4103钢制管道焊接验收实用标准.docx
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4103钢制管道焊接验收实用标准
SY/T4103--2004钢质管道焊接及验收
1范围
本标准适用于使用碳钢钢管、低合金钢钢管及其管件，输送原油、成品油及气体燃料等介质的长输管道、压气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,适用的焊接方法为焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极及非熔化极气保护电弧焊、药芯焊丝自保护焊、气焊和闪光对焊，以及上述方法之间相互组合的焊接方法。
适用的焊接位置为固定焊、旋转焊，或者两种位置的结合。
本标准规定了对管道安装焊接接头进行破坏性试验验收标准、射线检测、超声波检测、磁粉检测及渗透检测验收标准。
2规范性引用文件
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。
凡是标注日期的引用文件，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/T3091低压流体输送用焊接钢管（ISO559:
1991,SteelTubesforWaterandSewageSecond
Edition,NEQ）
GB/T3375焊接名词术语
GB/T5117碳钢焊条（ANSI/AWSA5.1:
1991CoveredCarbonSteelArcWelding
Electrodes,EQV）
GB/T5118低合金钢焊条（ANSI/AWSA5.5:
1981LowAlloySteelCoveredArcWelding
Electrodes,NEQ）
GB/T5293埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂（ANSI/AWSA5.17:
1989,EQV）
GB/T8110气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝（ANSI/AWSA5.18:
1979,CarbonSteel
FillerMetalsforGasShieldedArcWelding,NEQ）
GB/T8163输送流体用无缝钢管（ISO559:
1991,SteelTubesforWaterandSewageSecond
Edition,NEQ）
GB/T97ll.1石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分：
A级钢管（ISO3183:
1996,EQV）
GB/T10045碳钢药芯焊丝（ANSI/AWSA5.20:
1995,CarbonSteelElectrodesforFluxCoredArc
welding,EQV）
GB/T12470埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂（ANSI/AWSA5.23,NEQ）
GB/T13793直缝电焊钢管（JISG3444:
1988,CarbonSteelTubesforGeneralStructural
Purposes,NEQ）
GB/T14957熔化焊用钢丝
GB/T14958气体保护焊用钢丝
GB/T17493低合金钢药芯焊丝（ANSI/AWSA5.29:
1980,EQV）
JB/T7902线型像质计
SY/T0327石油天然气钢质管道对接环焊缝全自动超声波检测（APISTD1104:
1999,Welding
ofPipelinesandRelatedFacilities,NEQ;ASTME1961:
1998,StandardPracticeforMechanizedUltrasonicExaminationofGirthWeldsUsingZonalDiscriminationwithFocusedSearchUnitsE,NEQ）
SY/T5038普通流体输送管道用螺旋缝高频焊钢管（APISPEC5L,SpecificationforLine
Pipe,NEQ）
国质检锅[2003]248号中华人民共和国国家技术监督局《特种设备无损检测人员考核与监督管理
规则》
APIRP2201roceduresforWeldingorHotTappingonEquipmentinService
APISpec5L线管规范（APISPEC5L,SpecificationforLinePipe）
APIStd1104管道及相关设施的焊接（WeldingofPipelinesandRelatedFacilities）
ASTME92金属材料维氏硬度的测试方法StandardTestMethodforVickersHardnessofMetallic
MaterialsE）
ASTME165液体渗透剂检验的标准试验方法（StandardTestMethodforLiquidPenetrantExamination）
ASTME709粉检验指南（GuideforMagneticParticleExamination）
ASTME1025用于放射学的孔型像质指示计的设计,制造（StandardPracticeforDesign,Manufacture,and
MaterialGroupingClassificationofHole-TypeImageQualityIndicators（IQI）UsedforRadiology）
ASTME747用金属丝透度计进行射线实验的质量控制标准方法（StandardPracticeforDesign,
ManufactureandMaterialGroupingClassificationofWireImageQualityIndicators（IQI）UsedforRadiology）
AWSA5.1碳钢药皮电弧焊焊条（CoveredCarbonSteelArcWeldingElectrodes）
AWSA5.2铸铁和钢质气焊焊丝（IronandSteelOxyfuelGasWeldingRods）
AWSA5.5低合金钢药皮电弧焊焊条（LowAlloySteelCoveredArcWeldingElectrodes）
AWSA5.17埋弧焊碳钢焊丝及焊剂（CarbonSteelElectrodesandFluxesforSubmerged-ArcWelding）
AWSA5.18气保护电弧焊碳钢填充金属（CarbonSteelFillerMetalsforGasShieldedArcWelding）
AWSA5.20碳钢药芯电弧焊焊丝（CarbonSteelElectrodesforFluxCoredArcwelding）
AWSA5.28气体保护电弧焊低合金钢填充金属（Low-AlloySteelFillerMetalsforGasShieldedArcWelding）
AWSA5.29低合金钢药芯电弧焊焊丝（Low-AlloySteelElectrodesforFluxCoredArcWelding）
3
定义
3.1业主company
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承包者contractor
负责本标准中所述工程任务的承包单位和施工单位。
3.3焊缝weld
焊件焊接后所形成的结合部分。
3.4焊接工艺规程qualifiedweldingprocedure
