在役管道焊接管理規(guī)定

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在役管道焊接管理規(guī)定文件編號：XNGD/ZY.gd.02-13-2012

頁碼：1/86

1目的

為規(guī)范在役管道焊接管理，提高在役管道焊接質(zhì)量和安全性，制定

本規(guī)定。

2范圍

本規(guī)定適用于公司所管轄在役管道焊接的管理。

3術(shù)語和定義

3.1在役管道焊接

本規(guī)定所稱在役管道焊接是指公司所管轄投產(chǎn)后管道的焊接操作。

4職責

4.1管道處是在役管道焊接的業(yè)務(wù)管理部門，負責指導、檢查、監(jiān)督在

役管道焊接管理工作。

4.2所屬各單位負責轄區(qū)在役管道焊接過程的全面管理工作。

4.3在役管道實施焊接操作單位負責在役管道焊接，執(zhí)行在役管道焊接

管理規(guī)定以及其他安全事宜。

5管理內(nèi)容

5.1在役管道焊接基本條件

5.1.1所有的在役管道焊接必須由具備有資質(zhì)單位出具相應的焊接工藝

規(guī)程，焊接工藝規(guī)程與焊接形式必須嚴格對應，一般包括：連頭對死口

焊接、連頭返修焊接、管道全包圍對開三通的焊接、同材質(zhì)加強套管焊

接、管道支管及其加強圈焊接等工藝規(guī)程。

5.1.2焊接操作的焊工必須持有相應資格證書，并經(jīng)過必要的相對應焊接

工藝規(guī)程理論和實際操作培訓，并通過在役管道管理單位的認可。

中國石油西南管道公司2012-08-31發(fā)布2012-08-31實施

5.1.3焊接操作必須經(jīng)在役管道管理單位的批準。

5.2在役管道焊接依據(jù)

5.2.1低于X60以下鋼級管道（包括X52、L360、16Mn、A3等）補焊、

補板焊接作業(yè)，參照附錄A、B、C、D要求執(zhí)行。

5.2.2X60鋼級管道焊接管道全包圍對開三通的焊接、同材質(zhì)加強套管焊

接、管道支管及其加強圈焊接等，按照附錄E《X60鋼級在役管道搶修

焊接施工指導書和焊接工藝規(guī)程》和附錄F《蘭成渝輸油管道修復與搶

修焊接工藝規(guī)程》執(zhí)行。

523X65鋼級管道焊接管道全包圍對開三通的焊接、同材質(zhì)加強套管焊

接、管道支管及其加強圈焊接等，按照附錄G《X65鋼級在役管道搶修

焊接工藝規(guī)程》執(zhí)行。

524X80鋼級管道焊接管道縱向坡口焊接、環(huán)形角焊接、支管角焊接按

照附錄H《X80鋼管道維修焊接工藝規(guī)程》執(zhí)行。

5.2.5管道動火或搶修對口焊接作業(yè)，按照相應評定的連頭對死口焊接、

連頭返修焊接工藝規(guī)程執(zhí)行。

5.3在役管道焊接操作

5.3.1在役管道焊接操作前，要制定造成管道焊縫缺陷的處理措施（如碳

纖維補強、修復套管等），并在焊接操作前做好準備，以便能夠及時處

理焊縫缺陷，使管道在整體強度上滿足運行要求。

5.3.2焊接前，應測量并記錄焊接地點的環(huán)境溫度、濕度、風速等數(shù)值，

如不能滿足焊接工藝規(guī)程要求，不得進行在役管道焊接作業(yè)。

5.3.3了解、測量并記錄所有焊接鋼管、管件的參數(shù)值，包括鋼級、管徑、

壁厚、坡口形式、鈍邊、坡口角度、間隙等。

5.3.4監(jiān)測并記錄焊接前的初始溫度、預熱溫度、層間溫度及焊后溫度，

記錄焊工姓名、焊材規(guī)格、預熱措施、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、

焊接方向、焊接極性、焊后保溫措施等焊接工藝及參數(shù)，并填寫焊接記

錄表。

5.3.5焊接完成后管道恢復正常運行前，焊縫必須進行超聲波探傷檢測

(投運時間不允許并經(jīng)運行管道管理單位同意的除外)，檢測操作按照

《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》標準執(zhí)行，檢測結(jié)果評定驗收符合《鋼

質(zhì)管道焊接及驗收》中的無損探傷驗收標準為合格。

5.3.6對于檢測不合格的焊按照《鋼質(zhì)管道焊接及驗收》標準規(guī)定，

經(jīng)動火管道管理單位同意，進行清除缺陷、返修、采取有效的焊絳加強

措施或切除焊縫重新下料、對口、焊接。

5.3.7管道投運24小時后，輸氣管道的焊縫必須進行X射線探傷檢測，

檢測操作按照《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》標準執(zhí)行，檢測結(jié)果評

