《無損檢測 超聲檢測 井口和采油樹產(chǎn)品堆焊層超聲波檢測方法-編制說明》

一、標(biāo)準(zhǔn)編制說明內(nèi)容

1、工作簡要過程，來源、主要參加單位和工作組成員等

堆焊層與基體金屬的結(jié)合是冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高，抗沖擊性能好。堆焊層金屬的成分

和性能調(diào)整方便，一般常用的焊條電弧焊堆焊焊條或藥芯焊條調(diào)節(jié)配方很方便，可以設(shè)計(jì)出

各種合金體系，以適應(yīng)不同的工況要求。堆焊層厚度大，一般堆焊層厚度可在2～30mm內(nèi)

調(diào)節(jié)，更適合于嚴(yán)重磨損的工況。

國內(nèi)外制造業(yè)對堆焊技術(shù)的發(fā)展十分重視，IIW以及各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的相關(guān)學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)均

設(shè)置了專門委員會(huì)，以協(xié)調(diào)和促進(jìn)堆焊技術(shù)的發(fā)展。堆焊技術(shù)在我國起源于20世紀(jì)50年

代末，幾乎與焊接技術(shù)同步發(fā)展。發(fā)展初期主要用于修復(fù)領(lǐng)域，即恢復(fù)零件的形狀尺寸，60

年代已經(jīng)將恢復(fù)形狀尺寸與強(qiáng)化表面及表面改性相結(jié)合。堆焊技術(shù)在我國歷經(jīng)近60年的風(fēng)

雨歷程，不僅是延長材料或零件服役壽命的工藝方法，而且成為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。

2018年12月17日由工信部批復(fù)的《工業(yè)和信息化部關(guān)于水下油氣生產(chǎn)系統(tǒng)工程化示

范應(yīng)用創(chuàng)新專項(xiàng)立項(xiàng)的批復(fù)》（工信部裝函〔2018〕472號），同意“水下油氣生產(chǎn)系統(tǒng)工程

化示范應(yīng)用創(chuàng)新專項(xiàng)”項(xiàng)目立項(xiàng)。針對10000psi級水下油氣項(xiàng)目開采需求，實(shí)現(xiàn)水下采油

樹及其配套安裝工具的國產(chǎn)化研制與工程應(yīng)用。南京迪威爾公司通過水下采油樹防腐堆焊技

術(shù)研究，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為堆焊技術(shù)分別涉及到鋼鐵、冶金、石化、裝備制造、電子信息、工

程安裝、無損檢測、通訊、化工、機(jī)電等領(lǐng)域。該項(xiàng)目的實(shí)施，不僅可以促進(jìn)我國海洋裝備

產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)對我國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)及冶金、材料生產(chǎn)的發(fā)展也具有十分重要的推動(dòng)作

用，對促進(jìn)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，擴(kuò)大社會(huì)就業(yè)，產(chǎn)生積極的影響。

主要參加單位和工作組成員有：南京迪威爾高端制造股份有限公司，陳昌華、張利、劉

曉磊、張聞騁；中海石油（中國）有限公司湛江分公司，黃熠、王爾鈞、張崇、任冠龍；重

慶前衛(wèi)科技集團(tuán)有限公司，李榮、田貴七；中國特種設(shè)備檢測研究院，鄭陽、張君嬌；山東

瑞祥模具有限公司（山東濟(jì)寧模具廠），魏忠瑞、馬建民；鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司，

