【其他行业标准】 X80管线钢管线路焊接施工及验收规范

ICS75.200
Q/CNPC
中国石油天然气集团公司企业标准Q/CNPC 110—2005
X80管线钢管线路焊接
施工及验收规范
Specification for welding and acceptanceof grade 80 linepipe
2005—0106发布
中国石油天然气集团公司
2005—03—01实施
规范性引用文件
术语和定义
焊接工艺评定
焊接材料的验收、存储及使用.
焊工和操作手资格·
7现场焊接
8焊缝检验与验收
焊接工艺规程格式
附录A（资料性附录）
附录B（资料性附录）
焊接工艺评定报告格式
Q/CNPC 110—2005
Q/CNPC110—2005
本标准是为了规范X80管线钢管的焊接施工及验收而制定的。本标准的附录A和附录B是资料性附录。本标准由中国石油天然气管道局科技部提出。本标准由石油工程建设施工专业标准化委员会归口。本标准起草单位：中国石油天然气管道局科学研究院。本标准起草人：隋永莉、黄福祥、赵海鸿、尹长华、田亮、田国良、李颂宏、高泽涛、续理、王茂堂、冯斌。
本标准委托中国石油天然气管道局科学研究院解释。I
1范围
X80管线钢管线路焊接施工及验收规范本标准规定了X80管线钢管线路工程环焊缝焊接及验收要求。本标准适用于X80管线钢管线路工程。2规范性引用文件
Q/CNPC 110—2005
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T229金属夏比缺口冲击试验方法GB/T3323一1987钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级GB/T3375焊接术语
GB/T4340.1金属维氏硬度试验第一部分：试验方法GB/T5117碳钢焊条
GB/T5118
低合金钢焊条
GB/T 8110
气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB8650管线钢抗阶梯型破裂试验方法GB/T10045
碳钢药芯焊丝
石油天然气钢质管道对接环焊缝全自动超声波检测SY/T0327
SY/T0443常压钢制焊接储罐及管道渗透检测技术标准JB4730—1994压力容器无损检测JB/T7902--1995线型象质计
AWSA5.1手工电弧焊用碳钢焊条标准AWSA5.5手工电弧焊用低合金钢焊条标准AWSA5.18气体保护焊用碳钢焊丝和填充丝标准AWSA5.28气体保护电弧焊用低合金钢焊丝和填充丝标准AWSA5.29弧焊用低合金钢药芯焊丝标准3术语和定义
本标准所使用的焊接术语均按GB/T3375的规定并按本章予以补充和修订。3.1
工程的主管单位或建设单位，或由其委派或授权的单位或代表。3.2
承包商contractor
负责本标准中所述工程任务的承包单位。3.3
preliminary welding procedure specification焊接工艺指导书
Q/CNPC 110—2005
按照工程设计要求，根据焊接试验结果或其他类似工程经验，由业主委托的焊接试验单位编制的用于焊接工艺评定的焊接工艺指导性文件。3.4
焊接工艺评定weldingprocedurequalification在工程焊接前，根据焊接工艺指导书对焊接工艺进行的鉴定性试验。3.5
焊接工艺规程weldingprocedurespecification用经过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。3.6
熔化极气体保护自动焊GMAW
电弧焊，填充材料使用焊丝，焊接过程中无须焊工对电弧或焊丝进行操作，全部借助设备控制完成，焊工只起引导作用。
药芯焊丝半自动焊FCAW
电弧焊，填充材料使用药芯焊丝，填充金属的给进借助设备控制，焊接速度由焊工控制。3.8
焊条电弧焊SMAW
电弧焊，填充材料使用焊条，焊接过程中完全由焊工控制填充金属的给进和焊接速度。3.9
固定焊positionwelding
焊接时，管子或管件固定不动。3.10
旋转焊roll welding
焊接时，管子或管件旋转。
根焊root bead
为管与管、管与管件、管件与管件之间焊接时的第一层焊道。3.12
热焊hotbead
为了防止根部冷裂纹或根部烧穿，而在根焊完成后立即进行的第二层焊道。3.13
填充焊fillerbead