定驗收符合《鋼質(zhì)管道焊接及驗收》中的無損探傷驗收標準為合格。

5.3.8管道投運24小時后，輸油管道的焊縫必須進行超聲相控陣與超聲衍

射時差相結(jié)合探傷檢測。超聲相控陣檢測按照《ASME鍋爐及壓力容器

規(guī)范V無損檢測》標準執(zhí)行，超聲衍射時差檢測按照《超聲時差衍射技

術(shù)(TOFD)》和《用于缺陷檢測、定位、定量的超聲衍射時差(TOFD)

法-校驗和調(diào)整指南》標準執(zhí)行。檢測結(jié)果評定驗收符合《鋼質(zhì)管道焊接

及驗收》中的無損探傷驗收標準為合格。

5.3.9對于檢測不合格的焊縫，經(jīng)管道管理單位同意，要采取有效的焊縫

加強措施，如碳纖維補強、修復套筒等，必要時需更換缺陷焊縫管段。

5.4管道搶修時，需要的在役管道焊接沒有相應的焊接工藝規(guī)程，可由

搶修單位提出焊接工藝方案，經(jīng)應急領(lǐng)導小組審批后實施。

6流程

無

7相關(guān)文件

7.1相關(guān)的公司體系文件

7.2相關(guān)的法律法規(guī)、標準、規(guī)范和依據(jù)性文件

7.2.1SY/T4109《石油天然氣鋼質(zhì)管道無損檢測》

7.2.2SY/T4103《鋼質(zhì)管道焊接及驗收》

7.2.3ASME-?ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范V無損檢測》

7.2.4ASTME2373-04《超聲時差衍射技術(shù)(TOFD)》

7.2.5BS7706《用于缺陷檢測、定位、定量的超聲衍射時差(TOFD)法

-校驗和調(diào)整指南》

8記錄

8.1XNGD/ZY.gd.02-13/JL-01焊接記錄表

附錄

附錄A(2005)管試研字010號《試驗研究報告》

附錄B(2005)管試研字013號《試驗研究報告》

附錄C(2005)管試研字012號《試驗研究報告》

附錄D(2005)管試研字011號《試驗研究報告》

附錄E《X60鋼級在役管道搶修焊接工藝規(guī)程》

附錄F《蘭成渝管道在線焊接工藝評定》

附錄G《X65鋼級在役管道搶修焊接工藝規(guī)程》

附錄H?X80鋼管道維修焊接工藝規(guī)程》

附錄A

試驗研究報告

(2005)管試研字010號

報告題目：東北管網(wǎng)對接環(huán)焊縫焊接工藝評定

試驗及環(huán)焊縫缺陷修復

中國石油天然氣集團公司石油管力學和環(huán)境行為重點實驗室

KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorof

TabularGoods,CNPC

中國石油天然氣集團公司管材研究所

TubularGoodsResearchCenterof

ChinaNationalPetroleumCorporation

東北管網(wǎng)對接環(huán)焊縫焊接工藝評定

試驗及環(huán)焊縫缺陷修復

(2005)管試研字010號

2005年3月12日，中國石油天然氣股份有限公司管道分公司送來東北管網(wǎng)搶修

對接環(huán)焊縫焊接試樣一件，規(guī)格為①720X8.9mm,鋼級為Q345。要求按照API

STANDARD1104標準進行對接環(huán)焊縫焊接工藝評定試驗，并要求對在役管道環(huán)焊

縫的錯邊、焊縫寬度不足、余高不符合規(guī)范等缺陷提出修復建議。

1對接環(huán)焊縫焊接工藝評定試驗

按照APISTANDARD1104標準要求，對換管組對焊接試樣進行了環(huán)焊縫X射

線探傷、拉伸、彎曲、刻槽錘斷、硬度等試驗，試驗結(jié)果如下：

1.1X射線探傷

用XXG-3005型X射線機進行環(huán)焊縫射線拍片，除在一張底片上發(fā)現(xiàn)4處內(nèi)

