在役管道焊接管理规定

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在役管道焊接管理规定文件编号：XNGD/ZY.gd.02-13-2012

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1目的

为规范在役管道焊接管理，提高在役管道焊接质量和安全性，制定

本规定。

2范围

本规定适用于公司所管辖在役管道焊接的管理。

3术语和定义

3.1在役管道焊接

本规定所称在役管道焊接是指公司所管辖投产后管道的焊接操作。

4职责

4.1管道处是在役管道焊接的业务管理部门，负责指导、检查、监督在

役管道焊接管理工作。

4.2所属各单位负责辖区在役管道焊接过程的全面管理工作。

4.3在役管道实施焊接操作单位负责在役管道焊接，执行在役管道焊接

管理规定以及其他安全事宜。

5管理内容

5.1在役管道焊接基本条件

5.1.1所有的在役管道焊接必须由具备有资质单位出具相应的焊接工艺

规程，焊接工艺规程与焊接形式必须严格对应，一般包括：连头对死口

焊接、连头返修焊接、管道全包围对开三通的焊接、同材质加强套管焊

接、管道支管及其加强圈焊接等工艺规程。

5.1.2焊接操作的焊工必须持有相应资格证书，并经过必要的相对应焊接

工艺规程理论和实际操作培训，并通过在役管道管理单位的认可。

中国石油西南管道公司2012-08-31发布2012-08-31实施

5.1.3焊接操作必须经在役管道管理单位的批准。

5.2在役管道焊接依据

5.2.1低于X60以下钢级管道（包括X52、L360、16Mn、A3等）补焊、

补板焊接作业，参照附录A、B、C、D要求执行。

5.2.2X60钢级管道焊接管道全包围对开三通的焊接、同材质加强套管焊

接、管道支管及其加强圈焊接等，按照附录E《X60钢级在役管道抢修

焊接施工指导书和焊接工艺规程》和附录F《兰成渝输油管道修复与抢

修焊接工艺规程》执行。

523X65钢级管道焊接管道全包围对开三通的焊接、同材质加强套管焊

接、管道支管及其加强圈焊接等，按照附录G《X65钢级在役管道抢修

焊接工艺规程》执行。

524X80钢级管道焊接管道纵向坡口焊接、环形角焊接、支管角焊接按

照附录H《X80钢管道维修焊接工艺规程》执行。

5.2.5管道动火或抢修对口焊接作业，按照相应评定的连头对死口焊接、

连头返修焊接工艺规程执行。

5.3在役管道焊接操作

5.3.1在役管道焊接操作前，要制定造成管道焊缝缺陷的处理措施（如碳

纤维补强、修复套管等），并在焊接操作前做好准备，以便能够及时处

理焊缝缺陷，使管道在整体强度上满足运行要求。

5.3.2焊接前，应测量并记录焊接地点的环境温度、湿度、风速等数值，

如不能满足焊接工艺规程要求，不得进行在役管道焊接作业。

5.3.3了解、测量并记录所有焊接钢管、管件的参数值，包括钢级、管径、

壁厚、坡口形式、钝边、坡口角度、间隙等。

5.3.4监测并记录焊接前的初始温度、预热温度、层间温度及焊后温度，

记录焊工姓名、焊材规格、预热措施、焊接电流、焊接电压、焊接速度、

焊接方向、焊接极性、焊后保温措施等焊接工艺及参数，并填写焊接记

录表。

5.3.5焊接完成后管道恢复正常运行前，焊缝必须进行超声波探伤检测

(投运时间不允许并经运行管道管理单位同意的除外)，检测操作按照

《石油天然气钢质管道无损检测》标准执行，检测结果评定验收符合《钢

质管道焊接及验收》中的无损探伤验收标准为合格。

5.3.6对于检测不合格的焊按照《钢质管道焊接及验收》标准规定，

经动火管道管理单位同意，进行清除缺陷、返修、采取有效的焊绛加强

措施或切除焊缝重新下料、对口、焊接。

5.3.7管道投运24小时后，输气管道的焊缝必须进行X射线探伤检测，

检测操作按照《石油天然气钢质管道无损检测》标准执行，检测结果评

定验收符合《钢质管道焊接及验收》中的无损探伤验收标准为合格。

5.3.8管道投运24小时后，输油管道的焊缝必须进行超声相控阵与超声衍

射时差相结合探伤检测。超声相控阵检测按照《ASME锅炉及压力容器

规范V无损检测》标准执行，超声衍射时差检测按照《超声时差衍射技

术(TOFD)》和《用于缺陷检测、定位、定量的超声衍射时差(TOFD)