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。
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力学性能。
3.5合格焊工qualifiedwelder
按照本标准第五章或第六章的要求考试合格的焊工。
3.6根焊rootbead
根焊为管与管、管与管件或管件与管件之间焊接时的第一层焊道。
3.7热焊hotwelding
根焊完成后，立即进行的第二层焊道。
3.8填充焊fillingwelding
根焊或热焊完成后，盖面焊之前的焊道。
3.9盖面焊coveringwelding
最外面一层的成型焊道。
3.10固定焊positionwelding
焊接时被焊的管或管件固定不动。
3.11旋转焊rollwelding
焊接时焊接热源位置固定，并位于或接近其顶部中心，被焊管或管件旋转。
3.12自动焊automaticwelding
借助设备进行电弧焊，全部焊接过程无须焊工对电弧或焊丝（焊条）进行操作，焊工只起引导和调节作用。
3.13半自动焊emiautomaticwelding
设备进行电弧焊，但设备只控制填充金属的给进,焊接速度由人工控制。
3.14凹坑it
焊后在焊缝表面或焊缝背面形成的低于母材表面的局部低洼部分。
3.15缺欠imperfection
按本标准中的检测方法检测出的焊缝的不连续性或不规则性。
3.16缺陷defect
用本标准中概述的方法可探测出的间断性或不规则性。
3.17应shall
有必要或要求。
3.18返修repair
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。
3.19焊工welder
实施焊接工作的人。
4焊接一般规定
4.1设备
焊接所用设备应能满足焊接工艺要求，具有良好的工作状态和安全性。
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管材及管件
本标准适用于焊接符合下列最新版本的规范中的管材和管件：
GB/T3091低压流体输送用焊接钢管
GB/T8163输送流体用无缝钢管
GB/T97ll.1—1997石油天然气工业输送钢管交货技术条件第一部分：
A级钢管
GB/T13793直缝电焊钢管
SY/T5038普通流体输送管道用螺旋缝高频焊钢管
APISpec5L管线管规范
适用的ASTM标准
本标准也适用于未按照上述规范制造，但其化学成分和力学性能满足上述标准规定的材料。
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,使用本标准的各方应探讨使用下列标准的最新版本：
GB/T5117碳钢焊条
GB/T5118低合金钢焊条
GB/T5293埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂
GB/T8110气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝
GB/T10045碳钢药芯焊丝
GB/T12470埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂
GB/T14957熔化焊用钢丝
GB/T14958气体保护焊用钢丝
GB/T17493低合金钢药芯焊丝
AWSA5.1碳钢药皮电弧焊焊条
AWSA5.2铸铁和钢质气焊焊丝
AWSA5.5低合金钢药皮电弧焊焊条
AWSA5.17埋弧焊碳钢焊丝及焊剂
AWSA5.18气体保护电弧焊碳钢填充金属
AWSA5.20碳钢药芯电弧焊焊丝
AWSA5.28气体保护电弧焊低合金钢填充金属
AWSA5.29低合金钢药芯电弧焊焊丝
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搬运
填充金属及焊剂在保管和搬运时，应符合生产厂家的规定，并应避免损坏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湿。
凡有损坏或变质迹象的填充金属和焊剂不应使用。
4.2.3保护气体
4.2.3.1类型
保护气体分为惰性气体、活性气体及惰性气体和活性气体的组合。
保护气体的纯度和干燥度应满足焊接工艺规程的要求。
4.2.3.2保管和使用
保护气体应存放在容器中、并应远离高温环境，其他气体不应混入容器中。
若保护气体的质量存在问题，则不应使用。
5焊接工艺评定
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力学性能（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，应遵守这些焊接工艺规程。
5.2记录
应按图1和图2的表格记录评定的焊接工艺的各项细节和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。
5.3工艺规程
5.3.1焊接方法
应指明所使用的焊接方法，或它们的任何组合方法。
5.3.2管子及管件材料
应指明适用的管子材料和管件材料。
适用的管子和管件材料可分组，见5.4.2.2，但评定试验应选择该组材料中具有最高规定屈服强度的材料进行。
5.3.3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）。
5.3.4接头设计
应画出接头的简图。
简图应指明接头型式、坡口型式、坡口角度、钝边尺寸和根部间隙等。
填角焊缝应指明形状和尺寸。
如使用垫板时，还需指明其形式和材质。
5.3.5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。
5.3.6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值的范围。
5.3.7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规格。
5.3.8焊接位置
应指明是旋转焊或是固定焊。
固定焊应指明水平固定焊接位置（5G）、垂直焊接位置（2G）或45°倾斜固定管位置（6G）。
5.3.9焊接方向
应指明是上向焊或是下向焊。
参考本标准5.2
焊接工艺评定记录
编号:
工程名称:
业主名称:
焊接方法:
材料:
外径和壁厚:
焊接接头型式:
填充金属和焊道层数:
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:
附图和附表:
试验:
焊工:
批准:
焊接主管:
采用:
总工程师:
参考本标准5.2
注:
尺寸仅供参考
焊条规格和焊道层数
焊道
焊条规格和型号
电弧电压
电流及极性
焊接速度
图1焊接工艺评定记录表格格式
焊接试样试验报告
日期:
试验编号:
位置:
状态:
焊接位置:
旋转焊口定位焊口
焊工姓名:
焊工代号:
焊接所需时间:
焊接时刻:
平均温度:
所用屏风:
气候条件:
电弧电压:
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:
外径:
壁厚:
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:
口焊接工艺口评定试验口合格
口焊工考试口工程焊口试验口不合格
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.