凹缺陷(累計長度約30mm)外，其余焊縫未發(fā)現(xiàn)焊接缺陷。在內(nèi)凹處，底片黑度未

超過相鄰母材的射線底片黑度。按照APISTANDARD1104標準，這種根部內(nèi)凹缺

陷是允許的。

1.2焊接接頭拉伸試驗

按照APISTANDARD1104標準取樣，進行焊接接頭拉伸試驗，試驗結(jié)果如下

表lo

表1對接環(huán)焊縫接頭拉伸試驗

伸性能

抗拉強度Rm(MPa)斷裂部位

試樣編號

ZDH-T1471斷于母材

ZDH-T2471斷于母材

ZDH-T3471斷于母材

ZDH-T4471斷于母材

APISTANDARD1104每個試樣的抗拉強度大于或等于母材的規(guī)定最小強度

及GB/T1591-94要求(345MPa)o若試樣斷于焊縫或熔合區(qū)，其抗拉強度滿足要

求，則要求斷面無超標缺陷。

1.3焊縫彎曲試驗

按APISTANDARD1104標準取樣，對焊接接頭試樣進行180。導向面彎和導向

背彎試驗，彎軸直徑為94mm。試驗結(jié)果如下表2。

表2焊接接頭彎曲試驗

試樣編號試驗項目試驗結(jié)果

ZDH-R1背彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

ZDH-R2背彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

ZDH-R3背彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

ZDH-R4背彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

ZDH-F1面彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

ZDH-F2面彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

ZDH-F3面彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

ZDH-F4面彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

試樣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

APISTANDARD1104

上的任一裂紋或其他缺陷尺寸應不大于公稱壁厚的1/2,

要求

且不大于3.2mm。

1.4刻槽錘斷試驗

按APISTANDARD1104標準，取四件刻槽錘斷試樣進行試驗，結(jié)果如下表3。

表3刻槽錘斷試驗

試樣編號斷口形貌

ZDH-N1斷口無超標缺陷

ZDH-N2斷口無超標缺陷

ZDH-N3斷口無超標缺陷

ZDH-N4斷口無超標缺陷

APISTANDARD1104要求試樣斷裂面應完全焊透和熔合，無超標缺陷。

1.5硬度試驗

在立焊3點位置取樣，進行焊接接頭硬度試驗。試驗位置如圖1,試驗結(jié)果如下

表40

圖1對接環(huán)焊縫硬度試驗位置圖

表4焊接接頭硬度試驗

位置12345678910111213141516

HV10175197242237186173193183194/174179200190181/

APIStd.1104標準要求：熱影響區(qū)(HAZ)硬度不超過35OHV10。

2在役管道環(huán)焊縫缺陷修復

錯邊、焊縫寬度不足、余高不符合規(guī)范均屬于焊接形狀缺陷。錯邊形成的主要

原因是對口裝配不正確；焊縫寬度不足和余高不符合規(guī)范主要是焊接規(guī)范不合適和

焊接操作不當引起。這些焊接缺陷對焊接接頭的強度有較大的影響，應采取適當措

施進行修復。

按照輸油輸氣管道線路工程施工及驗收規(guī)范SY0401-98標準要求，管道組對

焊接錯邊應不大于1.6mm。如果錯邊超過標準要求，并且管體壁厚扣除錯邊量后，

若其厚度大于6.4mm(避免燒穿危險)，可在外焊縫上采用如圖2所示的修復方法,

并保證修復焊道與原始焊道和母材平滑過渡，從而使焊接接頭的形狀不連續(xù)性降低,

減小應力集中程度。

按照輸油輸氣管道線路工程施工及驗收規(guī)范SY0401-98標準要求，對接環(huán)焊

縫蓋面尺寸應比上坡口寬度大2?4毫米。若焊縫寬度不足，可能引起未熔合現(xiàn)象,

從而降低焊接接頭強度。因此，對于焊縫寬度不足的焊接缺陷，只要不存在母材未

熔合現(xiàn)象，可以不進行修復。如果，由于焊縫寬度不足而存在未熔合現(xiàn)象，可在外

焊道上增加一層蓋面焊道（如圖3所示），從而使焊縫寬度達到標準要求，同時要

將過高的焊縫余高打磨掉。

SY0401—98標準要求對接環(huán)焊縫余高為0?1.6mm,局部不超過3mm，且長度

不大于50mm。如果焊縫余高比標準要求的1.6mm大，則可以采用修磨的方法，將

高出的部分打磨至符合標準要求（如圖4所示）。如果焊縫余高不足（即低于母材

表面），則可采用補焊的方法，將下凹填滿至標準要求的余高。

3結(jié)論

1）所送的對接環(huán)焊縫試樣的拉伸性能、刻槽錘斷、彎曲和硬度等試驗結(jié)果均符

合APISTANDARD1104標準要求。

