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

頁(yè)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(yǔ)和定義

3.1在役管道焊接

本規(guī)定所稱(chēng)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(zé)

4.1管道處是在役管道焊接的業(yè)務(wù)管理部門(mén)，負(fù)責(zé)指導(dǎo)、檢查、監(jiān)督在

役管道焊接管理工作。

4.2所屬各單位負(fù)責(zé)轄區(qū)在役管道焊接過(guò)程的全面管理工作。

4.3在役管道實(shí)施焊接操作單位負(fù)責(zé)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(yīng)的焊接工藝

規(guī)程，焊接工藝規(guī)程與焊接形式必須嚴(yán)格對(duì)應(yīng)，一般包括：連頭對(duì)死口

焊接、連頭返修焊接、管道全包圍對(duì)開(kāi)三通的焊接、同材質(zhì)加強(qiáng)套管焊

接、管道支管及其加強(qiáng)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(yīng)資格證書(shū)，并經(jīng)過(guò)必要的相對(duì)應(yīng)焊接

工藝規(guī)程理論和實(shí)際操作培訓(xùn)，并通過(guò)在役管道管理單位的認(rèn)可。

中國(guó)石油西南管道公司2012-08-31發(fā)布2012-08-31實(shí)施

5.1.3焊接操作必須經(jīng)在役管道管理單位的批準(zhǔn)。

5.2在役管道焊接依據(jù)

5.2.1低于X60以下鋼級(jí)管道（包括X52、L360、16Mn、A3等）補(bǔ)焊、

補(bǔ)板焊接作業(yè)，參照附錄A、B、C、D要求執(zhí)行。

5.2.2X60鋼級(jí)管道焊接管道全包圍對(duì)開(kāi)三通的焊接、同材質(zhì)加強(qiáng)套管焊

接、管道支管及其加強(qiáng)圈焊接等，按照附錄E《X60鋼級(jí)在役管道搶修

焊接施工指導(dǎo)書(shū)和焊接工藝規(guī)程》和附錄F《蘭成渝輸油管道修復(fù)與搶

修焊接工藝規(guī)程》執(zhí)行。

523X65鋼級(jí)管道焊接管道全包圍對(duì)開(kāi)三通的焊接、同材質(zhì)加強(qiáng)套管焊

接、管道支管及其加強(qiáng)圈焊接等，按照附錄G《X65鋼級(jí)在役管道搶修

焊接工藝規(guī)程》執(zhí)行。

524X80鋼級(jí)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(dòng)火或搶修對(duì)口焊接作業(yè)，按照相應(yīng)評(píng)定的連頭對(duì)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(bǔ)強(qiáng)、修復(fù)套管等），并在焊接操作前做好準(zhǔn)備，以便能夠及時(shí)處

理焊縫缺陷，使管道在整體強(qiáng)度上滿足運(yùn)行要求。

5.3.2焊接前，應(yīng)測(cè)量并記錄焊接地點(diǎn)的環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速等數(shù)值，

如不能滿足焊接工藝規(guī)程要求，不得進(jìn)行在役管道焊接作業(yè)。

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

壁厚、坡口形式、鈍邊、坡口角度、間隙等。

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

記錄焊工姓名、焊材規(guī)格、預(yù)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(xiě)焊接記

錄表。

5.3.5焊接完成后管道恢復(fù)正常運(yùn)行前，焊縫必須進(jìn)行超聲波探傷檢測(cè)

(投運(yùn)時(shí)間不允許并經(jīng)運(yùn)行管道管理單位同意的除外)，檢測(cè)操作按照

《石油天然氣鋼質(zhì)管道無(wú)損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，檢測(cè)結(jié)果評(píng)定驗(yàn)收符合《鋼

質(zhì)管道焊接及驗(yàn)收》中的無(wú)損探傷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為合格。

5.3.6對(duì)于檢測(cè)不合格的焊按照《鋼質(zhì)管道焊接及驗(yàn)收》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，