法-校验和调整指南》标准执行。检测结果评定验收符合《钢质管道焊接

及验收》中的无损探伤验收标准为合格。

5.3.9对于检测不合格的焊缝，经管道管理单位同意，要采取有效的焊缝

加强措施，如碳纤维补强、修复套筒等，必要时需更换缺陷焊缝管段。

5.4管道抢修时，需要的在役管道焊接没有相应的焊接工艺规程，可由

抢修单位提出焊接工艺方案，经应急领导小组审批后实施。

6流程

无

7相关文件

7.1相关的公司体系文件

7.2相关的法律法规、标准、规范和依据性文件

7.2.1SY/T4109《石油天然气钢质管道无损检测》

7.2.2SY/T4103《钢质管道焊接及验收》

7.2.3ASME-«ASME锅炉及压力容器规范V无损检测》

7.2.4ASTME2373-04《超声时差衍射技术(TOFD)》

7.2.5BS7706《用于缺陷检测、定位、定量的超声衍射时差(TOFD)法

-校验和调整指南》

8记录

8.1XNGD/ZY.gd.02-13/JL-01焊接记录表

附录

附录A(2005)管试研字010号《试验研究报告》

附录B(2005)管试研字013号《试验研究报告》

附录C(2005)管试研字012号《试验研究报告》

附录D(2005)管试研字011号《试验研究报告》

附录E《X60钢级在役管道抢修焊接工艺规程》

附录F《兰成渝管道在线焊接工艺评定》

附录G《X65钢级在役管道抢修焊接工艺规程》

附录H«X80钢管道维修焊接工艺规程》

附录A

试验研究报告

(2005)管试研字010号

报告题目：东北管网对接环焊缝焊接工艺评定

试验及环焊缝缺陷修复

中国石油天然气集团公司石油管力学和环境行为重点实验室

KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorof

TabularGoods,CNPC

中国石油天然气集团公司管材研究所

TubularGoodsResearchCenterof

ChinaNationalPetroleumCorporation

东北管网对接环焊缝焊接工艺评定

试验及环焊缝缺陷修复

(2005)管试研字010号

2005年3月12日，中国石油天然气股份有限公司管道分公司送来东北管网抢修

对接环焊缝焊接试样一件，规格为①720X8.9mm,钢级为Q345。要求按照API

STANDARD1104标准进行对接环焊缝焊接工艺评定试验，并要求对在役管道环焊

缝的错边、焊缝宽度不足、余高不符合规范等缺陷提出修复建议。

1对接环焊缝焊接工艺评定试验

按照APISTANDARD1104标准要求，对换管组对焊接试样进行了环焊缝X射

线探伤、拉伸、弯曲、刻槽锤断、硬度等试验，试验结果如下：

1.1X射线探伤

用XXG-3005型X射线机进行环焊缝射线拍片，除在一张底片上发现4处内

凹缺陷(累计长度约30mm)外，其余焊缝未发现焊接缺陷。在内凹处，底片黑度未

超过相邻母材的射线底片黑度。按照APISTANDARD1104标准，这种根部内凹缺

陷是允许的。

1.2焊接接头拉伸试验

按照APISTANDARD1104标准取样，进行焊接接头拉伸试验，试验结果如下

表lo

表1对接环焊缝接头拉伸试验

伸性能

抗拉强度Rm(MPa)断裂部位

试样编号

ZDH-T1471断于母材

ZDH-T2471断于母材

ZDH-T3471断于母材

ZDH-T4471断于母材

APISTANDARD1104每个试样的抗拉强度大于或等于母材的规定最小强度

及GB/T1591-94要求(345MPa)o若试样断于焊缝或熔合区，其抗拉强度满足要

求，则要求断面无超标缺陷。

1.3焊缝弯曲试验

按APISTANDARD1104标准取样，对焊接接头试样进行180。导向面弯和导向

