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API 1104-2005中文版.doc

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1管道及相关设施焊接标准美国石油协会标准 1104第 20 版 2005 年 11 月API(美国石油协会)2-管道及相关设施焊接标准管道部分美国石油协会标准 1104第 20 版 2005 年 11 月API(美国石油协会)3声明API(美国石油协会)刊物有必要就通常碰到的 问题做如下声明。至于特殊情况,应该参阅当地、州及联邦的法律与规定。API(美国石油协会)或 API 的任何员工、分包商、顾问、委员会、或其他委派人不明确或暗示性地做任何关于本刊物中所含信息的准确性、完整性或有用性的担保或声明;也不对任何使用或者使用本刊物中刊登的信息或工艺的后果承担责任。API 或 API的任何员工、分包商、顾问、委员会、或其他委派人不声明保证本刊物的使用侵犯私人权利。API(美国石油协会)刊物也许会被任何想用的人用到。 协会已经做了各项努力以确保刊物中数据的精确和可靠性;但是,协会没有任何陈述,声明或担保与此刊物有关,因此协会拒绝承担一切由于使用本刊物所造成的损失和损害的责任和义务以及本刊物与任何的权利机构造成的冲突。API(美国石油协会)刊物的出版是为了促 进证明其广阔的实用性,健全工程学和实际操作的。本刊物不是刻意避免对于健全的工程学的判断的需要,任何时间地点这些都是应该被利用的。API 刊物明确声明无论如何不是对任何使用其他操作方法的人进行约束的。任何制造商按照 API(美国石油协会)对设备 做标记要求标准对设备及原料所做标记应能单独达到该标准要求达到的相应4标准。API 对此类产品是否真正符合 API 相应标准不做声明、辩解及担保。所有权利保留。未经出版者书面许可本刊内容不得复制,不得在检索系统中存储,也不得以任何其他电 子、机械、影印、记录等方式转载。出版者联系方式:华盛顿特区,N.W. , 1220 L 街道,美国石油协会出版部,邮政编码:20005前 言本标准是由包括美国石油协会(API)、美国气体协会(AGA )、管道承包商协会(PLCA)、美国焊接学会(AWS)、美国无损探伤学会(ASNT)的代表以及管子制造商的代表和有关工业的个人代表组成的标准编制委员会编制的。本标准的目的是通过控制焊工资格、 焊接工艺、材料和设备,焊接出高质量的焊接接头,并通过对无损检测规程、设备 和无损检测人员资格的控制,以保证对焊接质量的正确评定。本标准是非强制性的,它适用于 输送原油、成品油、天然气、二氧化碳和氮气的长输管道及泵站的安装和焊接,也可用于集 输和分输管网的安装和 焊接。本标准包含了油气管道设计、制造、安装和运行等方面的许多工程师的研究成果,标准编制委员会非常感谢他们真诚和有价值的帮助。为适应技术的发展,有必要 经常对本标准进行修订。 标 准编制委员会始终希望收到对本标准进行改进的各种意见和建议,并将 给予充分的考虑。任何感兴趣的团体都可以对 API 的内容提出意见。为了赢得某些权利,通过 暗示及其他方式在制造, 销售或使用某种方法,设备及产品中运用专利特许证,API 无须对其出版的任何内容给予解释。同样, 为了确保个人出现违反专利特许证的倾向,也无须对其出版的任何内容 给予解释。本标准是在 API 标准化程序下制定的,以确保在发展进程中适当的通知和参与,同时是作为 API 标准而制定的。关于本标准的解释及注解和关于完善本标准的程序问题应直接交予标准制定理事会,API(美国石油协会),地址: 华盛顿特区,NW ,L 街 1220 号, 邮政编码:20005。转载或翻译全部或部分以下内容的 请求也必须告知理事会。一般说来,API 标准至少每 5 年重新评定、修 订、重申或删定一次。使用达到两年的以前扩充内容才可以重新评定。规 定具体内容可咨询 API 标准制定委员会, ,电话(202)682-8000。API 出版物和材料目录每年发行或由 API 发行最新季刊,地址:华盛顿特区,NW,L街 1220 号,邮政编码:20005。应该拿出建议修改方案并提交 API(美国石油协会)标准与出版部,地址:华盛顿特区,N.W. , 1220 L 街, 邮政编码:20005, 电子邮箱:standards@api.org。