API110420th2007修订版附录A

1、附录A环焊缝的附加验收标准A.1 概述第9 章的验收标准是以焊缝质量的经验判据为基础， 把缺陷长度作为验收重点。 这种验收标准多年来在管线施工中提供了良好的可靠性判据。断裂力学分析及合于 使用原则的应用可以提供另一种验收标准，这种验收标准同时把缺陷高度和缺陷长 度作为评估重点。合于使用原则要求进行工艺评定试验、应力分析及缺陷检测，一 般情况下(但也不总是)该判据可以提供更宽松的许用缺陷尺寸。实行合于使用原 则的基础是进行工程临界分析( engineering critical assessment )或 ECA。合于使用原则在本附录以往的版本中是进行最小值为0.005in和0.010in的CT

2、OD韧性试验，并且独立于较高的断裂韧性值。经改善焊接材料和更精确的焊接工艺的 使用，再加上机械化焊接设备越来越普及使现在的焊接能够得到更均匀，更高韧性 和延展性的焊缝。于此同时，特别是通过比以版本更为严格的CTO缺口试验，往往能够发现比 0.005in 更低的韧性值。当可接受的标准能适当的调节到较低的韧性值的 时候焊缝低于 0.005in 韧性值也能够很好的执行。 所以根据韧性值的测量和外加载荷 相应的可接受标准也做了修改。本标准包含了三种对平面缺陷接受标准的判别方式。这三种方式在应用中的复 杂性是递增的，但是也提供了更宽泛的应用范围。方法 1是最简单的方法。方法 2需 要更多的计算但是考虑到

3、了材料韧性全面的利用， 提供了更精确地判据。 方法1和方 法2已经成为独立的基本程序， 但是这两种方法只限于 A2.2.1 所描述的轻微到中等的 疲劳载荷。方法 3用于疲劳载荷超过前两种放法限制的情况。方法 3并不是规定的， 他的兼容性也不如方法 1和放法2好。方法3可能只有在需要的时候才运用， 运用中需 要计算者具有断裂力学和管线载荷分析的基础知识。本附录修订版的三种选择方法 为缺陷检验判据和验收范围提供了一个更为全面方式。因为破坏性试验需要考虑焊接程序的机械性能， 选择第 9章的缺陷标准作为个别 特殊管线焊接评定的替代验收范围是不实际的。本附录为不规则的尺寸 (imperfection s

4、ize )提供了一个范围更大的判别程序。 本标准也不影响第 9章验收标准的使用。业主有权选择是否使用本附录。在本附录中“不规则接受范围”( imperfection acceptance size )或者其他 包含不规则( imperfection )的属于并不是表示焊接的不完整或焊接条件不佳。所 有的焊缝个别的特征可描述为不完整性、不连续性或裂纹，这些术语被广泛的接受 并可以互换。本附录的目的是基于韧性分析的方法明确不同类型、尺寸和形状的缺 陷对特殊服役情况下整个焊缝的影响。本附录仅限于下列情况的使用：、a. 公称壁厚相同管件间的环焊缝。b. 对焊缝进行 100%的无损检验c. 焊缝强度不低

5、于匹配的抗拉强度，见 A3.2.1d. 最大的轴向设计应力不大于规定的最小屈服强度(SMYS)。e. 最大的轴向设计应变不大于 0.5%f. 本附录不适用于冲、压状态下的焊缝(如主线路中的管件和阀门)及返修焊 缝。A.2 应力分析A.2.1 轴向应力设计 使用本附录时必须进行应力分析以确定环焊缝在建造和操作过程中最大轴向设 计应力。应力分析中应包括管道安装时的应力和运行和周围环境条件引发的应力。 这些应力可能在不同的时间达到峰值。最大轴向设计应力是在管线的设计寿命中任 何时间的全部轴向应力。A.2.2 交变应力A.2.2.1 分析交变应力分析鄙俗包括预疲劳谱的确定， 并通过预疲劳谱的到管线的设