背弯试验，弯轴直径为94mm。试验结果如下表2。

表2焊接接头弯曲试验

试样编号试验项目试验结果

ZDH-R1背弯未发现裂纹

ZDH-R2背弯未发现裂纹

ZDH-R3背弯未发现裂纹

ZDH-R4背弯未发现裂纹

ZDH-F1面弯未发现裂纹

ZDH-F2面弯未发现裂纹

ZDH-F3面弯未发现裂纹

ZDH-F4面弯未发现裂纹

试样弯曲表面上的焊缝和熔合线区域所发现的任何方向

APISTANDARD1104

上的任一裂纹或其他缺陷尺寸应不大于公称壁厚的1/2,

要求

且不大于3.2mm。

1.4刻槽锤断试验

按APISTANDARD1104标准，取四件刻槽锤断试样进行试验，结果如下表3。

表3刻槽锤断试验

试样编号断口形貌

ZDH-N1断口无超标缺陷

ZDH-N2断口无超标缺陷

ZDH-N3断口无超标缺陷

ZDH-N4断口无超标缺陷

APISTANDARD1104要求试样断裂面应完全焊透和熔合，无超标缺陷。

1.5硬度试验

在立焊3点位置取样，进行焊接接头硬度试验。试验位置如图1,试验结果如下

表40

图1对接环焊缝硬度试验位置图

表4焊接接头硬度试验

位置12345678910111213141516

HV10175197242237186173193183194/174179200190181/

APIStd.1104标准要求：热影响区(HAZ)硬度不超过35OHV10。

2在役管道环焊缝缺陷修复

错边、焊缝宽度不足、余高不符合规范均属于焊接形状缺陷。错边形成的主要

原因是对口装配不正确；焊缝宽度不足和余高不符合规范主要是焊接规范不合适和

焊接操作不当引起。这些焊接缺陷对焊接接头的强度有较大的影响，应采取适当措

施进行修复。

按照输油输气管道线路工程施工及验收规范SY0401-98标准要求，管道组对

焊接错边应不大于1.6mm。如果错边超过标准要求，并且管体壁厚扣除错边量后，

若其厚度大于6.4mm(避免烧穿危险)，可在外焊缝上采用如图2所示的修复方法,

并保证修复焊道与原始焊道和母材平滑过渡，从而使焊接接头的形状不连续性降低,

减小应力集中程度。

按照输油输气管道线路工程施工及验收规范SY0401-98标准要求，对接环焊

缝盖面尺寸应比上坡口宽度大2〜4毫米。若焊缝宽度不足，可能引起未熔合现象,

从而降低焊接接头强度。因此，对于焊缝宽度不足的焊接缺陷，只要不存在母材未

熔合现象，可以不进行修复。如果，由于焊缝宽度不足而存在未熔合现象，可在外

焊道上增加一层盖面焊道（如图3所示），从而使焊缝宽度达到标准要求，同时要

将过高的焊缝余高打磨掉。

SY0401—98标准要求对接环焊缝余高为0〜1.6mm,局部不超过3mm，且长度

不大于50mm。如果焊缝余高比标准要求的1.6mm大，则可以采用修磨的方法，将

高出的部分打磨至符合标准要求（如图4所示）。如果焊缝余高不足（即低于母材

表面），则可采用补焊的方法，将下凹填满至标准要求的余高。

3结论

1）所送的对接环焊缝试样的拉伸性能、刻槽锤断、弯曲和硬度等试验结果均符

合APISTANDARD1104标准要求。

2）对于在役管道环焊缝错边、焊缝宽度不足和余高不符合规范要求等焊接缺

陷，可采用适当的方法进行修复。

试验：李爱萍任继承吴永昆

拟稿：何小东

审核：

批准：

2005年4月25日

附录B

TGRC

N0.L1555

试验研究报告

(2005)管试研字013号

报告题目：东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求研究

中国石油天然气集团公司石油管力学和环境行为重点实验室

KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorof

TubularGoods,CNPC

中国石油天然气集团公司管材研究所

TubularGoodsResearchCenterof

ChinaNationalPetroleumCorporation

东北管网腐蚀坑焊接补强技术要求研究

（2005）管试研字013号

2005年3月12日，中国石油天然气股份有限公司管道分公司送来螺旋焊接钢管试

样一件，规格为①720X8.9mm,钢级为Q345。要求对东北管网抢修腐蚀坑补强，提出

可焊接的腐蚀坑最大允许深度、补板间最小距离、补板与环焊缝和螺旋焊缝的距离等

技术要求。

1概况

根据管道分公司管道处提供资料表明，东北管网受腐蚀性介质或潮湿等因素影响

存在不同程度的腐蚀，如庆铁老线211号桩管道壁厚为8。毫米，其腐蚀最深点达7

毫米（图1所示）。东北管网的运行条件如表1。

表1东北管网的运行条件

项目运行条件

管线材料16Mn

管径、壁厚（mm）720X8.9;529X8.0;426X7.0

介质原油

介质温度（C）33〜70

外界温度（℃）-35-40

介质流速（m/s）1-2.15

最高运行压力

4.5（焊接时可降压至2MPa以下）

（MPa）

2在用管线腐蚀坑焊接补强技术要求

在役管线的焊接有两个主要的问题：第一个问题是避免烧穿，此处焊接电弧使得

管壁破裂。第二个问题是由于流体从管壁带走热量，加速了焊接部位的冷却速度，从

而导致氢致裂纹。如果壁厚大于6.4mm（0.250in）,采用低氢焊条（EXX18型）和正

常的焊接工艺，烧穿就不可能发生。如果管壁较薄（低于6.4mm（0.250in））,就必

须限制热输入来降低烧穿的危险口、但是，低的热输入水平可能不足以克服流体从管壁

带走的热量，导致焊缝过大的冷却速度，从而发生氢致裂纹。因此，必须采取妥协的

办法，在管道安全和防止材料性能损伤这两方面取得平衡。

图1庆铁老线211号桩管道腐蚀情况

文献⑶研究表明，采用低氢焊条焊接在役管线，管道内表面的最大温度982℃为防

止烧穿的最大极限温度。通常认为⑶：对于合金钢，1316C的平均峰值温度代表粗晶区

（CGHAZ）,954℃代表细晶区（FGHAZ）。对于在役管线焊接，Edison焊接研究所⑷的

研究工作表明，采用直径为3.2mm的焊条，在110A的焊接电流下，线能量为0.87KJ/mm

时.，管线的最小可焊厚度为4.0mm。采用2.4mm的焊条，在热输入为0.59KJ/mm时，最

小焊接壁厚可达3.2mm（管道内压为5.5MPa）。

在用设备的焊接或热分接程序SY/T6554—2003标准明确规定⑸，应当在说明书

中对工件的最小母材厚度的要求加以说明。4.8mm是大多数焊接和热分接所推荐的最小

母材厚度。为预防烧穿，实际的母材最小厚度是强度所需厚度的函数，即为强度所需

的厚度加上一个安全厚度（通常是2.4mm）。

上述文献和标准表明，对于在役管线焊接，必须通过控制焊接工艺参数，从而达

到防止烧穿和不产生裂纹的危险。因此，对于在线管线焊接，需要进行焊接工艺试验，

确定实际的工艺参数，特别是直接在腐蚀坑上堆焊焊接金属。

2.1腐蚀坑堆焊补强工艺试验

2.1.1试验条件和工艺参数

从钢级为Q345,规格720X8.9mm的螺旋焊管上取样展平后，作为试验用的母材。

通过机械加工出不同深度的坑槽，来模拟管线的腐蚀坑。焊接方法为手工焊条电弧焊,

焊机为唐山松下YD-400AT2HGF型IGBT控制直流弧焊机。所用焊接材料为天津大桥J507

（E5015）①3.2低氢焊条。

表2为腐蚀坑补焊焊接工艺。点腐蚀补焊试验分为三组，焊接位置均为平焊。第

-组为腐蚀坑深度不同，焊接工艺相同（线能量相同）；第二组和第三组分别为腐蚀

坑深度相同（4.0mm和5.0mm深），而焊接工艺不同。对于点腐蚀坑补焊，持续焊接时

