以以拉伸试验时最大载荷除以试样在拉伸前测定的最小截面积，就可计算出抗拉强度。
每个试样的抗拉强度应大于或等于管材的规定最小抗拉强度，但不需要大于或等于管材的实际抗拉强度。
如果试样断在母材上，且抗拉强度大于或等于管材规定的最小抗拉强度时，则该试样合格。
如果试样断在焊缝或熔合区，其抗拉强度大于或等于管材规定的最小抗拉强度时，且断面缺陷符合5．6．3．3的要求，则该试样合格。
如果试样是在低于管材规定的最小抗拉强度下断裂，则该焊口不合格，应重新试验。
刻槽锤断试样(如图5所示)约230mm长，25mm宽，制样可通过机械切割或氧气切割的方法进行。用钢锯在试样两侧焊缝断面的中心(以根焊道为准)锯槽，每个刻槽深度约为3mm。
每个刻槽锤断试样的断裂面应完全焊透和熔合任何气孔的最大尺寸应不大于1.6mm.且所有气孔的累计面积应不大于断裂面积的2%.夹渣深度应小于0.8mm,长度应不大于钢管公称壁厚的1/2,且小于3.2mm.。相邻夹渣之间至少应有12.7mm无缺陷的焊缝金属,测量方法如图8所示。
背弯和面弯试验试样约230mm长.25mm宽,且其长边缘应磨成圆角(如图6所示)。制样可通过机械切割或氧气切割的方法进行。焊缝内外表面余高应去处至少与试样母材表面平齐。加工的表面应光滑，加工痕迹应轻微并垂直于焊缝轴线方法
背弯和面弯试样应在导向弯曲试验膜具上弯曲,模具如图9所示。试样以焊缝为中心放置于下模上。面弯试验以焊缝外表面朝向下模，背弯试验以焊缝内表面朝向下模，施给上模压力，将试样压入下模内，直到试样弯曲成近似U形。
弯曲后,试样拉伸弯曲表面上的焊缝和熔合线区域所发现的任何方向上的任一裂纹或其它缺陷尺寸应不大于公称壁厚的1/2,且不大于3.2mm。除非发现其它缺陷，优势样边缘上产生的裂纹长度在任何方向上可不大于6.4mm
侧弯试样约230mm长,12.7mm宽,且其长边缘应磨成圆角(如图7所示)。试样可以通过机械切割或氧气切割的方法制成宽度约19mm的粗样，然后用机加工或磨削制成12.7mm宽的试验试样.试样各表面应光滑平行。焊缝的内外表面余高应去处至与试件表面平齐。
侧弯试样应在类似于图9所示的导向弯曲试验模具上弯曲。将试样以焊缝为中心放在下模上，焊缝表面与模具成90。施给上模压力，将试样压人下模内，直到试样弯曲成近似U形。
试样取样应按图10指定的位置进行。试样应至少4件，并按图11进行准备。制样可通过机械切割或氧气切割的方法进行。试样应至少25．4mm宽，并有足够的长度使之能在焊缝处断裂。对于直径小于60．3mm的管子，为满足所需的试样数量，应焊接两个试验焊口。试样应在空冷至室温后进行试验。
c)夹渣深度不大于0．8mm，长度不大于公称管壁厚的1／2，且不大于3．2mm；
d)相邻夹渣之间应至少有12．7mm的无缺陷焊接金属，测量方法如图8所示。
6.1概述 焊工资格考试的目的是检验焊工能否使用经过评定合格的焊接工艺规程焊接出合格的对接或角接管焊缝 在进行管道安装焊接之前应按照6.2或6.3中的规定对焊工进行资格考试。 某一焊接工艺评定合格后，焊接试验管焊缝的焊工自然具有该焊接工艺规定的相应焊接资格. 在资格考试前，应给焊工一定的时间熟悉和调整考试用焊接设备。 焊工在资格考试时,应使用和管道安装焊接时相同的焊接技术和焊接速度。 焊工资格的考试工作应在业主代表在场的情况下进行。 焊工应按照6．2．1的要求焊接一个完整的管接头或管接头的扇形段。当焊接管接头扇形段时,应将其支承在具有典型的平焊、立焊和仰焊的位置。 当焊接工艺规程中有6．2．2和6．3．2中规定的基本要素变更时，应重新对焊工进行资格考试需重新进行焊工资格考试的基本要素与焊接工艺评定的基本要素不同。