6、计寿命。 疲劳谱包含但不限于因水压试验，操作和安装二产生的应力，还包括热、地震以及 沉降应力等。疲劳谱有若干循环轴向应力等级和各自的循环计数组成。如果每次循 环的应力值不同，可以采用一套计算方法(如 rainflow 方法)确定交变应力等级及 循环次数。谱强度S*可以按下式计算：S* = N1 ( 1)3 +N2(2) 3 +Ni( i) 3 + + Nk(k) 3(A -)其中：S* 谱强度，Ni 第i等级交变应力的循环次数， c i交变应力幅度，千磅/英寸2，下标k 交变应力等级的循环次数，下标i1至k。如果疲劳谱低于5X1C6，并且可以适用“ steel in-air”裂纹增长曲线方法(

7、BS7910: 1999表4),可以使用方法1和方法2验收准则(A5.1.2和A5.1.3 )并不需要 更多的疲劳分析。如果疲劳谱超过5X10或“ steel in-air”裂纹增长曲线方法不适用，选择方法 1和方法2时需要进一步的应力分析或者选择方法 3。A.2.2.2 环境对疲劳的影响 影响焊接疲劳裂纹扩展的因素主要有应力集中、交变载荷、不连续尺寸和裂纹尖端 的环境介质。污染介质、油和碳氢化合物含量比较少的环境与空气类似，对疲劳裂 纹的影响不大。但是水、盐及含 CO2 H2S勺水质溶液会加快疲劳裂纹的扩展速率。 在抗腐蚀的管道中最在少量的上述介质是很正常的。当环境中CO或H2S勺浓度超过抗

8、蚀管线的实际承受能力时，本附录不再适用，除非有迹象表明这种环境不会导致 疲劳开裂速率增快或者使用合适抗腐蚀的措施。通过外涂层和阴极保护措施，可以 减轻环境对管子环焊缝疲劳开裂速率的影响。本附录适用于采用涂层技术和阴极保 护措施改善环境影响的情况。A.2.3 持久载荷断裂 当焊缝承受持久载荷时，某些环境会加速裂纹的扩展，或诱使缺陷周围的材料变脆 并达到临界开裂状态。这些环境如：含H2S强氢氧化物、硝酸盐及碳酸盐介质等。 当管子中存在这些介质时，应确定最小极限应力，如果计算应力超过了管子承受的 极限应力，本附录不再适用。关于 H2SS蚀说明参见NACE MR0175。虽然土壤中的 碳酸盐和硝酸盐会

9、导致应力腐蚀开裂SCC由应力腐蚀造成管子环焊缝开裂的可能性 极小)，但这种裂纹通常是承受周向应力而不是轴向应力。尽管如此，周向的应力腐蚀开裂常常出现在轴向应力的增加超过设计寿命的那些位臵，比如不稳定坡（un stable slopes ）的过度弯曲。采用适当的涂层和阴极保护措施可以缓解应力腐蚀开裂的危害和频率。本附录 适用于采用涂层技术改善环境危害的情况。A.2.4动载荷应力分析应考虑环焊缝所承受的动载荷，如回压阀（check valves ）关闭时产生的 载荷。当焊缝承受的应变率大于10-3/秒（应力比为30千磅/平方英寸秒）时，本 附录不适用。A.2.5残余应力规定的最小CTO韧性值，夏比

10、冲击功和应用方法1和方法2（A.5.1.2和A.5.1.3） 确定安全系数能够得到焊缝残余应力的影响。一般不用在这些情况下确定材料的残 余应力。残余应力的影响必须由全时间依赖疲劳裂纹失效试验（all time-dependentfailure mecha ni sms ）估算，如疲劳。A.3焊接工艺A.3.1概述有断裂韧性要求的焊接工艺相对于那些没有最小断裂韧性要求的焊接工艺，在 变量控制上更为严格。在工艺评定中需要制定一个有效地质量控制程序确保焊接过 程中的参数。本附录的焊接工艺评定应按第5章或第12章的规定进行，并附加A.3.2 中的机械性能试验：当焊接工艺规程有以下基本要素变更时，应对焊