间不能超过60秒，以避免管壁长时间受热而温度升高过高，超过982c而烧穿。如果

还需要继续填补焊接，则要等到焊缝金属冷却到150℃以下，并清除焊渣后方可进行。

面腐蚀分为两组。第一组和第二组分别为腐蚀坑深度相同（4.0mm和5.0mm深），

而焊接工艺不同，焊接位置平焊。同时，对腐蚀坑深度为5.0mm的面腐蚀，在立焊位

置进行了试验。面腐蚀采用多道焊接填补，每焊道层间温度要低于150℃,并要将每层

焊道的焊接熔渣清除干净。

表2腐蚀坑补强焊接工艺

焊接工艺参数

腐蚀坑类型和尺寸

编号焊接电流/A焊接电压/V层间温度焊接位置

（mm）

/℃

PC1-1点腐蚀①20X4.010526-30W150平焊

PC1-2点腐蚀①20X5.010526〜30<150平焊

PC1-3点腐蚀①20X6.010526〜30W150平焊

PC2-1点腐蚀①20X4.012028〜35W150平焊

PC2-2点腐蚀①20X4.010528-35W150平焊

PC2-3点腐蚀①20X4.09028〜35W150平焊

PC3-1点腐蚀①20X5.09028-35<150平焊

PC3-2点腐蚀①20X5.010528〜35W150平焊

PC3-3点腐蚀①20X5.012028~35W150平焊

FC1-1面腐蚀120X28X4.09026〜30<150平焊

FC1-2面腐蚀120X28X4.010526〜30W150平焊

FC1-3面腐蚀120X28X4.012026〜30<150平焊

FC2-1面腐蚀120X28X5.09026〜30W150平焊

FC2-2面腐蚀120X28X5.010526-30W150平焊

FC2-3面腐蚀120X28X5.012026〜30<150平焊

FC2-4面腐蚀120X28X5.010026〜30W150立焊

2.1.2试验结果

由于管道内表面的最大温度982c为防止烧穿的最大极限温度，而1316c的平均

峰值温度代表粗晶区（CGHAZ）,954℃代表细晶区（FGHAZ）。因此，可以通过测定熔

合线附近细晶区到试样背面的距离t来预测试样是否有烧穿危险。如果t小于4.0mm

则认为有烧穿危险⑷。

表3为不同工艺和不同腐蚀深度下熔合线到试样背面的最小距离。从表3中可以

看出，在焊接电流105A,焊接电压为26〜30V的正常焊接条件下，对于壁厚为8.9mm

的试样，当腐蚀坑深度超过4.0mm时，就会有烧穿的危险。如果腐蚀坑深度不超过

4.0mm,则不会发生烧穿。因此，采用直径为3.2mm的低氢焊条，在正常的焊接规范下

（焊接电流105A）,可以焊接的腐蚀坑母材的最小剩余厚度为4.9mm。如果腐蚀坑的

深度达到5.0mm深（此时母材剩余厚度为3.9mm）,则要求采用的焊接电流必须低于

105A,才不会有烧穿危险。对于面腐蚀，由于要采用多道焊接，因此必须采用小电流

焊接（不能超过105A）,并控制焊层间的温度要小于150℃。同时，试验结果表明，

在立焊位置发生烧穿的可能性比其它位置大。

在试验中，没有流体和运行压力对防止烧穿最小壁厚的影响，但文献［8］研究表明,

在有流体或流速增加时，焊接烧穿的可能性降低；并且在低流速时，管线内表面温度

与没有流体时的温度差别很小。虽然降低压力是为了防止烧穿的强制安全措施，但流

体压力对烧穿的发生几乎没有影响，因为受热面积很小，管壁上的应力在加热区附近

重新分布，基本上只在腐蚀坑附近。因此，在低流速和低运行压力情况下，可以不考

虑流速和压力对烧穿的影响。

表3不同工艺和不同腐蚀深度下的距离

试样编号细晶区至试样背面距离t试样编号细晶区至试样背面距离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