5目 录1. 总则1.1 范围2. 引用标准3. 术语3.1 概述3.2 定义4. 焊接的一般规定4.1 设备4.2 材料5. 焊接工艺评定5.1 工艺评定5.2 记录5.3 工艺规程5.4 焊接工艺规程的变更5.5 试验管接头的焊接----对接焊5.6 焊接接头的试验----对接焊5.7 试验管接头的焊接----角焊5.8 焊接接头的试验----角焊6. 焊工资格6.1 概述6.2 单项资格6.3 全项资格6.4 外观检验6.5 破坏性试验6.6 射线探伤---只用于对接 焊6.7 补考6.8 记录7. 焊接接头的设计和准备7.1 概述7.2 管口组对7.3 对接焊中对口器的使用7.4 坡口7.5 气候条件7.6 作业空间7.7 层间清理7.8 固定焊7.9 旋转焊7.10 标记7.11 预热及焊后热处理8. 焊缝的检查与试验8.1 检验权限8.2 检验方法68.3 检测人员的资格审定8.4 无损检测人员的资格证书9. 无损检测验收标准9.1 概述9.2 验收权9.3 射线探伤9.4 磁粉探伤9.5 渗透探伤9.6 超声波探伤9.7 咬边的外观检查标准10. 缺陷的清除和返修10.1 返修权限10.2 返修规程10.3 验收标准10.4 监理10.5 焊工11. 无损检测规程11.1 射线探伤方法11.2 磁粉探伤方法11.3 渗透探伤方法11.4 超声波探伤方法12. 有填充金属的自动焊接12.1 适用的焊接方法12.2 工艺评定12.3 记录12.4 工艺规程12.5 焊接工艺规程的变更12.6 焊接设备和操作人员的审定12.7 记录12.8 焊缝的检验和试验12.9 无损检测验收标准12.10 缺陷的清除和返修12.11 射线探伤13. 无填充金属的自动焊接13.1 适用的焊接方法13.2 工艺评定13.3 记录13.4 工艺规程13.5 焊接工艺规程的变更13.6 焊接设备和操作人员的审定13.7 记录13.8 工程焊接质量保证13.9 无损检测验收标准13.10 缺陷的清除和返修713.11 射线探伤附录 A 环焊缝的附加验收标 准A.1 概述A.2 应力分析的附加要求A.3 焊接工艺A.4 焊工资格A.5 检测及验收标准A.6 记录A.7 实例A.8 返修A.9 术语附录 B 管道不停输焊接B.1 概述B.2 不停输管道系统的焊接工 艺评定B.3 焊工资格B.4 不停输管道系统焊接的推荐意 见B.5 焊缝的检查与试验B.6 无损检测验收标准(包括外 观检查)B.7 缺陷的清除和返修图1. 焊接工艺规程说明书表格形式2. 试件试验报告表格格式3. 对接接头焊接工艺评定试验的试样位置4. 拉伸试样5. 刻槽锤断试样6. 背弯和面弯试样(壁厚小于或等于 12.7mm)7. 侧弯试样(壁厚大于 12.7mm)8. 缺陷尺寸的测量9. 导向弯曲试验胎具10. 角焊焊接工艺评定及焊工资格考试刻槽锤断试样的位置11. 角焊焊接工艺评定及焊工资格考试( 包括支管联接焊工资格考试)的刻槽锤断试样的位置12. 对接焊焊工资格考试试验的试样位置13. 根部未焊透14. 错边未焊透15. 中间未焊透16. 表面未熔合17. 夹层未熔合18. 根部内凹19. 气孔最大分布(壁厚≤12.7mm)20. 气孔最大分布(壁厚12.7mm)21. API 像质计22A 手工超探 B 型缺口22B 确定距离,折射角和速率822C 反射过程23. 闪光对焊对接接头焊接工艺评定试验的取样位置(457mm762mm)26. 两英寸刻槽捶断试样A-1 CTOD 试验试样的取样位置A-2 CTOD 试验试样加工与管壁厚关系示意图A-3 焊缝 —金属 试样的开缺口位置A-4 热 影响区 测试试样的开缺口位置A-5 环 形平面缺陷的附加 验 收标准A-6 相干涉缺陷的评估标准A-7 厚壁管中深度缺陷的长 度验收标准A-8 表面缺陷和内部缺陷的尺寸术语B-1 典型的焊道顺序实例B-2 推荐工艺和焊工评定试验部件B-3 在役焊接工艺评定试验试样的取样位置B-4 在役焊缝的宏观试验试样B-5 面弯试样B-6 加固板B-7 加固板B-8 环形套管B-9 环形三通管B-10 环形套管和板B-11 环形板表1. 填充金属分类2. 焊接工艺评定试验的试样类型及数量3. 焊工考试的对接接头试样类型及数量4. 咬边的最大尺寸5. 