在根焊或热焊完成后，盖面焊之前的焊道。3.14
立填焊stripperbead
采用下向焊工艺时，为保证盖面焊的良好成型而在立焊部位补填的焊道3.15
盖面焊capbead
最外面一层的成型焊道。
多道焊multi-passwelding
熔敷两条或两条以上的焊道而完成一层焊缝所进行的焊接，俗称排焊。2
焊接缺陷welddefect
达到本标准拒收要求的缺欠。
缺欠weldimperfection
按本标准中的检测方法检测出的不连续或不均匀性。3.19
修补patching
对发现的表面非裂纹缺陷进行的修复。3.20
返修焊repairwelding
对发现的表面裂纹缺陷及经无损检测发现的缺陷进行的修补焊接。3.21
焊工资格审定checkingweldercertificate由业主或业主代表对拟参加本工程建设的焊工是否具备相应焊接资格的确认。3.22
焊工上岗资格认定welderoperationqualificationtestQ/CNPC110—2005
由施工单位或第三方焊工考核机构组织，使用业主批准的焊接工艺规程，经业主委派代表现场监察，对通过资格审定的焊工进行上岗资格考试，并对合格焊工颁发焊工上岗资格证书。3.23
合格焊工qualifiedwelder
按照本标准第6章的规定考核合格的焊条电弧焊和自保护药芯焊丝半自动焊焊工。3.24
合格操作手qualifiedoperators按照本标准第6章的规定考核合格的熔化极气体保护自动焊的机械操作手。4焊接工艺评定
4.1般规定
4.1.1工艺评定的目的在于验证用此工艺能否得到具有合格力学性能（如强度、韧性、硬度）和弯曲性能的完好焊接接头。
4.1.2工程焊接前，应制定详细的焊接工艺指导书，并使用工程用材料对此焊接工艺进行评定。焊接工艺评定试验由业主委托具体单位统一进行，负责焊接工艺评定试验的单位应依据评定合格的工艺编制适用于工程焊接施工的焊接工艺规程。焊接工艺规程应能覆盖整个工程施工的需要。除了业主特别通知变更（4.5中所列的项目）外，批准的焊接工艺规程应予以遵守。4.1.3应对评定合格的焊接工艺的各项细节进行详细记录，应记录焊接工艺评定试验的各项结果。在该焊接工艺规程使用期间内应保存好这些记录。4.2焊接工艺评定的基本要求
4.2.1用于焊接工艺评定的钢管和焊接材料应有产品质量证明书或复验报告，且符合本标准第5章的规定。
4.2.2焊接工艺评定试验的焊接位置应能代表现场焊接作业位置。4.2.3试验所用的焊接设备应处于完好状态，试验与检验设备和量具应经计量标定合格。4.2.4从事焊接工艺评定的人员应是焊接专业技术人员和技能熟练的焊工。4.2.5焊接工艺评定过程应符合HSE体系的相关要求。3
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4.3焊接工艺评定程序
4.3.1根据焊接工艺指导书（格式参见附录A），并结合现场作业的实际情况，制定方案和初拟焊接工艺。
4.3.2对母材和焊接材料的类型、牌号、成分及性能进行确认。4.3.3进行焊接工艺评定试验。若不合格，应对焊接工艺进行适当修改，直至评定合格。4.3.4按试验记录整理焊接工艺评定报告（格式参见附录B）。评定报告应包括各试验的主要环节、试验设备、试验数据及试验结论。4.3.5以评定报告为依据，结合焊接施工经验和实际焊接条件编制焊接工艺规程（参见附录A）。焊接工艺规程应详细规定焊接程序、工艺参数、施工措施等。4.3.6焊接工艺评定报告和焊接工艺规程应经试验单位焊接工程师审核、技术负责人审批后，报业主批准。
4.4焊接工艺规程
4.4.1一般规定：焊接工艺规程应包含4.4.2中的适用部分。4.4.2规程说明。
4.4.2.1焊接方法：应指明是焊条电弧焊、药芯焊丝半自动焊、熔化极气体保护自动焊，或它们的任何组合方法。
4.4.2.2管子及管件材料：当X80管线钢管与其他强度等级的管子及管件材料组焊时，评定试验应选择组焊材料中规定的最小届服强度最高的材料进行。4.4.2.3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6.3.3.4和6.3.3.5。4.4.2.4接头设计：应画出接头的简图，指明坡口形式、坡口角度、钝边尺寸、根部间隙及焊缝外形尺寸。角焊缝应指明形状和尺寸。4.4.2.5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。4.4.2.6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。4.4.2.7焊接位置：应指明钢管的焊接位置，如水平固定（5G）位置、垂直固定（2G）位置、45°倾斜固定（6G）位置。