范弘、張建衛(wèi)。

2、標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

1）標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況

1

（1）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

①產(chǎn)品主要品種、產(chǎn)量及生產(chǎn)廠家

目前，世界上已有近110個(gè)海洋工程項(xiàng)目投產(chǎn)，而且世界各大石

油公司在深海領(lǐng)域的投資不斷增加，每年增長幅度達(dá)16%。近年全球海上

石油開采的年度投資已超過3600億美元，其中，工程裝備的投資達(dá)到900

億美元。水下生產(chǎn)系統(tǒng)占整個(gè)工程裝備的23%左右，約207億美元。其中

水下井采油樹年需求在100億美元。

水下采油樹產(chǎn)品質(zhì)量及其控制系統(tǒng)作為高技術(shù)、高附加值的石油

工程裝備，從設(shè)計(jì)到建造的過程，分別涉及到鋼鐵、冶金、石化、裝備制

造、電子信息、工程安裝、無損檢測、通訊、化工、機(jī)電等領(lǐng)域，該項(xiàng)目

的實(shí)施，不僅可以促進(jìn)我國海洋裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對我國機(jī)械設(shè)備制造業(yè)

及冶金、材料生產(chǎn)的發(fā)展也具有十分重要的推動(dòng)作用，對促進(jìn)相關(guān)技術(shù)和

產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，擴(kuò)大社會(huì)就業(yè)，產(chǎn)生積極的影響。

②產(chǎn)品主要用途及質(zhì)量情況

本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)這些國際規(guī)范對基材和耐腐蝕合金堆焊之間交界面熔接的部分

作相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合我國產(chǎn)品堆焊層制造和使用的實(shí)際情況制定。在符合工業(yè)生

產(chǎn)適用性的前提下，盡量降低各項(xiàng)要求、簡化方法過程，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本

的目的。針對高風(fēng)險(xiǎn)部件或技術(shù)，針對性的加強(qiáng)堆焊產(chǎn)品無損檢測質(zhì)量，提高系

統(tǒng)整體可靠性，將對堆焊產(chǎn)品工作運(yùn)行起到了保護(hù)的作用。

國內(nèi)典型海上油氣田水下采油樹幾乎全部采用國外供貨商的成熟產(chǎn)品，

TFMC、OneSubsea、Vectogray、Aker、QUIP等5家國外公司在水下采油樹廠家

處于壟斷地位。如：流花11-1油田、惠州32-5油田、陸豐22-1油田、崖城13-4

氣田、荔灣3-1氣田、番禺35-1-2氣田及文昌10-3氣田等均為國外公司投產(chǎn)建

設(shè)。

水下井口和采油樹產(chǎn)品堆焊層無損探傷方法，在國內(nèi)一直沒有標(biāo)準(zhǔn)可參考，

而國外標(biāo)準(zhǔn)已形成多年。如何確定閥體內(nèi)孔堆焊質(zhì)量，成為無損檢測領(lǐng)域重大難

題。

2）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

（1）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)或理由

C3H井位于東方1-1氣田東南區(qū)，該氣田位于南海北部灣鶯歌海海域，

距離東方1-1D平臺(tái)6.9km，水深74米。南京迪威爾公司通過水下采油樹

本體材料基礎(chǔ)研究、水下采油樹防腐堆焊技術(shù)研究、水下采油樹防腐涂

層優(yōu)化技術(shù)研究，制造出采油樹本體鍛件，并進(jìn)行采油樹防腐堆焊和防

腐涂層工作，因此如何確保海下采油鍛件產(chǎn)品質(zhì)量，解決內(nèi)孔堆焊材料

的檢測方法，無損檢測作用就顯得非常重要。

2

堆焊技術(shù)在我國應(yīng)用遍及基礎(chǔ)工業(yè)諸領(lǐng)域。我國在堆焊基礎(chǔ)理論的研究方面與國外工業(yè)

發(fā)達(dá)國家相比并不遜色，但堆焊材料的開發(fā)、堆焊設(shè)備的自動(dòng)化和無損檢測水平、精密高效

堆焊技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用、計(jì)算機(jī)技術(shù)及模擬仿真技術(shù)在堆焊技術(shù)中的應(yīng)用水平等方面與國外存

在一定差距，研究開發(fā)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈活、清潔的先進(jìn)堆焊技術(shù)，并將其廣泛應(yīng)用于