管壁厚与 ASTM E1025 规定的像质计厚度的对比6. 管壁厚与像质计厚度的对比7. 管壁厚与 ASTM E747 规定的线型像质计线径的对比8. 闪光对焊焊接工艺评定试验的试样类别及数量A-1 内部体 积缺陷的 验收标准A-2 未 经返修的 电弧烧伤的验 收标准A-3 缺陷 长度极限 值A-4 实 例的许用缺陷尺寸A-5 实 例的平面缺陷尺寸 验收A-6 管 线分析实 例的验收结果B-1 试验项目和试样数量9管道及相关配件的焊接1. 概述1.1 范围本标准适用于使用碳钢钢管、低合金 钢钢管及管件输 送原油、成品油、天然气、二氧化碳和氮气等介质的长输管道、 压力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、埋弧焊、钨极氩弧焊和气电焊、 药芯焊丝自保护焊等离子弧焊、氧乙炔气 焊、 闪光对焊,焊接方式为手工焊、半自动焊、自动焊,以及上述方法相互结合的方法。这些焊接方法可以通过 固定焊接或滚动焊接或固定滚动焊接相结合的方式进行。本标准包含对管道安装焊接接头进行射线探伤、磁粉探伤、渗透探 伤、超声波探伤的规程和射线探伤、磁粉探伤、渗透探伤、超声波探伤及外部测试的验收标准。本标准使用了英寸—磅单位和国际单位制,两种 单位制彼此相互独立,不可以混合使用。上述方法以外的其它方法也可考虑收录在本标准之内,希望将其他方法收入 标准的人员至少应提交以下内容给委员会考虑:a、 焊接方法说明b、基本要素c、 焊接工艺规程d、焊缝检验方法e、 焊缝缺陷的类型及建议的验收标准f、 返修规程凡按本标准所完成的工作都必须达到或超过本标准所提出的要求。2. 引用标准本标准应用以下标准、规 范及规定:APISpec 5L 管线管规范RP2201 石油和化工工业的 热铸施工安全标准ASNT1RP SNT-TC-1A 无损检测资 格认定 ACCP 美国无损检测中心认证标准ASTM2E164 焊接结构的超声波探伤 方法E165 液体渗透探伤方法E709 磁粉探伤方法E747 设计、生产及射线探伤用的线型像质计材料组别标准AWS3A3.0 焊接、术语和定义A5.1 碳钢药皮电弧焊焊条A5.2 铸铁和钢质气焊焊丝A5.5 低合金纲药皮电弧焊焊 条A5.17 埋弧焊碳钢焊丝及焊剂A5.18 气保护电弧焊碳钢填充金属A5.20 碳纲药芯电弧焊焊丝 10A5.28 气保护电弧焊低合金 钢填充金属A5.29 低合金钢药芯电弧焊焊丝BSI4BS7448:Part2 断裂韧性试验第二部分, 焊缝金属的 Klc 临界 CTOD 及临界 J 积分取值方法。ISO5 ISO 1027 X 射 线映像质量指示仪无伤害测试准则及认证 NACE6MR0175 适用于油田设备的抗硫化物应力腐蚀断裂的金属材料3. 术语3.1 概述本标准中所使用的焊接术语均按 AWS A3.0 的规定并按本标准中的 3.2 予以补充和修订。3.2 定义3.2.1 自动焊是指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。3.2.2 分支焊接 分支管道或运行管道分支的焊接3.2.3 业主工程的主管单位或建设单位, 业主通过由一位巡视员 或其他授权代表行使权利。 。3.2.4 承包商负责本标准中所述工程任务的承包单位和施工单位。3.2.5 尺寸缺陷按本标准要求,不符合尺寸要求的缺陷。3.2.6 缺陷按本标准中的检测方法检测出的不连续或不规则的缺陷。3.2.7 指标 通过无损检测获得的证据3.2.8 内凹完成的焊缝边缘已良好熔合和焊透,但 焊缝表面焊道中部比管壁表面稍低,形成的凹陷即为内凹。该凹陷的尺寸定 义为管壁表面的轴向延伸线 和该焊道表面最低点之间的垂直距离。3.2.9 机械焊机械焊中,参数和焊条通过机械或者 电子方式控制, 为保证 特定的焊接条件也可以在焊接过程中以手工操作做调整。3.2.10 固定焊焊接时,管子或管件固定不 动。3.2.11 合格焊工按第五章或第六章的要求考核合格的焊工。3.2.12 合格的焊接工艺规程经过测试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机械性能。3.2.13 射线探伤人员11进行射线探伤操作的人3.2.14 返修对经外观检查或无损检测发现的超标缺陷进行的修补焊接。