2）對于在役管道環(huán)焊縫錯邊、焊縫寬度不足和余高不符合規(guī)范要求等焊接缺

陷，可采用適當?shù)姆椒ㄟM行修復。

試驗：李愛萍任繼承吳永昆

擬稿：何小東

審核：

批準：

2005年4月25日

附錄B

TGRC

N0.L1555

試驗研究報告

(2005)管試研字013號

報告題目：東北管網(wǎng)腐蝕坑焊接補強技術(shù)要求研究

中國石油天然氣集團公司石油管力學和環(huán)境行為重點實驗室

KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorof

TubularGoods,CNPC

中國石油天然氣集團公司管材研究所

TubularGoodsResearchCenterof

ChinaNationalPetroleumCorporation

東北管網(wǎng)腐蝕坑焊接補強技術(shù)要求研究

（2005）管試研字013號

2005年3月12日，中國石油天然氣股份有限公司管道分公司送來螺旋焊接鋼管試

樣一件，規(guī)格為①720X8.9mm,鋼級為Q345。要求對東北管網(wǎng)搶修腐蝕坑補強，提出

可焊接的腐蝕坑最大允許深度、補板間最小距離、補板與環(huán)焊縫和螺旋焊縫的距離等

技術(shù)要求。

1概況

根據(jù)管道分公司管道處提供資料表明，東北管網(wǎng)受腐蝕性介質(zhì)或潮濕等因素影響

存在不同程度的腐蝕，如慶鐵老線211號樁管道壁厚為8。毫米，其腐蝕最深點達7

毫米（圖1所示）。東北管網(wǎng)的運行條件如表1。

表1東北管網(wǎng)的運行條件

項目運行條件

管線材料16Mn

管徑、壁厚（mm）720X8.9;529X8.0;426X7.0

介質(zhì)原油

介質(zhì)溫度（C）33?70

外界溫度（℃）-35-40

介質(zhì)流速（m/s）1-2.15

最高運行壓力

4.5（焊接時可降壓至2MPa以下）

（MPa）

2在用管線腐蝕坑焊接補強技術(shù)要求

在役管線的焊接有兩個主要的問題：第一個問題是避免燒穿，此處焊接電弧使得

管壁破裂。第二個問題是由于流體從管壁帶走熱量，加速了焊接部位的冷卻速度，從

而導致氫致裂紋。如果壁厚大于6.4mm（0.250in）,采用低氫焊條（EXX18型）和正

常的焊接工藝，燒穿就不可能發(fā)生。如果管壁較?。ǖ陀?.4mm（0.250in））,就必

須限制熱輸入來降低燒穿的危險口、但是，低的熱輸入水平可能不足以克服流體從管壁

帶走的熱量，導致焊縫過大的冷卻速度，從而發(fā)生氫致裂紋。因此，必須采取妥協(xié)的

辦法，在管道安全和防止材料性能損傷這兩方面取得平衡。

圖1慶鐵老線211號樁管道腐蝕情況

文獻⑶研究表明，采用低氫焊條焊接在役管線，管道內(nèi)表面的最大溫度982℃為防

止燒穿的最大極限溫度。通常認為⑶：對于合金鋼，1316C的平均峰值溫度代表粗晶區(qū)

（CGHAZ）,954℃代表細晶區(qū)（FGHAZ）。對于在役管線焊接，Edison焊接研究所⑷的

研究工作表明，采用直徑為3.2mm的焊條，在110A的焊接電流下，線能量為0.87KJ/mm

時.，管線的最小可焊厚度為4.0mm。采用2.4mm的焊條，在熱輸入為0.59KJ/mm時，最

小焊接壁厚可達3.2mm（管道內(nèi)壓為5.5MPa）。

在用設(shè)備的焊接或熱分接程序SY/T6554—2003標準明確規(guī)定⑸，應當在說明書

中對工件的最小母材厚度的要求加以說明。4.8mm是大多數(shù)焊接和熱分接所推薦的最小

母材厚度。為預防燒穿，實際的母材最小厚度是強度所需厚度的函數(shù)，即為強度所需

的厚度加上一個安全厚度（通常是2.4mm）。

上述文獻和標準表明，對于在役管線焊接，必須通過控制焊接工藝參數(shù)，從而達

到防止燒穿和不產(chǎn)生裂紋的危險。因此，對于在線管線焊接，需要進行焊接工藝試驗，

確定實際的工藝參數(shù)，特別是直接在腐蝕坑上堆焊焊接金屬。

2.1腐蝕坑堆焊補強工藝試驗

2.1.1試驗條件和工藝參數(shù)

從鋼級為Q345,規(guī)格720X8.9mm的螺旋焊管上取樣展平后，作為試驗用的母材。

通過機械加工出不同深度的坑槽，來模擬管線的腐蝕坑。焊接方法為手工焊條電弧焊,

焊機為唐山松下YD-400AT2HGF型IGBT控制直流弧焊機。所用焊接材料為天津大橋J507

（E5015）①3.2低氫焊條。

表2為腐蝕坑補焊焊接工藝。點腐蝕補焊試驗分為三組，焊接位置均為平焊。第

-組為腐蝕坑深度不同，焊接工藝相同（線能量相同）；第二組和第三組分別為腐蝕

坑深度相同（4.0mm和5.0mm深），而焊接工藝不同。對于點腐蝕坑補焊，持續(xù)焊接時

間不能超過60秒，以避免管壁長時間受熱而溫度升高過高，超過982c而燒穿。如果

還需要繼續(xù)填補焊接，則要等到焊縫金屬冷卻到150℃以下，并清除焊渣后方可進行。

面腐蝕分為兩組。第一組和第二組分別為腐蝕坑深度相同（4.0mm和5.0mm深），

而焊接工藝不同，焊接位置平焊。同時，對腐蝕坑深度為5.0mm的面腐蝕，在立焊位

置進行了試驗。面腐蝕采用多道焊接填補，每焊道層間溫度要低于150℃,并要將每層

焊道的焊接熔渣清除干凈。

表2腐蝕坑補強焊接工藝

焊接工藝參數(shù)