11、接工艺重新评定。a. 焊接方法、电弧过渡模式和操作方法的改变。b. 管线材料的钢材等级、制造工艺发生变化，或者是材料基本化学成分、加工 工艺的改变。c. 接头设计变更（如:由U型坡口变为V型坡口）。坡口角度或钝边的变化不 属于基本要素变更。d. 焊接位臵由旋转焊变为固定焊，或反之。e. 钢管公称壁厚变化超过土 0.125in（ ± 3.175mm）,f. 填充金属尺寸、类型和炉号的改变，也同一种AW型号生产厂家的改变。焊材 炉号改变可以用拉伸试验 （A.3.2.1 ）、夏比冲击（A.3.2.2 ）和CTO试验（A.3.2.3 来对单一的焊缝进行工艺评定。g. 完成根焊道之后至开始第二

12、焊道之间的最长时间间隔增加。h. 焊接方向变化（如：从下向焊改为上向焊，或者反之）。i. 一种保护气体换成另一种气体，或由一种混合气体换成另一种混合气体。j. 一评定的保护气体流量增加或减少超过10%k. 保护焊剂的变化，包括同一 AWS型号材料的生产厂家变化。l. 改变电流种类（交流或直流）或极性。m. 要求预热温度的改变。n. 层间温度的改变，比如层间温度小于工艺评定要求的最小层间温度或者层间 温度超过工艺要求的最大层间温度 45T（ 25C）。注：层间温度应该在开始进行连续的单道焊或多道焊之前靠近起弧的位臵立即 测量。o. 热处理要求的变、增加或取消热处理工艺。p. 管线公称外径的变化超

13、过-0.25D或+0.5D, D是工艺评定中管线的外径尺寸。q. 每道焊接热输入的变化超过工艺评定要求的10% 注：如输入可以有以下的公式计算：J=60VA/S（ A-2）其中：J :如输入量（焦耳/英寸）V:焊接电压A:焊接电流S:焊接速度（英寸/分钟）A.3.2机械性能试验A.3.2.1 焊接的拉伸性能A.3.2.1.1 试样的制备和试验试样应按照图A-1进行制作，在当中做一个缩减的矩形横截面。试样的加强高不 需要去除。试样的两端要有足够的固定距离。a. 拉伸强度必须大于规定的最小抗拉强度。b. 试样不能再焊道位臵断裂。低于匹配抗拉强度位臵的焊道强度位臵可能造成 优先的变形，这种情况应该避

14、免。A.3.2.2 夏比冲击功A3.2.2.1 试样制备夏比冲击试样制作时其长度要平行于管的轴线，利用管线材料允许的厚度制作 最大尺寸的试样。小尺寸试样的厚度至少是壁厚的80%在管的12点、6点、3点或9 点的位臵取6个试样。在以上的取样位臵中，用三个在焊道的中心刻 V形缺口；另外 三个在热影响区刻V形槽，刻槽的位臵是管外径（0.D）算起1/3壁厚和熔合线的相交 处。夏比试样在管壁的位臵如如 A-2所示。A3.2.2.2 试验按照ASTM E2的要求试样需要在规定的最小设计温度进行试验。A.3.2.2.3 要求每个刻槽位臵的最下和平均夏比冲击功分别是 22ft-lbs（ 30J）和30ft-l

15、bs（40J）。式样的剪切区域要大于或等于50%A.3.2.3 断裂韧性试验A.3.2.3.1 概述作为本附录的补充，按照BS7448:Part2作为替代验收要求来确定焊接的断裂韧 性。A.3.2.3.2 试样的制备试样尺寸首选规格为（BX2B .试样应标注方向，以保证取样时试样的长度方向平 行于管轴线，宽度方向沿环形（如图A-3），使得裂纹尖端线贯穿于厚度方向。试样的厚度应为管扇形壁厚减去最小磨削量（如图A-4）o这种磨削加工能够保证试样具有规则矩形截面。焊缝加强高需要去除。试样毛坯粗加工后进行腐蚀以显示焊缝和 热影响区的几何形态。焊缝金属的试验，缺口和预制疲劳裂纹尖端应在焊缝的中心 并完全