2.
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:
主管人:
注:
其它评语可写在背面,本表可用于焊接工艺规程评定和焊工考试.
图2试件试验报告表格格式
5.3.10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。
5.3.11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。
5.3.12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。
5.3.13保护气体及流量
应规定保护气体的成分及流量范围。
5.3.14保护焊剂
应规定保护焊剂的类型。
5.3.15焊接速度
应规定各焊道的焊接速度范围。
5.3.16层间温度
应规定焊接时焊道（层）之间的温度范围。
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
焊接工艺规程中焊接方法的变更。
5.4.2.2管材
焊接工艺规程中管材组别的变更。
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，或反之）。
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。
固定焊应指明水平固定焊接位置（5G）、垂直焊接位置（2G）或
45°倾斜固定管位置（6G）。
6G位可替代5G位和2G位，其他不可相互替代。
5.4.2.5壁厚
从一个壁厚分组到另一个壁厚分组的变更（管壁厚分组见6.2.2e）。
5.4.2.6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）填充金属型号的变更。
可以在5.4.2.2a）和b）中规定的分组内变更填充金属，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
组别标准及规范焊条（焊丝）焊剂
1GB/T5117E4310,E4311
GB/T5118E5010,E5011
AWSA5.1E6010,E6011
AWSA5.5E7010,E7011
2GB/T5118E5510E5511
AWSA5.5E8010E8011E9010
3GB/T5117或GB/T5118E5015,E5016,E5018
GB/T5118E5515,E5516,E5518
AWSA5.1或AWSA5.5E7015,E7016,E7018
AWSA5.5E8015,E8016,E8018，E9018
4GB/T5293H08HJ401
GB/T12470H10Mn2HJ402
AWSA5.17EL8P6XZ
EL8KF6X0
EL8F6X2
EM5KF7XZ
EM12KF7X0
EM13KF7X2
EM15K
5GB/T8110H08MnA
H08Mn2SiA
H08Mn2MoA
AWSA5.18ER70S-2
ER70S-6
AWSA5.28ER80S-D2
6AWSA5.2RG60,RG65
7AWSA5.20E61T-GS
E71T-GS
8GB/T17493E501T8-K6
AWSA5.29E71T8-K6,E71T8-Ni1
9AWSA5.29E91T8-G
注1：
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。
注2：
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-EMl2K。
只有用同一AWS型号的材料允许不重新进行焊接工艺评定。
国内材料亦同。
注3：
在5,6组中的焊丝应使用保护气体。
注4：
7组的焊丝仅用于根焊。
注5：
4组的x可以为A或P。
5.4.2.7电特性
直流焊接时焊条（焊丝）接正变更为接负或反之；将直流电变为交流电或反之。
焊接电流和电压范围的变更。
5.4.2.8焊道之间时间间隔
完成根焊和开始第二层焊之间允许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，或者反之。
5.4.2.10保护气体和流量
一种气体换成另一种气体，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少。
5.4.2.11保护焊剂
保护焊剂的变更参照表l中的注2。
5.4.2.12焊接速度
焊接速度范围的变更。
5.4.2.13预热
降低焊接工艺规程的最低预热温度。
5.4.2.14焊后热处理
增加或取消焊后热处理工艺或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，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。
对于外径小于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。
对于外径小于或等于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的规定进行，且应符合5.6.2.3的要求。
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。
如果试样是在低于管材规定的最小抗
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