腐蝕坑類型和尺寸

編號焊接電流/A焊接電壓/V層間溫度焊接位置

（mm）

/℃

PC1-1點腐蝕①20X4.010526-30W150平焊

PC1-2點腐蝕①20X5.010526?30<150平焊

PC1-3點腐蝕①20X6.010526?30W150平焊

PC2-1點腐蝕①20X4.012028?35W150平焊

PC2-2點腐蝕①20X4.010528-35W150平焊

PC2-3點腐蝕①20X4.09028?35W150平焊

PC3-1點腐蝕①20X5.09028-35<150平焊

PC3-2點腐蝕①20X5.010528?35W150平焊

PC3-3點腐蝕①20X5.012028~35W150平焊

FC1-1面腐蝕120X28X4.09026?30<150平焊

FC1-2面腐蝕120X28X4.010526?30W150平焊

FC1-3面腐蝕120X28X4.012026?30<150平焊

FC2-1面腐蝕120X28X5.09026?30W150平焊

FC2-2面腐蝕120X28X5.010526-30W150平焊

FC2-3面腐蝕120X28X5.012026?30<150平焊

FC2-4面腐蝕120X28X5.010026?30W150立焊

2.1.2試驗結(jié)果

由于管道內(nèi)表面的最大溫度982c為防止燒穿的最大極限溫度，而1316c的平均

峰值溫度代表粗晶區(qū)（CGHAZ）,954℃代表細晶區(qū)（FGHAZ）。因此，可以通過測定熔

合線附近細晶區(qū)到試樣背面的距離t來預測試樣是否有燒穿危險。如果t小于4.0mm

則認為有燒穿危險⑷。

表3為不同工藝和不同腐蝕深度下熔合線到試樣背面的最小距離。從表3中可以

看出，在焊接電流105A,焊接電壓為26?30V的正常焊接條件下，對于壁厚為8.9mm

的試樣，當腐蝕坑深度超過4.0mm時，就會有燒穿的危險。如果腐蝕坑深度不超過

4.0mm,則不會發(fā)生燒穿。因此，采用直徑為3.2mm的低氫焊條，在正常的焊接規(guī)范下

（焊接電流105A）,可以焊接的腐蝕坑母材的最小剩余厚度為4.9mm。如果腐蝕坑的

深度達到5.0mm深（此時母材剩余厚度為3.9mm）,則要求采用的焊接電流必須低于

105A,才不會有燒穿危險。對于面腐蝕，由于要采用多道焊接，因此必須采用小電流

焊接（不能超過105A）,并控制焊層間的溫度要小于150℃。同時，試驗結(jié)果表明，

在立焊位置發(fā)生燒穿的可能性比其它位置大。

在試驗中，沒有流體和運行壓力對防止燒穿最小壁厚的影響，但文獻［8］研究表明,

在有流體或流速增加時，焊接燒穿的可能性降低；并且在低流速時，管線內(nèi)表面溫度

與沒有流體時的溫度差別很小。雖然降低壓力是為了防止燒穿的強制安全措施，但流

體壓力對燒穿的發(fā)生幾乎沒有影響，因為受熱面積很小，管壁上的應力在加熱區(qū)附近

重新分布，基本上只在腐蝕坑附近。因此，在低流速和低運行壓力情況下，可以不考

慮流速和壓力對燒穿的影響。

表3不同工藝和不同腐蝕深度下的距離

試樣編號細晶區(qū)至試樣背面距離t試樣編號細晶區(qū)至試樣背面距離t

（mm）（mm）

PC1-14.6mmPC3-33.7mm

PC1-23.7mmFC1-14.9mm

PC1-32.8mmFC1-24.6mm

PC2-14.4mmFC1-34.6mm

PC2-24.5mmFC2-13.7mm

PC2-34.5mmFC2-24.1mm

PC3-14.4?FC2-33.2mm

PC3-23.9mmFC2-43.1mm

在役管線焊接的氫致裂紋產(chǎn)生與硬度有關(guān)。APIStd.1104標準要求熱影響區(qū)（HAZ）

硬度不超過350HV?,o通過對焊縫金屬和熱影響區(qū)進行硬度試驗可以預測是否有氫致裂

紋發(fā)生的可能。硬度試驗位置如圖2所示，試驗結(jié)果列于表4。從表4可以看出，焊縫

上的硬度值比熱影響區(qū)的硬度值高，但沒有超過標準要求。同時，試驗結(jié)果表明：焊

接線能量越小，焊縫的硬度越高；母材的剩余壁厚越小，熱影響區(qū)的硬度也相對較高。

在沒有流體的情況下，熱影響區(qū)的硬度值難以超過350IM。。試驗中沒有考慮到流速對

硬度的影響，文獻⑵研究表明，粗晶區(qū)（CGHAZ）的硬度值最高。雖然隨流速增加，管