取单项资格时，每个焊工应使用评定合格的焊接工艺规程，焊接一个完整的管接头或一个管接头的扇形段作为考试焊口。
当取对接管资格时，应选择旋转焊接位置或固定焊接位置进行。当选择固定焊接位置时，管轴线G)，或垂直于水平线G)，或是倾斜于水平线G)。
当取支管联接资格、角焊接头资格或其他类型接头的单项资格时，应按照专用的焊接工艺规程进行。取得的资格范围应限定在该工艺规程规定的范围内。
当使用的焊接工艺规程有6.2.2中所述的基本要素变更时，应重新对焊工资格进行考试。
若考试焊口经检验和试验符合6．4和6．5或6．6的要求，则应给焊工颁发相应的单项资格证。
除了焊接工艺规程有以下基本要素的变更外，按照6．2．1的规定取得资格的焊工可以进行规定范
围内的焊接工作。当焊接工艺规程有下列基本要素变更时，焊工应重新进行资格考试。
c) 填充金属组别从l组或2组变为3组，或从3组变为l组或2组(见表1)
f)焊接位置的变更(如从旋转焊变为固定焊;或从垂直焊接位置(2G)变为水平焊接位置(5G).或反之).。若焊工已取得45。倾斜固定管资格（6G）,则可焊接任意焊接位置的对接焊
g)接头设计的变更(如由无垫板变为有垫板;或由V型坡口变为U型坡口,或反之).
第一， 固定焊接位置对接焊。管位置可以是水平固定(5G)，或是倾斜固定(6G)。管外径应不小于168.3mm，公称管壁厚不小于6.4mm，焊口内表面无条形垫板。考试焊口的试样应从图12所示的位置上取样或按图12所示的顺序，在相对位置上取样。对于各种直径的管子，相邻试样试验类型的顺序应与图12中所示的顺序相同。若考试焊口经检验和试验符合6．4和6．5或6．6的要求，则焊接该焊口的焊工通过第一项考试。
第二， 支管联接。考试的焊工应独立完成支管联接所需的所有画线、切割、组对和焊接工作。考试用管的外径应不小于168．3mm，公称管壁厚应不小于6．4mm.在主管上切割一全尺寸孔。焊接时，应使主管管轴线在水平位置,支管管轴线与主管管轴线垂直，支管在主管下方。焊接完成后,焊缝外观应整齐均匀。
在整个圆周上，焊缝应完全焊透。根焊道不得有任何超过6.4mm的烧穿。在焊缝任何304．8mm的连续长度中，未经修补的烧穿，其最大尺寸的累积长度应不超过12．7mm。
按照图10所示位置从管接头上切取4块刻槽锤断试样。试样应按照5．8．1和5．8．2的规定进行准备和试验，其断裂面上缺陷应符合5．8．3的要求。
如果焊工已按6．3．1中所述的方法通过两项考试，且考试用管的外径大于或等于323.9mm,则该焊工取得全项资格，可以焊接所有焊接位置、管壁厚、管外径，接头型式和管件的焊口。
如果焊工已按6．3．1中所述的方法通过两项考试，且考试用管的外径小于323.9mm；则该焊工取得全项资格，可以焊接所有焊接位置、管壁厚、接头型式和管件的焊口，管外径应小于或等于其考试用管的外径。
c)填充金属类别由l组或2组变为3组，或从3组变为1组或2组 (见表1)
考试焊口的焊缝，除盖面焊道的咬边外,应无裂纹，未焊透，烧穿及其他缺陷。焊缝应整齐均匀，盖面焊道的咬边深度应不大于管壁厚的12．5％，且不超过0．8mm。在焊缝任何304.8mm的连续长度中，累计咬边长度应不大于50．8mm。
当考试焊口是完整管接头时．应按照图12中所示的位置在每个考试焊口上取样：当考试焊口