3.2.15 旋转焊焊接时焊接热源位置固定,并位于或接近被焊管或管件的 顶部中心,被 焊管或管件旋转。3.2.16 根焊为管与管,管与管件,及管件与管件之间焊接时的第一层焊缝。3.2.17 半自动焊借助设备进行亚弧焊,但 设备只控制填充金属的给进 ,焊接速度由人工控制。3.2.18 要求强制性的要求,或推荐性的操作。3.2.19 焊缝管与管、管与管件或管件之 间所完成的连接焊缝。3.2.20 焊工从事焊接操作的人员4. 焊接的一般规定4.1 设备气焊和亚弧焊所用设备的尺寸和类型应能满足焊接工艺要求,具有良好的工作状态和安全性,能保证操作的连续性。亚弧焊的设备应该在焊接操作程序 规定的电流和电压范围内操作。气焊设备应该按照操作程序 规定的或火焰特征。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 管子和管件本标准适用于符合下列标准的管子和管件.a.API Spec 5L 管线规范b.适用的 ASTM 标准本标准也适用于未按照上述规范制造,但其化学成分和机械性能 满足上述标准规定之一的材料。4.2.2 填充金属4.2.2.1 类型和规格所有填充金属应符合下列任一标准:a AWS A5.1b AWS A5.2c AWS A5.5d AWS A5.17e AWS A5.18f AWS A5.20g AWS A5.28h AWS A5.29i. 不符合上述标准要求的填充金属,如经过焊接工艺评定合格后也可使用。4.2.2.2 填充金属及焊剂的保管和运输在保管和搬运时,应避免 损害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,凡有损坏或变质迹象的填充和焊剂 不应使用。4.2.3 保护气体124.2.3.1 类型保护气体有惰性气体、活性气体或两者的混合气体,这些气体的干燥度和纯度应满足焊接工艺规程的要求。4.2.3.2 储存和运输保护气体应存放在容器中,并 远离高温环境,其它气体不应混入容器中。若纯度有问题的保护气体以及有损毁迹象的气体不应该使用。5. 含有填充金属焊接工艺的评定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机械性能(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。5.2 记录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。5.3 规程说明5.3.1 概述工艺规程应包含 5.3.2 规程说明中的适用部分。5.3.2 信息详述5.3.2.1 焊接方法应指明是使用手工焊、半自动焊 或自动焊,或它 们的任何组 合方法。5.3.2.2 管子及管件材料应指明工艺规程所适用的管子和管件材料范围。API Spec 5L 标准,及 ASTM 标准中的管子和管件材料可进行分组, 见 5.4.2.2。评定试验应选择该组材料中规定最小屈服强度最高的材料进行。5.3.2.3 直径和壁厚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)。5.3.2.4 接头设计应画出接头的简图。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。如使用背部垫板时 ,还须指明其形式。5.3.2.5 填充金属和焊道数应指明填充金属的种类和规格, 焊缝最少层数及焊道 顺序。5.3.2.6 电特性应指明电流种类和极性, 规定使用焊条或焊丝的电弧 电压和焊接电流的范围。5.3.2.7 火焰特性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。5.3.2.8 焊接位置应指明是旋转焊或是固定焊。5.3.2.9 焊接方向应指明是上向焊或是下向焊。135.3.2.10 焊道之间的时间间隔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。5.3.2.11 对口器的类型和拆移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。5.3.2.12 焊道的清理及打磨应指明清理、打磨焊道时使用的工具( 电动工具,手工工具,或二者组合)。