線內(nèi)表面的散熱系數(shù)也增加，但硬度最高值增加卻很小。對于X65管線鋼，在20m/s

的氣體流速時，其HAZ的最高硬度為257HV,只比在沒有流體情況下的硬度高6%。因

此，可以認為在安全壁厚進行腐蝕坑補焊時，由于熱量散失而誘發(fā)的氫致裂紋可能性

相對較小。

圖2硬度試驗位置

表4硬度試驗結(jié)果

試樣編試驗結(jié)果（HL）

號123456789101112

PCI-1143157198201162143143162173171158142

PCI-2149168214208182157149163173170163152

PCI-3143152220224153146146156185183155140

PC2-1150163212210164147151163183184165153

PC2-2141156201200184151145164183184165159

PC2-3157157236222158143140152184181158142

PC3-1147161208212173151144160169175157150

PC3-2145157207202155141147163190185158146

PC3-3148163217217161145140161199208167145

FC1-1156161200220157/153159157149152/

FC1-2151173201186157/151152157156141/

FC1-3143155196203//141148155151148140

FC2-1/15419720215815()/152158162160152

FC2-2146157212213155147144157155151157148

FC2-3182206220212//159159169177175/

FC2-4153157204208160/1561.59164167151/

2.2腐蝕坑補弧板焊接焊縫最小間距

如果腐蝕坑深度太深，不能采用直接堆焊焊縫金屬；或腐蝕坑面積太大，直接堆

焊效率太低，更甚至由于采用連續(xù)多道堆焊而導致溫度過高，有燒穿危險時，則采用

補弧板焊接。但是，采用補弧板補強時，如果補板焊縫之間、以及補板焊縫與環(huán)焊縫

和螺旋焊縫之間焊縫密集形成不合理的焊接接頭，就可能導致應力集中產(chǎn)生脆斷傾向。

根據(jù)文獻⑹，為了避免焊縫密集而導致產(chǎn)生應力集中，焊縫最小間距應大于3T（T為管

道公稱壁厚），如圖3所示。一般手工電弧焊的單側(cè)熱影響區(qū)的總寬度為6.0?8.5mm,

埋弧自動焊單側(cè)熱影響區(qū)寬度為2.3?4.Omm"』。因此，為了避開兩焊縫間熱影響區(qū)的

重疊而產(chǎn)生不良影響，補弧板焊縫間距、以及補弧板與螺旋焊縫和環(huán)焊縫的間距應大

于20mm。

圖3焊縫最小間距

3結(jié)論及建議

3）研究表明，低流速流體和流體壓力對燒穿和硬度影響較小。

4）對于點腐蝕坑堆焊，采用直徑為3.2mm的低氫焊條，在正常的焊接規(guī)范下（焊

接電流105A）,持續(xù)焊接時間不超過60秒時，可以焊接的腐蝕坑母材的最小剩余厚度

為4.9mm。如果一次未完成堆焊，還需要繼續(xù)填補焊接，則要等到焊縫金屬冷卻到150C

以下，并清除焊渣后方可進行。

5)對于面腐蝕坑進行多道堆焊填補，采用小電流焊接(不能超過105A),可以焊

接的腐蝕坑母材的最小剩余厚度為4.9mm。每焊道層間溫度要低于150C,并要將每層

焊道的焊接熔渣清除干凈。

6)試驗結(jié)果表明，在立焊位置發(fā)生燒穿的可能性比其它位置大，更需要嚴格控制

焊接熱輸入。

7)采用補弧板進行腐蝕坑補強，補板間最小距離、補板與環(huán)焊縫和螺旋焊縫的距

離應不小于3倍壁厚，同時應大于100mm。

8)建議：對采用不同的焊接方法和焊接工藝進行腐蝕坑補強、各種管線材質(zhì)和運

行條件下的焊接補強技術(shù)等需要進一步研究。

參考文獻

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h)J.L.Otegui,A.Cisilino,M.Chapetti,A.Trunzo,MINIMUMTHICKNESSFORREPAIR

GIRTHWELDSINCORRODEDPIPE.