在役管线焊接的氢致裂纹产生与硬度有关。APIStd.1104标准要求热影响区（HAZ）

硬度不超过350HV„,o通过对焊缝金属和热影响区进行硬度试验可以预测是否有氢致裂

纹发生的可能。硬度试验位置如图2所示，试验结果列于表4。从表4可以看出，焊缝

上的硬度值比热影响区的硬度值高，但没有超过标准要求。同时，试验结果表明：焊

接线能量越小，焊缝的硬度越高；母材的剩余壁厚越小，热影响区的硬度也相对较高。

在没有流体的情况下，热影响区的硬度值难以超过350IM。。试验中没有考虑到流速对

硬度的影响，文献⑵研究表明，粗晶区（CGHAZ）的硬度值最高。虽然随流速增加，管

线内表面的散热系数也增加，但硬度最高值增加却很小。对于X65管线钢，在20m/s

的气体流速时，其HAZ的最高硬度为257HV,只比在没有流体情况下的硬度高6%。因

此，可以认为在安全壁厚进行腐蚀坑补焊时，由于热量散失而诱发的氢致裂纹可能性

相对较小。

图2硬度试验位置

表4硬度试验结果

试样编试验结果（HL）

号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腐蚀坑补弧板焊接焊缝最小间距

如果腐蚀坑深度太深，不能采用直接堆焊焊缝金属；或腐蚀坑面积太大，直接堆

焊效率太低，更甚至由于采用连续多道堆焊而导致温度过高，有烧穿危险时，则采用

补弧板焊接。但是，采用补弧板补强时，如果补板焊缝之间、以及补板焊缝与环焊缝

和螺旋焊缝之间焊缝密集形成不合理的焊接接头，就可能导致应力集中产生脆断倾向。

根据文献⑹，为了避免焊缝密集而导致产生应力集中，焊缝最小间距应大于3T（T为管

道公称壁厚），如图3所示。一般手工电弧焊的单侧热影响区的总宽度为6.0〜8.5mm,

埋弧自动焊单侧热影响区宽度为2.3〜4.Omm"』。因此，为了避开两焊缝间热影响区的

重叠而产生不良影响，补弧板焊缝间距、以及补弧板与螺旋焊缝和环焊缝的间距应大

于20mm。

图3焊缝最小间距

3结论及建议

3）研究表明，低流速流体和流体压力对烧穿和硬度影响较小。

4）对于点腐蚀坑堆焊，采用直径为3.2mm的低氢焊条，在正常的焊接规范下（焊

接电流105A）,持续焊接时间不超过60秒时，可以焊接的腐蚀坑母材的最小剩余厚度

为4.9mm。如果一次未完成堆焊，还需要继续填补焊接，则要等到焊缝金属冷却到150C

以下，并清除焊渣后方可进行。

5)对于面腐蚀坑进行多道堆焊填补，采用小电流焊接(不能超过105A),可以焊

接的腐蚀坑母材的最小剩余厚度为4.9mm。每焊道层间温度要低于150C,并要将每层

焊道的焊接熔渣清除干净。

6)试验结果表明，在立焊位置发生烧穿的可能性比其它位置大，更需要严格控制

焊接热输入。

7)采用补弧板进行腐蚀坑补强，补板间最小距离、补板与环焊缝和螺旋焊缝的距

离应不小于3倍壁厚，同时应大于100mm。

8)建议：对采用不同的焊接方法和焊接工艺进行腐蚀坑补强、各种管线材质和运

行条件下的焊接补强技术等需要进一步研究。

参考文献

a)APISTANDARD1104,WeldingofPipelineandRelatedFacilities[SI，

b)I.-W.BANG,Y.-P.SON,K.H.OH,etal.NumericalSimulationofSleeveRepair

WeldingofIn-ServiceGasPipeline[J],WELDINGJOURNAL,2002(12):273~282.

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d)W.A.Bruce,R.L.Holdren,W.C.Mohr,etal.RepairofPipelinebyDirectDepositionof

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e)SY/T6554-2003.在用设备的焊接或热分接程序[S].

f)田锡唐.焊接结构[M].北京：机械工业出版社，第1版：148~150.

g)周振丰，张文钺.焊接冶金与金属焊接性[M].北京：机械工业出版社，第2版:

170~175.