16、在焊缝金属上（见图A-5 ）o图A-3 CTOD式样取样位臵A-4在管壁上目标试样的加工方法对于热影响区试验（HAZ的试验，预制疲劳裂纹需要贯穿试样中心 70%位臵的 热影响区粗晶区域（见A-6）。制作三个热影响区试样目的是在 70%位臵显示不同的 热影响区粗晶区。如果在70%位臵的热影响区粗晶区的试样少于3个，则需要在相同 的位臵取更多的试样。新取的这些试样应该避免盖面喊道的热影响区。用于盖面焊 道热影响区的试样不能超过1个。可以测量显微硬度确定粗晶热影响区， 这些热影响 区被后来的焊道进行了少量的回火处理。A.3.2.3.3 CTOD 韧性试验焊接工艺评定应包括焊缝和热影响区的 CTO试验

17、。各区域（焊缝和热影响区） CTO试验需要至少3个有效的试样在低于或等于最小设计温度下进行。这三个试样分 别从试验管焊缝的12点、3点或9点、6点位臵街区并标记好试样的原始位臵。 试验后，应特别注意BS7448第2章12.4.1中的判据，这些判据可以判断疲劳裂纹 扩展尖端的几何形态。本附录中使用S c、S u或S mfi表示CTOD （在BS7448第2章Notch location of wekl rr>e lai CTOD specimens介绍了这三个CTO试验值的互斥关系。S i是条件启裂CTO值，与本附录关系不大， 不必测量）。测量s m寸，应注意记录第一个最大载荷点位臵。 卸

18、载时应考虑脆性断 裂问题。试验报告中应包括BS7448第2部分13规定的各项内容，应注明试验试样 的取样位臵，区分试验中的CTO值是S c、S u或S m试验报告还应包括载荷一曲线 记录和断裂面外貌记录。断裂面外貌记录可以通过断裂面照片 （单面或双面）表示, 或保留断裂面直接观察。A3.2.3.4 重新试验只有存在下列的情况才允许进行重新试验。a. 试样不恰当的机械加工。b. 缺口裂纹尖端不满足直线度的要求。c. 在试样的裂口处发现裂纹尖端的周围有大量的不连续。A.3.2.3.5 要求运用本标准测量的6个试样CTO值应大于0.002in。A.4焊工评定按照第6章的要求对焊工进行工艺评定。对于机

19、械焊接，焊接操作人员的评定按 照12.6的要求。A.5检验和接受标准A.5.1平面缺陷评定（接受或拒绝）缺陷之前，须采用合适的无损检测方法或其他方法测量缺 陷的长度、高度以及至试件表面的距离。常规的射线探伤（见 11.1 ）可以测量缺陷 的长度，但测量缺陷高度时存在不足，尤其是对于裂纹、未熔合、咬边和未焊透等平面类缺陷。可以采用超声检验、带密度计的射线探伤或比较外观接受标准、声波 成像（由焊道的几何形态决定固有缺陷的尺寸标准）或其他可以确定不连续高度的 技术，这些技术应包括明确的的精度（见1144的AUT和潜在的误差，也就是说应该保守的确定不连续的高度。采用常规的探伤（见 11.1 ）评定不连

20、续有高度测量要 求时也可以配合其他的方法来进行。A.5.1.1 构造程序判定不连续的最大可接受尺寸 有三种方法可以作为判定不连续最大可接受尺寸的程序。 方法1是利用图形格式的一 种简化的方法。它依赖于可靠地理论并用试验去验证塑性失效的标准，当需要时， 他、它已经改进为方法2。方法2是一种失效评定图（FAD的形式。失效评定图（FAD 同时考虑了脆性失效， 塑性失效和两种失效模式的交互作用 （弹性-塑性开裂 ）。方法 1和方法 2限于管线在 A.2.2 中所规定限制的疲劳载荷。方法 3是运用已经过验证的合 于使用程序 （fitness-for-purpose procedures）, 适合交变载荷