4.4.2.8焊接方向：应指明是上向焊或下向焊。4.4.2.9焊道之间的时间间隔：应规定根焊结束与热焊开始之间的时间间隔要求。4.4.2.10对口器类型及撤离要求：应指明对口器的类型是内对口器，还是外对口器。应规定撤离对口器时需要完成的根焊道长度的最小百分数。4.4.2.11焊道的清理及打磨：应指明要求的接头或层间的清理方法，指明清理、打磨焊道时使用的工具（电动工具、手动工具，或两者组合）。4.4.2.12焊工数量：应指明每层焊道所要求的最少焊工人数。4.4.2.13预热和焊后热处理：应规定预热和焊后热处理的加热方法和温度、温度控制方法和预热宽度、开始焊接时的最低温度以及需预热和焊后热处理的环境温度的范围。4.4.2.14
层间温度要求：应指明焊接时层间的最低温度和最高温度。4.4.2.15环境条件要求：在无有效的防护措施下应明确停止施焊的环境条件要求。保护气体及流量：应指明保护气体的成分、纯度、干燥度要求及流量范围。4.4.2.16
焊接速度：应指明各焊道的焊接速度范围。4.4.2.172
焊接设备要求：应指明满足工程需要的焊条电弧焊、药芯焊丝半自动焊（包括送丝机）、4.4.2.182
熔化极气体保护自动焊等设备类型。4.4.2.19其他参数：应指明所有保证正确操作和焊接质量的其他参数（如焊丝伸出长度、电弧摆动的宽度和频率等）。
4.5焊接工艺规程的变更
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4.5.1一般规定：当焊接工艺规程有4.5.2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4.5.2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。
4.5.2基本要素。
4.5.2.1焊接方法：焊接工艺规程中焊接方法的变更见4.4.2.1。4.5.2.2管材：影响焊接性的技术指标有较大变化时，应进行单独的评定试验。4.5.2.3接头设计：接头设计的重大变更（如V型坡口改为U型坡口等）。坡口角度、间隙及钝边的变更不属于基本要素。
4.5.2.4焊接位置：焊接工艺规程中焊接位置的变更（如5G管位置变为2G，或反之；5G或2G管位置变为6G等）。6G管位置变为5G或2G的变更不属于基本要素。4.5.2.5壁厚：从一个壁厚分组到另一个壁厚分组的变更见6.3.3.5。4.5.2.6填充金属：填充金属的组别号发生变化时，应重新进行评定试验。在表1规定的分组内，可按填充金属分组的组别变更填充金属，但应从力学性能的角度保持母材和填充金属的一致性。
表1填充金属分类
GB/T5117
GB/T5118
GB/T5118
GB/T5117或GB/T5118
AWSA5.1或AWSA5.5
GB/T8110
注1：1组和2组的填充金属只用于根焊和热焊的焊接。焊接材料
E4310，E4311
E5010，E5011
E6010，E6011
E7010，E7011
E5510,E5511
E8010,E8011,E9010
E5515，E5516，E5518
E8015，E8016，E8018，E9018
ER70S-G,ER70S-6
ER80S-G, ER90S-G
E71T8-K6，E71T8-Ni1，E71T8-Ni2E10018
E91T8-G
ER100S-G,ER120S-G
注2：其他型号的填充金属也可以使用，但应进行单独的焊接工艺评定。4.5.2.7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。焊道之间时间间隔：根焊结束与热焊开始之间的最大时间间隔的增加。4.5.2.8
4.5.2.9焊接方向：从下向焊改为上向焊，或反之。4.5.2.10保护气体和流量：一种保护气体换成另-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
Q/CNPC110—2005
焊接速度：焊接速度范围的变更。4.5.2.11
4.5.2.12预热：降低焊接工艺规程中的最低预热温度。4.5.2.13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。4.6对接接头的试验