經(jīng)動(dòng)火管道管理單位同意，進(jìn)行清除缺陷、返修、采取有效的焊絳加強(qiáng)

措施或切除焊縫重新下料、對(duì)口、焊接。

5.3.7管道投運(yùn)24小時(shí)后，輸氣管道的焊縫必須進(jìn)行X射線探傷檢測(cè)，

檢測(cè)操作按照《石油天然氣鋼質(zhì)管道無(wú)損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，檢測(cè)結(jié)果評(píng)

定驗(yàn)收符合《鋼質(zhì)管道焊接及驗(yàn)收》中的無(wú)損探傷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為合格。

5.3.8管道投運(yùn)24小時(shí)后，輸油管道的焊縫必須進(jìn)行超聲相控陣與超聲衍

射時(shí)差相結(jié)合探傷檢測(cè)。超聲相控陣檢測(cè)按照《ASME鍋爐及壓力容器

規(guī)范V無(wú)損檢測(cè)》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，超聲衍射時(shí)差檢測(cè)按照《超聲時(shí)差衍射技

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

法-校驗(yàn)和調(diào)整指南》標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。檢測(cè)結(jié)果評(píng)定驗(yàn)收符合《鋼質(zhì)管道焊接

及驗(yàn)收》中的無(wú)損探傷驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為合格。

5.3.9對(duì)于檢測(cè)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(qiáng)措施，如碳纖維補(bǔ)強(qiáng)、修復(fù)套筒等，必要時(shí)需更換缺陷焊縫管段。

5.4管道搶修時(shí)，需要的在役管道焊接沒(méi)有相應(yīng)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(yīng)急領(lǐng)導(dǎo)小組審批后實(shí)施。

6流程

無(wú)

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(biāo)準(zhǔn)、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(wú)損檢測(cè)》

7.2.2SY/T4103《鋼質(zhì)管道焊接及驗(yàn)收》

7.2.3ASME-?ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范V無(wú)損檢測(cè)》

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

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

-校驗(yàn)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(hào)《試驗(yàn)研究報(bào)告》

附錄B(2005)管試研字013號(hào)《試驗(yàn)研究報(bào)告》

附錄C(2005)管試研字012號(hào)《試驗(yàn)研究報(bào)告》

附錄D(2005)管試研字011號(hào)《試驗(yàn)研究報(bào)告》

附錄E《X60鋼級(jí)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(píng)定》

附錄G《X65鋼級(jí)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(yàn)研究報(bào)告

(2005)管試研字010號(hào)

報(bào)告題目：東北管網(wǎng)對(duì)接環(huán)焊縫焊接工藝評(píng)定

試驗(yàn)及環(huán)焊縫缺陷修復(fù)

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石油管力學(xué)和環(huán)境行為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

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東北管網(wǎng)對(duì)接環(huán)焊縫焊接工藝評(píng)定

試驗(yàn)及環(huán)焊縫缺陷修復(fù)

(2005)管試研字010號(hào)

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

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

STANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)接環(huán)焊縫焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)，并要求對(duì)在役管道環(huán)焊

縫的錯(cuò)邊、焊縫寬度不足、余高不符合規(guī)范等缺陷提出修復(fù)建議。

1對(duì)接環(huán)焊縫焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)

按照APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)換管組對(duì)焊接試樣進(jìn)行了環(huán)焊縫X射

線探傷、拉伸、彎曲、刻槽錘斷、硬度等試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下：

1.1X射線探傷

用XXG-3005型X射線機(jī)進(jìn)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(jì)長(zhǎng)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(guò)相鄰母材的射線底片黑度。按照APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)，這種根部?jī)?nèi)凹缺

陷是允許的。

1.2焊接接頭拉伸試驗(yàn)

按照APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)取樣，進(jìn)行焊接接頭拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下