先進(jìn)制造業(yè)當(dāng)是我國堆焊同仁肩負(fù)的歷史使命。

3

（2）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時(shí)推出、及時(shí)修訂、不斷完善”的標(biāo)準(zhǔn)編制

原則，并與技術(shù)創(chuàng)新、試驗(yàn)驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，統(tǒng)籌推進(jìn)。

在確定本標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容時(shí)，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的使用習(xí)慣和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)

濟(jì)、社會(huì)效益，充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的先進(jìn)性和技術(shù)上的合理性。

本標(biāo)準(zhǔn)的起草宗旨：在符合適用性的前提下，盡量降低標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)要求、簡化方法過程，

從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。

本標(biāo)準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)編寫和內(nèi)容編排等方面依據(jù)GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)

準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》進(jìn)行編寫。

本課題集中了科研院所、制造廠商、最終用戶等多方優(yōu)勢，組成創(chuàng)新能力強(qiáng)、知識結(jié)構(gòu)

合理的技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，利用產(chǎn)、研、用技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢，可保障本課題的順利進(jìn)行。

目前，卡麥龍X-008067《堆焊體積性和熔接線完整性超聲波檢驗(yàn)方法》規(guī)范，F(xiàn)MC公司

Q02311-S《焊縫金屬耐腐蝕合金堆焊超聲波檢測》規(guī)范，GE公司VGS7.0006.1.6《F6NM焊

接程序》和VGS7.0003.6.2《8630堆焊規(guī)范》規(guī)范，以及阿美X-349674（阿美卡麥龍單位

及焊接次級承包商清單）規(guī)范，都對閥體堆焊產(chǎn)品采取超聲波檢測，而FMC公司Q01113《焊

層厚度測量》規(guī)范也要求采用無損檢測進(jìn)行測厚，查驗(yàn)最新客戶質(zhì)量計(jì)劃也要求井口閥體產(chǎn)

品堆焊必須采取超聲波探傷。因此研究閥體內(nèi)孔堆焊超聲波探傷方法標(biāo)準(zhǔn)，如何填補(bǔ)國內(nèi)空

白，是南京迪威爾公司多年與國外采油大公司開展深海產(chǎn)品制造的一次好的機(jī)遇，這也是我

公司在國內(nèi)的深海產(chǎn)品制造、質(zhì)量控制的強(qiáng)有力的優(yōu)勢。

水下井口和采油樹產(chǎn)品堆焊層超聲波探傷方法，在國內(nèi)一直沒有標(biāo)準(zhǔn)可參考，而國外標(biāo)

準(zhǔn)已形成多年。如何確定閥體內(nèi)孔堆焊質(zhì)量，成為無損檢測領(lǐng)域重大難題。

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3、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目

本標(biāo)準(zhǔn)為自主起草。國內(nèi)尚未有類似的標(biāo)準(zhǔn)，國外已有類似的標(biāo)準(zhǔn)，故本標(biāo)準(zhǔn)采用國際

規(guī)范或國外先進(jìn)技術(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)水平為國際先進(jìn)水平。

4、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容（包括牌號、成分、性能指標(biāo)、型號、各種參數(shù)、

公式、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等）確定的論據(jù)（包括試驗(yàn)、驗(yàn)證、統(tǒng)

計(jì)數(shù)據(jù)等），修訂標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)列有新舊標(biāo)準(zhǔn)的對比分析。

為了配合《水下采油樹及其配套工具工程化技術(shù)研究》設(shè)施，根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的無損檢測