5.3.2.13 预热和焊后热处理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。5.3.2.14 保护气体及流量应规定保护气体的成分及流量范围。参考本标准 5.2焊接工艺规程编号: 工程名称: 业主名称: 焊接方法: 材 料: 直径和壁厚: 接头形式: 填充金属和焊道层数: 电气或火焰特性: 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: 混合气配比: 混合气体流量: 喷嘴尺寸: 附图和附表: 试验: 焊 工: 批准: 焊接主管: 采用: 总工程师: 标准 V 型坡口对接接头14焊道顺序注:尺寸仅供参考。焊条尺寸和焊道层数焊 道 焊条尺寸和型号 电弧电压 电流及极性 焊接速度图 1 焊接工艺规程说明书表格形式焊接试样试验报告日 期: 试验编号: 试验地点: 状 态: 焊接位置: □旋转焊 □定位焊焊工姓名: 焊工代号: 焊接所需时间: 焊接日期: 平均温度: 所用风屏: 气候条件: 电弧电压: 焊接电流: 焊机型号: 焊机容量: 填充金属: 焊缝余高尺寸: 管子类型和等级: 壁 厚: 外 径: 1 2 3 4 5 6 7试样编号试样原始尺寸试样原始面积最大载荷抗拉强度断裂位置□焊接工艺 □评定试验 □合格□焊工考试 □工程焊口试验 □不不合格最大抗拉强度: 最小抗拉强度: 平均抗拉强度:拉伸试验结论:1. 152. 3. 4. 弯曲试验结论:1. 2. 3. 4. 刻槽锤断试验结论:1. 2. 3. 4. 试验单位: 试验日期: 试验人: 技术负责人: 注:其他评语可写在背面。本表可用于 焊接工艺评定和焊工考核 试验。图 2 试件试验报告表格格式5.3.2.15 保护焊剂应规定保护焊剂的类型。5.3.2.16 焊接速度应规定各焊道的焊接速度范围(m/min)5.4 焊接工艺规程的变更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管材组别的变更(见 5.3.2.1)。5.4.2.2 管材焊接工艺规程中管材组别的变更。当被焊管材分属于两个不同组别时,工 艺规程的制定应服从于 强度级别较高的材料。本标准将所有碳钢及低合金钢进行以下分组:a) 规定最小屈服强度小于或等于 290MPa;b) 规定最小屈服强度高于 290MPa,但小于 448MPa;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 中的分组并不表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。5.4.2.3 接头设计接头设计的重大变更(如 V 型坡口改为 U 型坡口)。坡口角度或钝边的变更不属于基本要素。5.4.2.4 焊接位置由旋转焊变为固定焊,或反之。5.4.2.5 壁厚从一个壁厚分组到另一个壁厚分组的变更。165.4.2.6 填充金属填充金属的下列变更:a) 从一组填充金属变为另一组填充金属(见表 1);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),变更其填充金属AWS 型号。在 5.4.2.2 中规定的分组内,可按填充金属分 组范围变更填充金属,但应从力学性能的角度保持母材和填充金属的一致性。5.4.2.7 电特性直流焊时焊条(焊丝)接正变更为接负,或反之;将直流变更为交流,或反之。5.4.2.8 焊道之间时间间隔完成根焊道之后开始第二焊道之间的最大时间间隔的增加。5.4.2.9 焊接方向从下向焊改为上向焊,或反之。5.4.2.10 保护气体和流量一种保护气体换成另一种保护气体,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小。5.4.2.11 保护焊剂保护焊剂的变更,参照表 1 脚注 a。5.4.2.12 焊接速度焊接速度范围的变更。5.4.2.13 预热降低焊接工艺规程中的最低预热温度。5.4.2.14 焊后热处理增加焊后热处理,改变焊接工 艺规程中焊后热处理的范围 或温度。5.5 试验管接头的焊接—对接焊将两个管段按照焊接工艺指导书规定的要求组对和焊接。