表lo

表1對(duì)接環(huán)焊縫接頭拉伸試驗(yàn)

伸性能

抗拉強(qiáng)度Rm(MPa)斷裂部位

試樣編號(hào)

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(gè)試樣的抗拉強(qiáng)度大于或等于母材的規(guī)定最小強(qiáng)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(qiáng)度滿足要

求，則要求斷面無(wú)超標(biāo)缺陷。

1.3焊縫彎曲試驗(yàn)

按APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)取樣，對(duì)焊接接頭試樣進(jìn)行180。導(dǎo)向面彎和導(dǎo)向

背彎試驗(yàn)，彎軸直徑為94mm。試驗(yàn)結(jié)果如下表2。

表2焊接接頭彎曲試驗(yàn)

試樣編號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)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(yīng)不大于公稱(chēng)壁厚的1/2,

要求

且不大于3.2mm。

1.4刻槽錘斷試驗(yàn)

按APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)，取四件刻槽錘斷試樣進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如下表3。

表3刻槽錘斷試驗(yàn)

試樣編號(hào)斷口形貌

ZDH-N1斷口無(wú)超標(biāo)缺陷

ZDH-N2斷口無(wú)超標(biāo)缺陷

ZDH-N3斷口無(wú)超標(biāo)缺陷

ZDH-N4斷口無(wú)超標(biāo)缺陷

APISTANDARD1104要求試樣斷裂面應(yīng)完全焊透和熔合，無(wú)超標(biāo)缺陷。

1.5硬度試驗(yàn)

在立焊3點(diǎn)位置取樣，進(jìn)行焊接接頭硬度試驗(yàn)。試驗(yàn)位置如圖1,試驗(yàn)結(jié)果如下

表40

圖1對(duì)接環(huán)焊縫硬度試驗(yàn)位置圖

表4焊接接頭硬度試驗(yàn)

位置12345678910111213141516

HV10175197242237186173193183194/174179200190181/

APIStd.1104標(biāo)準(zhǔn)要求：熱影響區(qū)(HAZ)硬度不超過(guò)35OHV10。

2在役管道環(huán)焊縫缺陷修復(fù)

錯(cuò)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(cuò)邊形成的主要

原因是對(duì)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(dāng)引起。這些焊接缺陷對(duì)焊接接頭的強(qiáng)度有較大的影響，應(yīng)采取適當(dāng)措

施進(jìn)行修復(fù)。

按照輸油輸氣管道線路工程施工及驗(yàn)收規(guī)范SY0401-98標(biāo)準(zhǔn)要求，管道組對(duì)

焊接錯(cuò)邊應(yīng)不大于1.6mm。如果錯(cuò)邊超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求，并且管體壁厚扣除錯(cuò)邊量后，

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

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

減小應(yīng)力集中程度。

按照輸油輸氣管道線路工程施工及驗(yàn)收規(guī)范SY0401-98標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)接環(huán)焊

縫蓋面尺寸應(yīng)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(qiáng)度。因此，對(duì)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(jìn)行修復(fù)。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(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)要

將過(guò)高的焊縫余高打磨掉。

SY0401—98標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)接環(huán)焊縫余高為0?1.6mm,局部不超過(guò)3mm，且長(zhǎng)度

不大于50mm。如果焊縫余高比標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(bǔ)焊的方法，將下凹填滿至標(biāo)準(zhǔn)要求的余高。

3結(jié)論

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

合APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)要求。

2）對(duì)于在役管道環(huán)焊縫錯(cuò)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(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行修復(fù)。

試驗(yàn)：李?lèi)?ài)萍任繼承吳永昆

擬稿：何小東

審核：

批準(zhǔn)：

2005年4月25日

附錄B

TGRC

N0.L1555

試驗(yàn)研究報(bào)告

(2005)管試研字013號(hào)

報(bào)告題目：東北管網(wǎng)腐蝕坑焊接補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)要求研究