試驗：徐瑛李愛萍

擬稿：何小東

審核：

批準：

2005年4月25日

附錄c

NO.L1555

試驗研究報告

(2005)管試研字012號

報告題目：東北管網(wǎng)搶修開孔短接焊接工藝評定試驗

中國石油天然氣集團公司石油管力學和環(huán)境行為重點實驗室

KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorof

TubularGoods,CNPC

中國石油天然氣集團公司管材研究所

TubularGoodsResearchCenterof

ChinaNationalPetroleumCorporation

東北管網(wǎng)搶修開孔短接焊接工藝評定試驗

(2005)管試研字012號

2005年3月12日，中國石油天然氣股份有限公司管道分公司送來東北管網(wǎng)搶修開

孔短接焊接工藝評定試驗試樣共五件，鋼級為Q345。其中①720X8.9mm與DN50X

9.0mm短接組對焊試樣和05720X8.9mm與DN100X15.4mm短接組對焊試樣各兩件，

編號分別為DJ1和DJ2；①720X8.9mm與DN300X16.1mm短接組對焊試樣一件，編

號DJ3。參照APISTANDARD1104標準進行焊接工藝評定試驗。

1無損探傷

用CJZ—212E型交直流兩用磁規(guī)和熒光水基型磁粉，對開孔短接焊接試樣的角焊

縫進行磁粉探傷，未發(fā)現(xiàn)超標表面缺陷。

2力學性能和金相試驗取樣

根據(jù)試樣的大小，對DJ1和DJ2試樣主要進行了硬度和焊縫宏觀金相試驗；對DJ3

進行了面彎、硬度和焊縫宏觀金相試驗，試驗取樣位置如圖1所示。

面彎金相和硬度

圖1開孔短接組對焊接工藝評定試驗取樣

3工藝評定試驗

3.1角焊縫面彎試驗

對DJ3開孔短接焊接試樣取樣，進行面彎試驗，面彎試樣如圖2所示。彎軸直徑

為90mm,彎曲角度為180°,試驗結(jié)果如下表1。

去除角焊縫與試樣表面平齊

去除袖套

倒園角R3.2

注試驗前試樣不應整平

圖2角焊縫面彎試樣

表1DJ3開孔短接焊接試樣面彎試驗

試樣編號試驗項目試驗結(jié)果

DJ3-F1補強圈角焊縫面彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

DJ3-F2補強圈角焊縫面彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

DJ3-F3補強圈角焊縫面彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

DJ3-F4補強圈角焊縫面彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

試樣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

APISTANDARD1104

上的任一裂紋或其他缺陷尺寸應不大于公稱壁厚的1/2,

要求

且不大于3.2mm。

3.2硬度試驗

在補強圈焊縫上取樣，進行焊接接頭HVio硬度試驗。試驗位置如圖3,試驗結(jié)果

如下表2。

2?

翻

世

50

圖3角焊縫硬度試驗

表2全包圍袖套焊接角焊縫硬度試驗（HVio）

試驗位置

試樣編號

12345678910111213

DJ1-H1150159173212217183180184163171213186185

DJ1-H2153165178212224194189189165176204205185

DJ1-H3153173214223224211196190156191222195196

DJ1-H4148161181220229208191188234240219200189

DJ2-H1148154156203202195174182152155185191175

DJ2-H2152154163218217194190194162182210196196

DJ2-H3156164172211217188188188164171214184189

DJ2-H4153168207227224211199187172177212195196

DJ3-H1163167189209228191172156176216215195180

DJ3-H2149164169231236231182155203221205205184

DJ3-H3147151181209218188167150163177200186166

DJ3-H4161169177229230184164151171183215179167

APIStd.1104標準要求：熱影響區(qū)（HAZ）硬度不超過35OHVio。

3.3角焊縫宏觀金相試驗

對開孔短接焊接試樣角焊縫取樣，經(jīng)磨制、拋光、腐蝕后進行宏觀金相試驗。試

驗結(jié)果如下表3o

表3焊縫宏觀金相試驗

試樣編號宏觀缺陷類型缺陷最大尺寸（mm）

DJ1-PM1無（圖4）/

DJ1-PM2兩處氣孔（圖5）2.47X2.18

DJ1-PM3無（圖6）/

DJ1-PM4兩處氣孔（圖7）0.96X0.62

DJ1-BM1-一處夾渣和一處裂紋（圖8）,涮喝夾渣1.10X0.89,裂紋長2.45

試樣編號宏觀缺陷類型缺陷最大尺寸（mm）

9)