21、超过方法 1和方法 2 所要求的频率。方法1限制在CTO韧性大于或等于0.004in（0.10mm）的情况。方法2和方法3可以 在CTO韧性值大于最小值0.002in（0.05mm）的任何情况下使用。方法1和方法2使用没有限制管直径或者直径和壁厚的比值（D/t ）。理论验证表明在D/t > 10的情况下是很有效的。管线具有超高的丫/T比（丫/T>0.95 ）往往伴随低的均匀应变（在极限拉应力下 的工程应变）和低的延展性。在本标准中可以适用附加的试验和验证作为替代的可 接受标准。A.5.1.2 方法1判据不连续的可接受尺寸基于CTO韧性值给出了两种形式的验收准则。当CTO韧性值大于或

22、等于0.010in（0.25mm）,图A-7给出了在各种载荷水平（Pr） 下不连续最大的可接受尺寸。如果载荷水平没有在图A-7中给出，可以调整到临近的 曲线上或采用下一个更高的载荷水平得到不连续的最大可接受尺寸。当CTO韧性值大于等于0.004in（0.10mm）并且小于0.010in（0.25mm），可以使用 图A-8得到不连续最大的可接受尺寸。分别运用图A-7和图A-8中标准的0.010in（0.25mm）和0.004in（0.10mm）CTOD韧性 值得到不连续最大的可接受尺寸的范围相比较方法 2会有更多的限制。累计的不连续长度不能超过管线圆周的 12.5%。最大的不连续高度不能超过管线

23、 壁厚的 50%。内部不连续高度的许可标准和表面不连续高度的许可标准同样对待处理。 在不连续接受尺寸上嵌入安全因素可以适用于那些不连续高度偏小对焊缝完整 性没有负面影响的情况。假定的高度误差要低于 0.060in（1.5mm） 和管壁厚的 8%。如 果检验修正值（也可以叫做检验误差）比假定高度误差要更为严格，不连续的可接 受尺寸不能缩减。如果上面的情况不适用，不连续高度许可尺寸应减去检验误差和假定高度误差 的差值13。13:见A5.1.2.2的例子。A.5.1.2.1 估算载荷的水平 Pr有必要通确定材料的屈服应力来获得载荷水平Pr。屈服应力是规定最小屈服强度(SMYS和规定最小抗拉强度(SM

24、TS的平均值。对于API 5L级别X52到X80可以 用下面的公式进行保守的估算：2 30(T f = (T y 1+(21.75/(T y)A-3这里管等级T y的单位是ksi.载荷的水平由下面得出，Pr= T a/ T fA-4图A-7方法1确定的不连续允许范围 CTOD0.010in(0.25mm)Allowable Lonath f Pioe Circumference图 A-8 方法 1 确定的不连续允许范围 0.004in(0.10mm) <CTOD: 0.010in(0.25mm)A.5.1.2.2方法1应用实例下面是运用方法1进行工程临界分析（ECA的实例。一根管按照AP

25、I 5L X70制 造的外径（OD 24in，壁厚（WT 0.05in。通过回顾A.1和A.2，在工程师那里得到 最大轴向设计应力是61.5ksi。由附录焊接试样数据库信息得到最小的 CTO值是 0.011in。所有的参数概述如下：管外径（OD :24in管壁厚（WT :0.500in最小屈服强度（SMYS : 70ksi最小抗拉强度（SMTS : 82ksiCTO值：0.011in最大轴向设计应力（T a） : 61.5ksi许用检验误差：0.050in以下的步骤显示了工程临界分析（ECA估算情况。第1步，确定屈服应力用公式A-3来计算出屈服应力（T y=70ksi ）（T f =70 1+

26、（21.75/70） 2'30 = 74.76注：在这个例子中，屈服应力可以用最小屈服强度和最小抗拉强度的平均值来 估算，这个值为76ksi非常接近用公式A-3计算出来的结果。第二步，确定附加载荷水平载荷水平Pr可以有上面提到的（T a和彷f来估算：Pr= t a/ t f =61.5/74.5=0.823第三步，估算初期许可不连续尺寸用图A-7来估算初期许可不连续尺寸（CTOD>0.010in（0.25mm）。用曲线 Pr=0.825进行计算。得到的许可不连续尺寸制作成表A-1和图A-9。在表A-1的第二列是允许的高度值，它是由（允许高度/管壁厚）这个比值乘以 例子中的管壁厚0