5.6 焊接接头的试验—对接焊5.6.1 准备试样取 样应按 图 3 指定的位置进行(参见 13 闪光对焊工艺评定试验)。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 规定进行,且应符合5.6.2.3 的要求。表 1 填充金属分类组别 AWS 标准 焊 条 焊 剂 c1 A5.1A5.5 E6010,E6011E7010,E70112 A5.5 E8010,E8011E90103 A5.1 或 A5.5A5.5E7015,E7016,E7018E8015,E8016,E8018E90184a A5.17 EL8 P6XZ17EL8KEL12EM5KEM12KEM13KEM15KF6X0F6X2F7XZF7X0F7X25bA5.18A5.18A5.28A5.28ER70S-2ER70S-6ER80S-D2ER90S-G6 A5.2 RG60,RG657 A5.20 E61T-GSdE71T-GSd8 A5.29 E71T8-K69 A5.29 E91T8-G注:其他型号的焊条、填充金属和 焊剂 也可以使用,但需要 进行单独的 焊接工艺评定。a 在 4 组中可使用其他 焊丝和焊剂的组合进行焊接工艺评定,此组合应用完整的 AWS 型号表示,如 F7A0-EL12 或 F6A2-EM12K。只有用同一 AWS 型号的材料允许不重新进行焊接工艺评定。b 在 5 组中的焊丝应使用保护气体(见 5.4.2.10)。c 当焊 接或焊后 热处理时,焊剂牌号中的 X 可以为 A 或 P。d 仅用于根焊焊接5.6.2 拉伸试验5.6.2.1 准备拉伸试样(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。5.6.2.2 方法拉伸试样应在拉伸载荷下拉断。使用的拉伸机 应能测量出拉伸 试验时的最大载荷。以拉伸试验时的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。5.6.2.3 要求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。如果试验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。5.6.3 刻槽锤断试验5.6.3.1 准备刻槽锤断试样(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3mm。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。18图 3 对接接头焊接工艺评定试验的试样位置19图 4 拉伸试样图 5 刻槽锤断试样205.6.3.2 方法刻槽锤断试样可在拉伸机上拉断;或支撑两端,打击中部锤 断;或支撑一端,打 击另一端锤断。焊缝断裂的暴露面应 至少为 19mm 宽。5.6.3.3 要求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 邻夹渣间至少 应相距 13mm。测量方法如图 8 所示。白点(参见 AWS A3.0 中的定 义)不做为不合格的原因。5.6.4 背弯和面弯试验5.6.4.1 准备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 应去除至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 。5.6.4.2 方法背弯和面弯试样应在导向弯曲试验模具上弯曲,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。5.6.4.3 要求弯曲后,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他缺陷尺寸应不大于钢管公称壁厚的 1/2,且不大于 3mm。除非发现其他缺陷,由 试样边缘上产生的裂纹长度在任何方向上应不大于 6mm。弯曲试验中每个试件均应满足评定要求。图 6 背弯和面弯试样(壁厚小于或等于 12.7mm)5.6.5 侧弯试验5.6.5.1 准备侧弯试样约 230mm 长,13mm 宽,且其 长边缘应磨成圆角(如图 7 所示)。