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東北管網(wǎng)腐蝕坑焊接補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)要求研究

（2005）管試研字013號(hào)

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

樣一件，規(guī)格為①720X8.9mm,鋼級(jí)為Q345。要求對(duì)東北管網(wǎng)搶修腐蝕坑補(bǔ)強(qiáng)，提出

可焊接的腐蝕坑最大允許深度、補(bǔ)板間最小距離、補(bǔ)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(hào)樁管道壁厚為8。毫米，其腐蝕最深點(diǎn)達(dá)7

毫米（圖1所示）。東北管網(wǎng)的運(yùn)行條件如表1。

表1東北管網(wǎng)的運(yùn)行條件

項(xiàng)目運(yùn)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(yùn)行壓力

4.5（焊接時(shí)可降壓至2MPa以下）

（MPa）

2在用管線腐蝕坑焊接補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)要求

在役管線的焊接有兩個(gè)主要的問(wèn)題：第一個(gè)問(wèn)題是避免燒穿，此處焊接電弧使得

管壁破裂。第二個(gè)問(wèn)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(dǎo)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。如果管壁較薄（低于6.4mm（0.250in））,就必

須限制熱輸入來(lái)降低燒穿的危險(xiǎn)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(dǎo)致焊縫過(guò)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(hào)樁管道腐蝕情況

文獻(xiàn)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(rèn)為⑶：對(duì)于合金鋼，1316C的平均峰值溫度代表粗晶區(qū)

（CGHAZ）,954℃代表細(xì)晶區(qū)（FGHAZ）。對(duì)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(shí).，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(shí)，最

小焊接壁厚可達(dá)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(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定⑸，應(yīng)當(dāng)在說(shuō)明書(shū)

中對(duì)工件的最小母材厚度的要求加以說(shuō)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(yù)防燒穿，實(shí)際的母材最小厚度是強(qiáng)度所需厚度的函數(shù)，即為強(qiáng)度所需

的厚度加上一個(gè)安全厚度（通常是2.4mm）。

上述文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)表明，對(duì)于在役管線焊接，必須通過(guò)控制焊接工藝參數(shù)，從而達(dá)

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

確定實(shí)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(bǔ)強(qiáng)工藝試驗(yàn)

2.1.1試驗(yàn)條件和工藝參數(shù)

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

通過(guò)機(jī)械加工出不同深度的坑槽，來(lái)模擬管線的腐蝕坑。焊接方法為手工焊條電弧焊,

焊機(jī)為唐山松下YD-400AT2HGF型IGBT控制直流弧焊機(jī)。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(bǔ)焊焊接工藝。點(diǎn)腐蝕補(bǔ)焊試驗(yàn)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(duì)于點(diǎn)腐蝕坑補(bǔ)焊，持續(xù)焊接時(shí)

間不能超過(guò)60秒，以避免管壁長(zhǎng)時(shí)間受熱而溫度升高過(guò)高，超過(guò)982c而燒穿。如果

還需要繼續(xù)填補(bǔ)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(jìn)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(shí)，對(duì)腐蝕坑深度為5.0mm的面腐蝕，在立焊位

置進(jìn)行了試驗(yàn)。面腐蝕采用多道焊接填補(bǔ)，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(bǔ)強(qiáng)焊接工藝

焊接工藝參數(shù)

腐蝕坑類(lèi)型和尺寸

編號(hào)焊接電流/A焊接電壓/V層間溫度焊接位置

（mm）

/℃

PC1-1點(diǎn)腐蝕①20X4.010526-30W150平焊

PC1-2點(diǎn)腐蝕①20X5.010526?30<150平焊

PC1-3點(diǎn)腐蝕①20X6.010526?30W150平焊

PC2-1點(diǎn)腐蝕①20X4.012028?35W150平焊

PC2-2點(diǎn)腐蝕①20X4.010528-35W150平焊

PC2-3點(diǎn)腐蝕①20X4.09028?35W150平焊

PC3-1點(diǎn)腐蝕①20X5.09028-35<150平焊

PC3-2點(diǎn)腐蝕①20X5.010528?35W150平焊

PC3-3點(diǎn)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(yàn)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(xì)晶區(qū)（FGHAZ）。因此，可以通過(guò)測(cè)定熔