27、.500in得到的。同样允许长度也是由（允许长度/管周长）这个比 值乘以管周长（n X OD,3.14X24in）估算出来的。表A-1初期许可不连续尺寸（Pr=0.825 ）AllsrabkH亡 igbtPpr XVTAllowableHeiglit in)AllowableCircumferenceAllowableLeagrh (Hl.)0.50250.025L904020 03224030 ISP 0 0420 20 10 0634.80.10050.12S9.70.00012345678910Allovrable Lenalh dnchl图A-9许可不连续尺寸曲线（高度调整前和高度调整

28、后） 第四步，高度的调整C 5 U 5 o_3ca2.2c.1a0Q.o.G G Go.E0.E二吕aH®=<假定高度误差小于8%勺壁厚和0.060in=0.040in 检验误差=0.050英寸。不连续高度调整值二检验误差一假定高度误差=0.050in 0.040in=0.010in第五步，制作最终验收表格工程临界分析（ECA的结果要制成方便使用的格式，表A-2就是工程临界应力 分析（ECA的一种推荐表格。当然对于厚板的工程项目需要用这种表14做更多的行。注14:进一步的调整可能会更理想，见 A4.1.3.2的第八步。表A-2许用表格范例Allowable Imperfecti

29、on Height Allo胃ible Impe-rfecrion<m.)(dS.O3 00.00 to 0.0S0.0? to 0.1?0.15 to 0.24>0.24A.5.1.3方法2判据不连续的可接受尺寸A.5.1.3.1 背景下面用到的方法2是运用失效评定图（FAD。失效评定图（FAD在评估中有 3个关键因素，见图A-101、失效评估曲线（FAC2、应力或载荷比率Sr或Lr3、韧性比率失效评估曲线（FAC明确地描述了应力和韧性比率的临界状态。应力比表明了塑性失效的可能性。韧性比率是应用于裂纹扩展驱动力超过材料断裂韧性的比率。 它表明了材料脆性断裂的可能性。失效评定图（F

30、AD是一种复杂的估算方法。需要精通和理解断裂力学才能确保 改程序恰当的运用。一个验证的计算程序需要最大的简化计算。图A-10方法2的图解综述A.5.1.3.2确定不连续尺寸的临界标准可以用A.5.1.3.3中的提供的公式反复计算不连续的临界尺寸。按照下列的步 骤进行。1、选择一个不连续尺寸作为起始点。一个合理的不连续起始点具有最大的允许尺寸，n =0.5,和能代表最小不连续长度的小缺陷长度，这种检验方法能准确的检测缺陷。2、参照A.5.1.3.3在失效评估图（FAD中确定评估点。3、 如果评估点在安全区域以内，增加不连续的长度并重复步骤2。4、 如果评估点在安全区域以外，减小不连续的长度并重复

31、步骤2。5、如果评估点在失效评估曲线上：a.这点代表了组合载荷，材料性能和不连续尺寸的临界状态。做好不连续高度 和长度的记录。b.以很小的幅度减小降低不连续的高度，比如n = 0.5。从(a)中确定了的不连续长度开始并重复步骤2。&制作一个不连续临界高度和临界长度的表格。7、运用在不连续长度上为1.5的安全系数制作一个8、 对草表做必要的调整以确保已选定检验方法检测能力15和可靠焊接操作16。制 作最终的不连续可接受高度相对于不连续长度的表格。注15:必须确定已选择的检验方法能够可靠地检测最小的不连续高度和长度。注16:对于薄壁厚的管，用50%勺壁厚作为最大可接受尺寸可能是一个很大的