试样可先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 13mm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 应去除至与试件表面平齐。5.6.5.2 方法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置在下模上,焊缝表面与模具成 90o。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。21注:1.焊缝内外表面的余高应去除至与试样表面平齐。2.试样应机加工 13mm 宽,或氧乙炔焰切割约 19mm 宽,然后再机加工或平滑打磨至 13mm宽。切割表面 应光滑和平行。图 7 侧弯试样(壁厚13mm)注:图示为刻槽锤断试样断面;该测量方法同样适用于拉伸和角焊缝试样。图 8 缺陷尺寸的测量5.6.5.3 要求每个侧弯试样应符合 5.6.4.3 的规定。5.7 试验管接头的焊接—角焊按照焊接工艺指导书中焊接图(如图 10 所示) 的任一结 构进行角焊。5.8 焊接接头的试验—角焊5.8.1 准备试样取样应按图 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 1 英寸(25mm)宽,并有足够的长度使之能22在焊缝处断裂。对于直径小于 2.375 英寸(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。表 2 焊接工艺评定试验的试样类型及数量钢 管 外 径 试 样 数 量英 寸 毫 米 拉伸试验 刻槽锤断试验 背弯试验 面弯试验 侧弯试验 总数壁厚≤0.500in.(12.7mm)4.500-12.750 114.3-323.9 2 2 2 2 0 812.750 323.9 4 4 4 4 0 16壁厚≥0.500in.(12.7mm)≤4.500 ≤114.3 0b 2 0 0 2 44.500-12.750 114.3-323.9 2 2 0 0 4 812.750 323.9 4 4 0 0 8 16a 应焊接两个试验焊缝,各取一个刻槽锤断试样及一个背弯试样;对于外径等于或小于 33.4mm 的管子,应 做一个全尺寸 试样的拉伸 试验。b 对于标准最小屈服强度大于 290Mpa 的母材应至少做一个拉伸试验。5.8.2 方法可用任何一种适当的方法使角焊缝试样在焊缝处断裂。5.8.3 要求每个角焊试样的断裂表面应完全焊透和熔合,且 满足以下要求:a) 最大气孔尺寸不得超过 1.6mm;b) 所有气孔的累计面积不大于断裂面积的 2%;c) 夹渣深度不大于 0.8mm,长度不大于钢管公称壁厚的 1/2,且不大于 3mm;d) 相邻夹渣之间应至少相距 12mm,测量方法如图 8 所示。注:图无比例。冲 头半径 A=45mm,胎具半径 B=60mm,胎具厚度 C=50mm。23图 9 导向弯曲试验胎具6 焊工资格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。若焊接工艺评定是按 6.5 的规定进行取样、试验,并 满足 5.6 的验 收规范,则焊接试验管焊缝的焊工自然具有该焊接工艺规程的相应焊接资格。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, 应将其支撑在具有典型的平 焊、立 焊和仰焊的位置。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。焊工资格考试的基本要素见 6.2.2 和 6.3.2。注:图中显示的试样位置适用于直径大于或等于 60.3mm 的接头;对于直径小于 60.3mm 的接头,试件应从大致相同的位置截取,但应从两个 试验焊口上各截取两个试样图 10 角焊焊接工艺评定及焊工资格考试刻槽锤断试样的位置24图 11 角焊焊接工艺评定及焊工资格考试(包括支管联接焊工资格考试)的刻槽锤断试样的位置6.2 单项资格6.2.1 概述取单项资格时,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做
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