技術(shù)要求，必須確保內(nèi)孔堆焊產(chǎn)品的質(zhì)量，我們已經(jīng)建立了內(nèi)孔堆焊無損檢測方法和技術(shù)。

在新加坡卡麥龍、FMC和GE等工廠均有內(nèi)孔堆焊產(chǎn)品的水浸式超聲波探傷系統(tǒng)。

客戶規(guī)范大多采用水浸式自動(dòng)化超聲波探傷，并且在內(nèi)孔內(nèi)部進(jìn)行超聲檢測。超聲檢測

靈敏度調(diào)試方法：基材與堆焊結(jié)合層采用FBH3.2mm，堆焊內(nèi)部質(zhì)量采用FBH3.2mm；基材與堆

焊的熱影響區(qū)在ID表面掃查采用SDH1.6mm，在OD表面掃查采用SDH3.2mm。

?本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水下井口和采油樹產(chǎn)品堆焊層超聲波探傷方法，適用于母材表面大面

積耐腐蝕堆焊層超聲波探傷，包括熔敷層中堆焊缺陷和熔敷層與母材熔合狀況的檢

驗(yàn)。

?本標(biāo)準(zhǔn)適用于內(nèi)徑大于50mm的水下井口和采油樹產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、修復(fù)和安裝，

對水下井口和采油樹產(chǎn)品的手工或自動(dòng)檢測。

?本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施主體為海下油氣田開采的產(chǎn)品等

?本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，有利于把握水下井口和采油樹產(chǎn)品質(zhì)量，將會(huì)給中國帶來良好的社

會(huì)效益和一定的經(jīng)濟(jì)效益。

5、主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）結(jié)果的分析、綜述報(bào)告、技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)

期的經(jīng)濟(jì)效果等。

國內(nèi)典型海上油氣田水下采油樹幾乎全部采用國外供貨商的成熟產(chǎn)品，TFMC、

OneSubsea、Vectogray、Aker、QUIP等5家國外公司在水下采油樹廠家處于壟斷地位。如：

流花11-1油田、惠州32-5油田、陸豐22-1油田、崖城13-4氣田、荔灣3-1氣田、番禺

35-1-2氣田及文昌10-3氣田等均為國外公司投產(chǎn)建設(shè)。

目前國外公司最大設(shè)計(jì)能力：工作水深為3000m，溫度范圍為-46℃~180℃，額定壓力

高達(dá)15000psi（103.5MPa），安裝水深達(dá)世界紀(jì)錄(如：2934m墨西哥灣Perdido項(xiàng)目的

Tobago油田)。

一些國際標(biāo)準(zhǔn)對基材和耐腐蝕合金堆焊之間交界面熔接完整性檢驗(yàn)提出的強(qiáng)制性要求，

例如：ISO10423：2012(API6A：2018)《井口和采油樹設(shè)備規(guī)范》、ISO13628.4：2010(API

17D：2011)《水下生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作—水下井口裝置和采油樹設(shè)備》。本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)這

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些國際標(biāo)準(zhǔn)對基材和耐腐蝕合金堆焊之間交界面熔接的部分作相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合我國水下井

口和采油樹產(chǎn)品堆焊層制造和使用的實(shí)際情況制定。在符合工業(yè)生產(chǎn)適用性的前提下，盡量

降低各項(xiàng)要求、簡化方法過程，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。針對高風(fēng)險(xiǎn)部件或技術(shù)，針

對性的加強(qiáng)堆焊產(chǎn)品無損檢測質(zhì)量，提高系統(tǒng)整體可靠性，將確保水下產(chǎn)品20年工作運(yùn)行

起到了應(yīng)有的作用。

6、與有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。

本標(biāo)準(zhǔn)與我國的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突。

7、對征求意見及重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)。

本標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，尚無出現(xiàn)未采納的重大分歧意見。

8、標(biāo)準(zhǔn)水平建議，預(yù)期的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效果。

采用新型鎳基等高合金焊絲制做的新一代復(fù)合材料。它具有鋼產(chǎn)品的高強(qiáng)韌

性和高耐磨性，可以反復(fù)修復(fù)多次，能使鋼材料降低消耗，大幅降低成本。主要

用于冶金、采礦、機(jī)械、石油、電力等行業(yè)中大量使用的易磨損零件、工模具的

制造與修復(fù)。

堆焊層超聲波探傷方法，在國內(nèi)一直沒