32、值。如过可靠地焊接操作不需要这么大的值，那么最大的可接受尺寸需要减小。累计的不连续长度不能超过管圆周的12.5%。最大的不连续高度不能超过管线壁 厚的50%内部不连续高度的许可标准和表面不连续高度的许可标准同样对待处理。在不连续接受尺寸上嵌入安全因素可以适用于那些不连续高度偏小对焊缝完整 性没有负面影响的情况。假定的高度误差要低于 0.060in(1.5mm)和管壁厚的8%如 果检验修正值(也可以叫做检验误差)比假定高度误差要更为严格，不连续的可接 受尺寸不能缩减如果上面的情况不适用，不连续高度许可尺寸应减去检验误差和假定高度误差的差值。A.5.1.3.3在失效分析图(FAD程序中确定关键因素

33、失效分析曲线(FAQ FAC用下面的公式得到Kr=f(Lr)=(1.0.4Lr在Lr轴上FAC的斜率Lr在这里屈服应力2)0.3+0.7exp(-0.65Lr)A-5cutoff=(T f/ CT y(T f是SMYSS SMTS勺平均值或用公式评估点，韧性比率Kr 韧性比率Kr由下面公式得到A-6A-3确定。19A-7这的S mat是材料的CTO韧性值。CTO开张动力的弹性因子S mat可以由下面的公式得 到：A-8d= 3.69349(-|- 0*882A-9J是CTOD专换系数，dn由下面公式估算n是下面应力和应变关系的加工硬化指数：E= H000?-£/A-101 1a/E是

34、弹性模量（杨氏模量）。加工硬化指数可以用Y/T比值来估算： hi（E/0.005 >A-11a根据API 5L铁基材料等级X52到X80, Y/T比值可以用下面的公式估算Y/T=<21 75° 1+2A-11b均匀应变可以估算为t.= -0.0017于 6+0.22管的等级，（T y,在公式A-11中的单位是ksiJ有下面的公式得到K亠/=:""-£/（ 1 一 if）Kf=冈厶“幵A-11cA-12A-13参数Fb是一个函数，由管的内外直径比a ,相关不连续的长度B和相关不连续的高度 n构成。FCt, P, T)I > 04and J

35、3 < -Fg (5, r)=彳尸。邛二T>O.landp>n7i an < ojA-14a这里JWa, psr)=1.09 + "1少邛诬肝踽A-14bA-14cwi= - 0.00985 - 0+1 63t)- 0345r 打、=-0.00416 - 2.18ri - 0.155n"-11A-14d评估点，应力比Lr应力比Lr由下面的公式得到A-15弹性变形应力由下面公式得到- + 385(0.05 -qp)；54if nP<0.057T6= rC0JnP ri血肮打£4)L叫2丿2ifnP>0_05(A-16b)A.5.1

36、.4 方法2判据不连续的可接受尺寸A.5.1.4.1 概述大多数的海洋管线和出油管线，在建造和使用的过程中存在交变载荷。当预计 有重大的不连续扩展时使用方法 3。根据业主的批准，可使用经验证的合于使用程序来确定不连续的可接受标准。 一个广泛被接受的程序是BS7910。本程序需要有经过证明能够掌握断裂力学原理、 管线焊接和NDT的分析师或工程师来执行。任何一个已选择的程序都应该适当的考 虑安全系数并将其作为开发验收标准的整体。必须认识到对于各种公众易接受评估 程序的基本假设可能不同于方法1和方法2。阻止混合不同的程序。A.5.1.4.2 疲劳裂纹增长进行适当的裂纹分析来确定起点裂纹验收标准。用各

37、种各种公众易接受评估程 序和软件来判定裂纹的扩展（比如BS7910第八章）。在整个疲劳载荷谱上检查所有 最大载荷的静态裂纹阻力。熟练操作人员来利用有效地软件程序来执行疲劳分析和 检查在整个疲劳载荷上的静力失败条件。可以用方法1中的许可裂纹尺寸作为内部和表面破坏性缺陷的起始裂纹尺寸。 如果临界裂纹尺寸在设计寿命之前（考虑适当的设计和安全因素）达到经静态最大 载荷（峰值载荷）或发生破坏，这个起始裂纹尺寸需要进一步减小。需要注意根据 服役的形式恰当地选择裂纹扩展曲线（da/dN曲线）。BS7910中的表4和表5提供了 选择这些曲线的指导，根据管线内部的不同情况业主可以提供附加的信息用来生成 裂纹扩展