合線附近細(xì)晶區(qū)到試樣背面的距離t來(lái)預(yù)測(cè)試樣是否有燒穿危險(xiǎn)。如果t小于4.0mm

則認(rèn)為有燒穿危險(xiǎn)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(duì)于壁厚為8.9mm

的試樣，當(dāng)腐蝕坑深度超過(guò)4.0mm時(shí)，就會(huì)有燒穿的危險(xiǎn)。如果腐蝕坑深度不超過(guò)

4.0mm,則不會(huì)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(dá)到5.0mm深（此時(shí)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(huì)有燒穿危險(xiǎn)。對(duì)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(guò)105A）,并控制焊層間的溫度要小于150℃。同時(shí)，試驗(yàn)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(yàn)中，沒(méi)有流體和運(yùn)行壓力對(duì)防止燒穿最小壁厚的影響，但文獻(xiàn)［8］研究表明,

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

與沒(méi)有流體時(shí)的溫度差別很小。雖然降低壓力是為了防止燒穿的強(qiáng)制安全措施，但流

體壓力對(duì)燒穿的發(fā)生幾乎沒(méi)有影響，因?yàn)槭軣崦娣e很小，管壁上的應(yīng)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(yùn)行壓力情況下，可以不考

慮流速和壓力對(duì)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(hào)細(xì)晶區(qū)至試樣背面距離t試樣編號(hào)細(xì)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(biāo)準(zhǔn)要求熱影響區(qū)（HAZ）

硬度不超過(guò)350HV?,o通過(guò)對(duì)焊縫金屬和熱影響區(qū)進(jìn)行硬度試驗(yàn)可以預(yù)測(cè)是否有氫致裂

紋發(fā)生的可能。硬度試驗(yàn)位置如圖2所示，試驗(yàn)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(méi)有超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，試驗(yàn)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(duì)較高。

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

硬度的影響，文獻(xiàn)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(duì)于X65管線鋼，在20m/s

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

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

相對(duì)較小。

圖2硬度試驗(yàn)位置

表4硬度試驗(yàn)結(jié)果

試樣編試驗(yàn)結(jié)果（HL）

號(hào)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(bǔ)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(dǎo)致溫度過(guò)高，有燒穿危險(xiǎn)時(shí)，則采用

補(bǔ)弧板焊接。但是，采用補(bǔ)弧板補(bǔ)強(qiáng)時(shí)，如果補(bǔ)板焊縫之間、以及補(bǔ)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(dǎo)致應(yīng)力集中產(chǎn)生脆斷傾向。

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

道公稱(chēng)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(dòng)焊單側(cè)熱影響區(qū)寬度為2.3?4.Omm"』。因此，為了避開(kāi)兩焊縫間熱影響區(qū)的

重疊而產(chǎn)生不良影響，補(bǔ)弧板焊縫間距、以及補(bǔ)弧板與螺旋焊縫和環(huán)焊縫的間距應(yīng)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(duì)燒穿和硬度影響較小。

4）對(duì)于點(diǎn)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(shí)間不超過(guò)60秒時(shí)，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(bǔ)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(jìn)行。

5)對(duì)于面腐蝕坑進(jìn)行多道堆焊填補(bǔ)，采用小電流焊接(不能超過(guò)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(yàn)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(yán)格控制

焊接熱輸入。

7)采用補(bǔ)弧板進(jìn)行腐蝕坑補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)板間最小距離、補(bǔ)板與環(huán)焊縫和螺旋焊縫的距

離應(yīng)不小于3倍壁厚，同時(shí)應(yīng)大于100mm。

8)建議：對(duì)采用不同的焊接方法和焊接工藝進(jìn)行腐蝕坑補(bǔ)強(qiáng)、各種管線材質(zhì)和運(yùn)

行條件下的焊接補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)等需要進(jìn)一步研究。

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

GIRTHWELDSINCORRODEDPIPE.