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

GIRTHWELDSINCORRODEDPIPE.

试验：徐瑛李爱萍

拟稿：何小东

审核：

批准：

2005年4月25日

附录c

NO.L1555

试验研究报告

(2005)管试研字012号

报告题目：东北管网抢修开孔短接焊接工艺评定试验

中国石油天然气集团公司石油管力学和环境行为重点实验室

KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorof

TubularGoods,CNPC

中国石油天然气集团公司管材研究所

TubularGoodsResearchCenterof

ChinaNationalPetroleumCorporation

东北管网抢修开孔短接焊接工艺评定试验

(2005)管试研字012号

2005年3月12日，中国石油天然气股份有限公司管道分公司送来东北管网抢修开

孔短接焊接工艺评定试验试样共五件，钢级为Q345。其中①720X8.9mm与DN50X

9.0mm短接组对焊试样和05720X8.9mm与DN100X15.4mm短接组对焊试样各两件，

编号分别为DJ1和DJ2；①720X8.9mm与DN300X16.1mm短接组对焊试样一件，编

号DJ3。参照APISTANDARD1104标准进行焊接工艺评定试验。

1无损探伤

用CJZ—212E型交直流两用磁规和荧光水基型磁粉，对开孔短接焊接试样的角焊

缝进行磁粉探伤，未发现超标表面缺陷。

2力学性能和金相试验取样

根据试样的大小，对DJ1和DJ2试样主要进行了硬度和焊缝宏观金相试验；对DJ3

进行了面弯、硬度和焊缝宏观金相试验，试验取样位置如图1所示。

面弯金相和硬度

图1开孔短接组对焊接工艺评定试验取样

3工艺评定试验

3.1角焊缝面弯试验

对DJ3开孔短接焊接试样取样，进行面弯试验，面弯试样如图2所示。弯轴直径

为90mm,弯曲角度为180°,试验结果如下表1。

去除角焊缝与试样表面平齐

去除袖套

倒园角R3.2

注试验前试样不应整平

图2角焊缝面弯试样

表1DJ3开孔短接焊接试样面弯试验

试样编号试验项目试验结果

DJ3-F1补强圈角焊缝面弯未发现裂纹

DJ3-F2补强圈角焊缝面弯未发现裂纹

DJ3-F3补强圈角焊缝面弯未发现裂纹

DJ3-F4补强圈角焊缝面弯未发现裂纹

试样弯曲表面上的焊缝和熔合线区域所发现的任何方向

APISTANDARD1104

上的任一裂纹或其他缺陷尺寸应不大于公称壁厚的1/2,

要求

且不大于3.2mm。

3.2硬度试验

在补强圈焊缝上取样，进行焊接接头HVio硬度试验。试验位置如图3,试验结果

如下表2。

2?

翻

世

50

图3角焊缝硬度试验

表2全包围袖套焊接角焊缝硬度试验（HVio）

试验位置

试样编号

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标准要求：热影响区（HAZ）硬度不超过35OHVio。

3.3角焊缝宏观金相试验

对开孔短接焊接试样角焊缝取样，经磨制、抛光、腐蚀后进行宏观金相试验。试

验结果如下表3o

表3焊缝宏观金相试验

试样编号宏观缺陷类型缺陷最大尺寸（mm）

DJ1-PM1无（图4）/

DJ1-PM2两处气孔（图5）2.47X2.18

DJ1-PM3无（图6）/

DJ1-PM4两处气孔（图7）0.96X0.62

DJ1-BM1-一处夹渣和一处裂纹（图8）,涮喝夹渣1.10X0.89,裂纹长2.45

试样编号宏观缺陷类型缺陷最大尺寸（mm）

9)