DJ1-BM2無（圖10）/

DJ1-BM3一處氣孔（圖11）0.37X1.10

DJ1-BM4無（圖12）/

DJ2-PM1三處氣孔（圖13）0.92X0.71

DJ2-PM2八處氣孔（圖14）0.90X0.75

DJ2-PM3無（圖15）/

DJ2-PM4兩處氣孔（圖16）0.79X0.49

DJ2-BM1四處氣孔（圖17）1.26X0.72

DJ2-BM2三處氣孔（圖18）0.70X0.58

DJ2-BM3無（圖19）/

DJ2-BM4三處氣孔（圖20）0.77X0.58

DJ3-PM1八處氣孔（圖21）1.02X0.55

DJ3-PM2五處氣孔（圖22）1.21X0.54

DJ3-PM3無（圖23）/

DJ3-PM4無（圖24）/

DJ3-BM1無（圖25）/

DJ3-BM2一處氣孔（圖26）0.60X0.12

DJ3-BM3無（圖27）/

DJ3-BM4無（圖28）/

APISTANDARD焊縫根部完全熔合并且沒有裂紋存在，角焊縫不應有大于1.6mm的空

1104穴或氣孔。

要求

注：PM表示補強圈焊縫金相；BM表示短接支管焊縫金相。

4結(jié)論

9）經(jīng)磁粉無損探傷，未發(fā)現(xiàn)開孔短接焊縫表面有超標缺陷，符合APISTANDARD

1104標準要求。

10）DJ3開孔短接焊接試樣面彎試驗結(jié)果符合APISTANDARD1104標準要求。

11）三組開孔短接焊接試樣的硬度試驗結(jié)果符合APISTANDARD1104標準要求。

12）DJ1開孔短接補強圈焊縫內(nèi)有超標氣孔存在，短接支管焊縫有裂紋存在，不符

合APISTANDARD1104標準要求。DJ2和DJ3的補強圈焊縫和短接支管焊縫均有氣

孔存在，但未超標。

試驗：羅寶榮徐瑛

擬稿：何小東

審核：

批準：

2005年4月25日

附錄D

No.LI555

試驗研究報告

(2005)管試研字011號

報告題目：東北管網(wǎng)搶修對開式全包圍焊接

工藝評定試驗

中國石油天然氣集團公司石油管力學和環(huán)境行為重點實驗室

KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorof

ThbularGoods,CNPC

中國石油天然氣集團公司管材研究所

TubularGoodsResearchCenterof

ChinaNationalPetroleumCorporation

在役管道焊接管理規(guī)定頁碼：25/86

東北管網(wǎng)搶修對開式全包圍焊接工藝評定試驗

(2005)管試研字011號

2005年3月12日，中國石油天然氣股份有限公司管道分公司送來東北管網(wǎng)搶修

對開式全包圍焊接工藝評定試樣一件，規(guī)格為①720X8.9mm,鋼級為Q345。要求按

照APISTANDARD1104標準進行焊接工藝評定試驗。

1無損探傷

用XXG-3005型X射線機對全包圍袖套焊接的兩條縱縫進行了射線探傷。試驗

結(jié)果表明，焊縫根部未焊透。根據(jù)APISTANDARD1104標準，如果技術(shù)條件要求縱

縫100%焊透，則應保證根部間隙足夠大，并采用合適的襯墊材料，以防止管線焊透

而發(fā)生燒穿的危險。

用CJZ-212E型交直流兩用磁輾和熒光水基型磁粉，對全包圍袖套角焊縫進行磁

粉探傷，未發(fā)現(xiàn)超標缺陷。

2焊接接頭力學性能試驗

根據(jù)APISTANDARD1104標準，試驗取樣如圖1所示。

圖1全包圍袖套焊接工藝評定試驗取樣

2.1焊接接頭拉伸試驗

按照APISTANDARD1104標準，在縱縫上取樣，進行焊接接頭拉伸試驗，試驗

結(jié)果如下表lo

表1全包圍袖套焊接縱縫接頭拉伸試驗

伸性能

抗拉強度R,?(MPa)斷裂部位

試樣編號

QBX-T1471斷于母材

QBX-T2462斷于焊縫

每個試樣的抗拉強度大于或等于母材的規(guī)定最小強度(345MPa)。若

APISTANDARD1104及

試樣斷于焊縫或熔合區(qū)，其抗拉強度滿足要求，則要求斷面無超標缺

GB/T1591-94要求

陷。

2.2焊接接頭彎曲試驗

按APISTANDARD1104標準取樣，對焊接接頭的縱縫試樣和角焊縫試樣進行

180。導向面彎和導向背彎試驗，彎軸直徑為94mm。角焊縫面彎試樣如圖2。試驗結(jié)果

如下表2?？v縫背彎出現(xiàn)裂紋是由于根部未焊透引起。

去除角焊縫與試樣表面平齊

去除袖套

倒園角R3.2

注試驗前試樣不應整平

圖2角焊縫面彎試樣

表2全包圍袖套縱縫和角縫焊接接頭彎曲試驗

試樣編號試驗項目試驗結(jié)果