38、曲线。对于D/t很小的管线来说穿过壁厚的应力是不均匀的，需要对多重 初始裂纹的位臵进行分析。A.5.1.4.3 许可不连续尺寸的检验误差和安全系数许可缺陷咼度应该减去检验误差，这些误差来自于一个被认证的 NDT检验系统、 程序和操作人员对特殊的工程或类似材料和焊接程序的工程进行NDT检验的结果。A.5.1.5 横向平面不连续横向平面缺陷表示不正确的焊接程序或者没有正确的执行焊接程序，应该返修 或移除。成叠不连续的高度在焊层的开始和结束之间的高度不能超过壁厚的50%A5.2体积不连续的验收范围内部体积不连续比如夹渣或气孔，在高的断裂韧性材料中相对于平面缺陷更不 容易造成失效。这些不连续可能被当做

39、平面缺陷或用表3中简化的方法来处理。表面破坏性不连续，内部不连续在不连续交互作用下被认作表面破坏性不连续应该当 做表面不连续来处理。无需考虑用什么方式评估的不连续，最小CTOD性和夏比冲 击功的要求可以适用。表A-3内部体积不连续的验收范围Iiiipeiiection Typeor WidthLengtlilx翦 er of r4 orLess of ;,4 or0.2 5 in.0.25 nn.of r4 orSlag025 in.4fA.5.3电弧烧伤电弧烧伤是由于不正确的起弧或接地不当引起在管子内外表面损伤的一种缺 陷。这种缺陷肉眼可以看到一个深坑或小洞，在 X射线照片中呈现影像致密区。

40、这 种缺陷通常位于韧性比母材焊缝低的硬热影响区中。表4是未经返修的电弧烧伤验收标准，其中假设热影响区的韧性值为零，且热 影响区中的所有平面缺陷在边界钝化。大量的数据表明全部电弧烧伤的深度（包含 热影响小于烧伤宽度的一半。如果电弧烧伤中有肉眼和常规射线探伤可以检测到的裂纹，本附录不再适用。 这类电弧烧伤应该进行返修或切除。图A-3未经返修的电弧烧伤验收标准。Measmed DimensionAcceptaiKe LimitWidthLength (any direction)Depth tto bottom of crater)LessCTof t or5 16in.oft or 5 L6iii

41、.1'16 in.A.5.4不连续的相互作用如果两个不连续相邻很近，可看成是单个大不连续。图11用来确定是否存在不 连续相互作用。如果存在相互作用，需要按照图A-11计算有效的不连续尺寸并用合 适的验收标准评估有效不连续的可接受性。如果显示需要返修，任何相互作用的不 连续需要按照A.7的要求进行返修。A.6纪录所有符合本附录可接受不连续的类型，位臵和大小都要用合适的表格纪录。记 录中还应该包括管线射线探伤或其他非破坏性试验的数据。Interaction exists IfIf Heraction exists, effective jmperfection sis-e isCase 1

42、Case 2Case 3Case 4Case 5s <2（qg）（纯 <的）&x < 2ctands2 <Q©y）gqandd <a沁2qaid（q < 勺）2c = 2ct y+雄g = 2 + 呢 + 2a2lcA = 2c + 筍 +2匕化=2q + 52 + 码2ct =2c + q+ 殆at-d2a2ce - 2 芒图A-11不连续交互作用的评估标准A.7返修按本附录验收不合格的所有不连续都应该按照第9章和第10章进行返修和清A.8 术语表 17注 17：这里的单位已经做出了说明。所有的计算都需要确保使用相符单位。在 一些公式中(比如A-3和A-11)要使用规定的单位。a = 不连续高度 imperfection height (in. or mm).c = 不连续一半的长度 imperfection half length (in. or mm).D = 管外径 pipe outer diameter (in. or mm).dn = J 对 C