4.6.1准备。
4.6.1.1试验接头的焊接：
a）线路工艺试验接头：将两个管段按照焊接工艺指导书规定的要求组对和焊接。用于破坏性试验的焊口应按照第8章的规定进行外观检查和无损检测且应合格。b）返修工艺试验接头：按照返修焊接工艺指导书的规定修磨坡口，并进行焊接。返修位置应包括6点位置，返修长度宜400mm。进行破坏性试验前应符合第8章外观检查和无损检测的要求。4.6.1.2取样：取样应按图1指定的位置进行。试样的最少数量及试验项目见表2。面弯或侧弯
刻槽锤断
面弯或侧弯一
背弯或侧弯
刻槽锤断
面弯或侧弯
管顶一
大于323.9mm
面弯或侧弯
一背弯或侧弯
刻槽锤断
面弯或侧弯
刻槽锤断
背弯或侧弯
宏观金相2-
(a)线路工艺评定试验的取样位置示意图管项一
大于323.9am
宏观金相1
背弯或侧弯
刻槽锤断
面弯或侧弯
冲击试样
宏观金相
(b）返修工艺评定试验的取样位置示意图图1对接接头焊接工艺评定试验的取样位置示意图管顶
一低温冲击1
低温冲击2
一低温冲击3
一低温冲击4
宏观金相3
工艺类型
壁厚≤12.7mm
壁厚>12.7mm
4.6.2拉伸试验：
表2焊接工艺评定试验的试样类型及数量试样数量
线路工艺
返修工艺
线路工艺
返修工艺
刻槽锤
断试验
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4.6.2.1准备：拉伸试样（如图2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。免费标准bzxz.net
试件可以机械或氧气切割，但两侧必须光滑平行约25mm
约230m
不去除焊缝加厚高
图2拉伸试样
4.6.2.2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。4.6.2.3要求：
a）每个试样的抗拉强度应大于或等于管材的规定的最小抗拉强度。b）如果试样断在母材上，且抗拉强度大于或等于管材的规定的最小抗拉强度时，则该试样合格。c）如果试样断在焊缝或熔合区，其抗拉强度大于或等于管材的规定的最小抗拉强度时，且断面缺陷符合4.6.3.3的要求，则该试样合格。d）如果试验是在低于管材的规定的最小抗拉强度下断裂，则该焊口不合格，应重新试验。4.6.3刻槽锤断试验。
4.6.3.1准备：刻槽锤断试样（如图3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。7
Q/CNPC 110—-2005
用此方法准备的刻槽锤断试样，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。
用钢锯刻槽试件，可以机械切割或氧气切割两侧必须光滑和箱互平行
约3.2mm7
最小19mm
约230m
不去除焊缝加厚高
焊缝表面槽深不大
最小19mE
需在焊缝表面锯槽的试样
图3刻槽锤断试样
4.6.3.2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不少于19mm宽。4.6.3.3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3mm。相邻夹渣间应至少相距13mm。测量方法如图4所示。白点不做为不合格的原因。
4.6.4背弯和面弯试验。
4.6.4.1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5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。加工表面应光滑，加工痕迹应轻微并垂直于焊缝轴线。4.6.4.2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6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，将试样压人下模内，直到试样弯曲成近似U形。4.6.4.3要求：弯曲后，在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，在试样拉伸弯曲表面上产生的边缘裂纹长度应不大于6mm。
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