試驗(yàn)：徐瑛李?lèi)?ài)萍

擬稿：何小東

審核：

批準(zhǔn)：

2005年4月25日

附錄c

NO.L1555

試驗(yàn)研究報(bào)告

(2005)管試研字012號(hào)

報(bào)告題目：東北管網(wǎng)搶修開(kāi)孔短接焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石油管力學(xué)和環(huán)境行為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

KeyLaboratoryforMechanicalandEnvironmentalBehaviorof

TubularGoods,CNPC

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所

TubularGoodsResearchCenterof

ChinaNationalPetroleumCorporation

東北管網(wǎng)搶修開(kāi)孔短接焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)

(2005)管試研字012號(hào)

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

孔短接焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)試樣共五件，鋼級(jí)為Q345。其中①720X8.9mm與DN50X

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

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

號(hào)DJ3。參照APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。

1無(wú)損探傷

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

縫進(jìn)行磁粉探傷，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)表面缺陷。

2力學(xué)性能和金相試驗(yàn)取樣

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

進(jìn)行了面彎、硬度和焊縫宏觀金相試驗(yàn)，試驗(yàn)取樣位置如圖1所示。

面彎金相和硬度

圖1開(kāi)孔短接組對(duì)焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)取樣

3工藝評(píng)定試驗(yàn)

3.1角焊縫面彎試驗(yàn)

對(duì)DJ3開(kāi)孔短接焊接試樣取樣，進(jìn)行面彎試驗(yàn)，面彎試樣如圖2所示。彎軸直徑

為90mm,彎曲角度為180°,試驗(yàn)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(yàn)前試樣不應(yīng)整平

圖2角焊縫面彎試樣

表1DJ3開(kāi)孔短接焊接試樣面彎試驗(yàn)

試樣編號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)結(jié)果

DJ3-F1補(bǔ)強(qiáng)圈角焊縫面彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

DJ3-F2補(bǔ)強(qiáng)圈角焊縫面彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

DJ3-F3補(bǔ)強(qiáng)圈角焊縫面彎未發(fā)現(xiàn)裂紋

DJ3-F4補(bǔ)強(qiáng)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(yīng)不大于公稱(chēng)壁厚的1/2,

要求

且不大于3.2mm。

3.2硬度試驗(yàn)

在補(bǔ)強(qiáng)圈焊縫上取樣，進(jìn)行焊接接頭HVio硬度試驗(yàn)。試驗(yàn)位置如圖3,試驗(yàn)結(jié)果

如下表2。

2?

翻

世

50

圖3角焊縫硬度試驗(yàn)

表2全包圍袖套焊接角焊縫硬度試驗(yàn)（HVio）

試驗(yàn)位置

試樣編號(hào)

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(biāo)準(zhǔn)要求：熱影響區(qū)（HAZ）硬度不超過(guò)35OHVio。

3.3角焊縫宏觀金相試驗(yàn)

對(duì)開(kāi)孔短接焊接試樣角焊縫取樣，經(jīng)磨制、拋光、腐蝕后進(jìn)行宏觀金相試驗(yàn)。試

驗(yàn)結(jié)果如下表3o

表3焊縫宏觀金相試驗(yàn)

試樣編號(hào)宏觀缺陷類(lèi)型缺陷最大尺寸（mm）

DJ1-PM1無(wú)（圖4）/

DJ1-PM2兩處氣孔（圖5）2.47X2.18

DJ1-PM3無(wú)（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(zhǎng)2.45

試樣編號(hào)宏觀缺陷類(lèi)型缺陷最大尺寸（mm）

9)