DJ1-BM2无（图10）/

DJ1-BM3一处气孔（图11）0.37X1.10

DJ1-BM4无（图12）/

DJ2-PM1三处气孔（图13）0.92X0.71

DJ2-PM2八处气孔（图14）0.90X0.75

DJ2-PM3无（图15）/

DJ2-PM4两处气孔（图16）0.79X0.49

DJ2-BM1四处气孔（图17）1.26X0.72

DJ2-BM2三处气孔（图18）0.70X0.58

DJ2-BM3无（图19）/

DJ2-BM4三处气孔（图20）0.77X0.58

DJ3-PM1八处气孔（图21）1.02X0.55

DJ3-PM2五处气孔（图22）1.21X0.54

DJ3-PM3无（图23）/

DJ3-PM4无（图24）/

DJ3-BM1无（图25）/

DJ3-BM2一处气孔（图26）0.60X0.12

DJ3-BM3无（图27）/

DJ3-BM4无（图28）/

APISTANDARD焊缝根部完全熔合并且没有裂纹存在，角焊缝不应有大于1.6mm的空

1104穴或气孔。

要求

注：PM表示补强圈焊缝金相；BM表示短接支管焊缝金相。

4结论

9）经磁粉无损探伤，未发现开孔短接焊缝表面有超标缺陷，符合APISTANDARD

1104标准要求。

10）DJ3开孔短接焊接试样面弯试验结果符合APISTANDARD1104标准要求。

11）三组开孔短接焊接试样的硬度试验结果符合APISTANDARD1104标准要求。

12）DJ1开孔短接补强圈焊缝内有超标气孔存在，短接支管焊缝有裂纹存在，不符

合APISTANDARD1104标准要求。DJ2和DJ3的补强圈焊缝和短接支管焊缝均有气

孔存在，但未超标。

试验：罗宝荣徐瑛

拟稿：何小东

审核：

批准：

2005年4月25日

附录D

No.LI555

试验研究报告

(2005)管试研字011号

报告题目：东北管网抢修对开式全包围焊接

工艺评定试验

中国石油天然气集团公司石油管力学和环境行为重点实验室

KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorof

ThbularGoods,CNPC

中国石油天然气集团公司管材研究所

TubularGoodsResearchCenterof

ChinaNationalPetroleumCorporation

在役管道焊接管理规定页码：25/86

东北管网抢修对开式全包围焊接工艺评定试验

(2005)管试研字011号

2005年3月12日，中国石油天然气股份有限公司管道分公司送来东北管网抢修

对开式全包围焊接工艺评定试样一件，规格为①720X8.9mm,钢级为Q345。要求按

照APISTANDARD1104标准进行焊接工艺评定试验。

1无损探伤

用XXG-3005型X射线机对全包围袖套焊接的两条纵缝进行了射线探伤。试验

结果表明，焊缝根部未焊透。根据APISTANDARD1104标准，如果技术条件要求纵

缝100%焊透，则应保证根部间隙足够大，并采用合适的衬垫材料，以防止管线焊透

而发生烧穿的危险。

用CJZ-212E型交直流两用磁辗和荧光水基型磁粉，对全包围袖套角焊缝进行磁

粉探伤，未发现超标缺陷。

2焊接接头力学性能试验

根据APISTANDARD1104标准，试验取样如图1所示。

图1全包围袖套焊接工艺评定试验取样

2.1焊接接头拉伸试验

按照APISTANDARD1104标准，在纵缝上取样，进行焊接接头拉伸试验，试验

结果如下表lo

表1全包围袖套焊接纵缝接头拉伸试验

伸性能

抗拉强度R,„(MPa)断裂部位

试样编号

QBX-T1471断于母材

QBX-T2462断于焊缝

每个试样的抗拉强度大于或等于母材的规定最小强度(345MPa)。若

APISTANDARD1104及

试样断于焊缝或熔合区，其抗拉强度满足要求，则要求断面无超标缺

GB/T1591-94要求

陷。

2.2焊接接头弯曲试验

按APISTANDARD1104标准取样，对焊接接头的纵缝试样和角焊缝试样进行

180。导向面弯和导向背弯试验，弯轴直径为94mm。角焊缝面弯试样如图2。试验结果

如下表2。纵缝背弯出现裂纹是由于根部未焊透引起。

去除角焊缝与试样表面平齐

去除袖套

倒园角R3.2

注试验前试样不应整平

图2角焊缝面弯试样

表2全包围袖套纵缝和角缝焊接接头弯曲试验

试样编号试验项目试验结果