DJ1-BM2無(wú)（圖10）/

DJ1-BM3一處氣孔（圖11）0.37X1.10

DJ1-BM4無(wú)（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(wú)（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(wú)（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(wú)（圖23）/

DJ3-PM4無(wú)（圖24）/

DJ3-BM1無(wú)（圖25）/

DJ3-BM2一處氣孔（圖26）0.60X0.12

DJ3-BM3無(wú)（圖27）/

DJ3-BM4無(wú)（圖28）/

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

1104穴或氣孔。

要求

注：PM表示補(bǔ)強(qiáng)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(wú)損探傷，未發(fā)現(xiàn)開(kāi)孔短接焊縫表面有超標(biāo)缺陷，符合APISTANDARD

1104標(biāo)準(zhǔn)要求。

10）DJ3開(kāi)孔短接焊接試樣面彎試驗(yàn)結(jié)果符合APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)要求。

11）三組開(kāi)孔短接焊接試樣的硬度試驗(yàn)結(jié)果符合APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)要求。

12）DJ1開(kāi)孔短接補(bǔ)強(qiáng)圈焊縫內(nèi)有超標(biāo)氣孔存在，短接支管焊縫有裂紋存在，不符

合APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)要求。DJ2和DJ3的補(bǔ)強(qiáng)圈焊縫和短接支管焊縫均有氣

孔存在，但未超標(biāo)。

試驗(yàn)：羅寶榮徐瑛

擬稿：何小東

審核：

批準(zhǔn)：

2005年4月25日

附錄D

No.LI555

試驗(yàn)研究報(bào)告

(2005)管試研字011號(hào)

報(bào)告題目：東北管網(wǎng)搶修對(duì)開(kāi)式全包圍焊接

工藝評(píng)定試驗(yàn)

中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司石油管力學(xué)和環(huán)境行為重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

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中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所

TubularGoodsResearchCenterof

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在役管道焊接管理規(guī)定頁(yè)碼：25/86

東北管網(wǎng)搶修對(duì)開(kāi)式全包圍焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)

(2005)管試研字011號(hào)

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

對(duì)開(kāi)式全包圍焊接工藝評(píng)定試樣一件，規(guī)格為①720X8.9mm,鋼級(jí)為Q345。要求按

照APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)。

1無(wú)損探傷

用XXG-3005型X射線機(jī)對(duì)全包圍袖套焊接的兩條縱縫進(jìn)行了射線探傷。試驗(yàn)

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

縫100%焊透，則應(yīng)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(xiǎn)。

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

粉探傷，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷。

2焊接接頭力學(xué)性能試驗(yàn)

根據(jù)APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)取樣如圖1所示。

圖1全包圍袖套焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)取樣

2.1焊接接頭拉伸試驗(yàn)

按照APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)，在縱縫上取樣，進(jìn)行焊接接頭拉伸試驗(yàn)，試驗(yàn)

結(jié)果如下表lo

表1全包圍袖套焊接縱縫接頭拉伸試驗(yàn)

伸性能

抗拉強(qiáng)度R,?(MPa)斷裂部位

試樣編號(hào)

QBX-T1471斷于母材

QBX-T2462斷于焊縫

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

APISTANDARD1104及

試樣斷于焊縫或熔合區(qū)，其抗拉強(qiáng)度滿足要求，則要求斷面無(wú)超標(biāo)缺

GB/T1591-94要求

陷。

2.2焊接接頭彎曲試驗(yàn)

按APISTANDARD1104標(biāo)準(zhǔn)取樣，對(duì)焊接接頭的縱縫試樣和角焊縫試樣進(jìn)行

180。導(dǎo)向面彎和導(dǎo)向背彎試驗(yàn)，彎軸直徑為94mm。角焊縫面彎試樣如圖2。試驗(yàn)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(yàn)前試樣不應(yīng)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(yàn)

試樣編號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)結(jié)果