西二线程线路焊接.docx
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西二线程线路焊接
QB
中石油股份公司管道项目经理部企业标准
Q/SY-XQ2-2008
西气东输二线管道工程线路
焊接技术规范
Mainlineweldingtechnicalspecificationfor
secondwest-eastnaturalgastransmissionpipelineproject
（报批稿）
2008-χχ-χχ发布2008-χχ-χχ实施
中石油股份公司管道项目经理部发布
目次
前言II
1范围1
2规范性引用文件1
3术语和定义2
4焊接的一般规定4
5焊接工艺评定7
6焊工（操作工）资格的确认17
7现场焊接20
8焊缝检验与验收26
附录A（资料性附录）焊接工艺规程28
附录B（资料性附录）焊接工艺评定报告30
前言
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股份公司管道建设项目经理部提出并归口。
本标准起草单位：
中国石油天然气管道局科学研究院。
标准起草人：
靳海成高泽涛隋永莉闫臣赵海鸿程学兰祁立春
郭静薇黄福祥薛振奎陈浩尹长华曹晓燕。
西气东输二线管道工程线路焊接技术规范
1范围
本标准规定了西气东输二线管道工程线路的焊接接头性能、焊接工艺评定、焊工（操作工）资格及焊接接头质量验收的要求。
本标准适用于西气东输二线管道工程线路用X70、X80钢管环焊缝的焊接。
适用的焊接接头型式为对接接头。
适用的焊接方法为焊条电弧焊、药芯焊丝半自动焊、熔化极气体保护自动焊、埋弧焊，以及上述焊接方法相互结合的方法。
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/T3375焊接术语
GB/T4340.1金属维氏硬度试验第1部分：
试验方法
GB/T5117碳钢焊条
GB/T5118低合金钢焊条
GB/T8110气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝
GB/T8650管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法
GB/T9711.2石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分B级钢管
GB/T17493低合金钢药芯焊丝
Q/SY-XQ西气东输二线管道工程无损检测
Q/SY-XQ西气东输二线天然气管道工程螺旋缝埋弧焊管技术条件
Q/SY-XQ西气东输二线天然气管道工程直缝埋弧焊管技术条件
《锅炉压力容器、压力管道焊工考试的管理规定》
APISpec5L管线管规范
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
GB/T3375确立的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1
业主owner
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
焊接工艺指导书proposedweldingprocedurespecification
按照工程设计要求，根据焊接试验结果或其它类似工程经验，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
药芯焊丝flux-coredwire
将薄钢带制成圆形或异型钢管,同时在其中填满药粉,经拉制而成的一种细直径焊丝。
外皮材料可选用低碳钢等具有一定延展性的材料，药芯材料可根据产品用途选择各类金属、非金属粉末、矿物粉、化工产品、以及纳米材料等。
药粉具有造气、造渣、脱氧和合金过渡等作用。
根据焊接时是否需要保护气体分为自保护药芯焊丝和气保护药芯焊丝。
3.7
金属粉芯焊丝metalcorewire
将薄钢带制成圆形或异型钢管,同时在其中填满金属粉,经拉制而成的一种细直径焊丝。
外皮材料可选用低碳钢等具有延展性的材料，粉芯材料主要为铁粉和合金元素，具有提高熔敷效率和增加合金元素过渡的作用。
焊接时需要保护气体。
3.8
固定焊positionwelding
焊接时，管子或管件固定不动。
3.9
旋转焊rollwelding
焊接时，管子或管件旋转。
3.10
根焊rootbead
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。
3.11
热焊hotbead
为了防止根部冷裂纹和避免电弧烧穿，而在根焊完成后快速进行的第二层焊道。
3.12
填充焊fillerbead
在根焊或热焊完成后，盖面焊之前的焊道。
3.13
立填焊stripperbead
采用下向焊工艺时，为弥补立焊位置焊层厚度不足而进行的补填焊道。
3.14
盖面焊capbead
最外面一层的成型焊道。
3.15
多道焊multi-passwelding
同一焊层，由两道或两道以上焊缝熔敷而成，俗称排焊。
3.16
缺欠weldimperfection
按本标准中的检测方法检测出的焊接接头的不连续性或不均匀性。
3.17
缺陷welddefect
达到本标准拒收要求的缺欠。
3.18
修补patching
对发现的表面非裂纹缺陷进行的修复。
3.19
返修repair
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。
3.20
焊工（操作工）资格审定checkingwelder（operators）certificate
业主或业主代表对拟参加本工程焊接作业的焊工（操作工）应具备的相应焊接资格的审核和确认。
3.21
焊工（操作工）上岗资格认定welder（operators）operationqualificationtest
业主或业主代表使用批准的焊接工艺规程，对拟参加本工程焊接作业，且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。
3.22
合格焊工qualifiedwelder
按照本标准第6章的规定考核合格的焊工。
3.23
合格操作工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工。
4焊接的一般规定
4.1管材
所有管子和管件应符合下列标准的规定:
GB/T9711.2石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分B级钢管
Q/SY-XQ西气东输二线天然气管道工程螺旋缝埋弧焊管技术条件
Q/SY-XQ西气东输二线天然气管道工程直缝埋弧焊管技术条件
APISpec5L管线管规范
4.2焊接材料
4.2.1应根据焊接工艺评定结果采购合格的焊接材料。
焊接材料生产厂商应随货提供每批焊材的质量检验证明书、合格证和焊材使用保管说明。
进口焊接材料还应有商检证明。
工程使用前应对不同批号的焊接材料进行复检。
4.2.2所有填充金属应符合下列相应标准：
GB/T5117碳钢焊条
GB/T5118低合金钢焊条
GB/T8110气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝
GB/T17493低合金钢药芯焊丝
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
4.2.3保护气体类型有惰性气体、活性气体或两者的混合气体。
使用的保护气体应满足焊接工艺规程的要求。
4.3焊接设备
焊接所用设备应符合焊接工艺要求，具有良好的工作状态和安全性。
不符合要求的焊接设备应予以更换或维修。
4.4焊工（操作工）资格
根据《锅炉压力容器、压力管道焊工考试的管理规定》的要求，获得了西气东输二线管道工程线路钢管相应焊接工艺的资格，并应按第六章要求获得上岗资格的焊工（操作工）可参加西气东输二线管道工程线路钢管的焊接作业。
4.5焊接方法和焊接工艺
4.5.1西气东输二线管道工程线路焊接的方法包括焊条电弧焊、药芯焊丝半自动焊和熔化极气体保护自动焊，以及上述焊接方法组合焊接的方法。
4.5.2西气东输二线管道工程线路钢管采用的焊接工艺，在进行施工前，应按第五章要求进行评定。
4.5.3应根据评定合格的焊接工艺编制焊接工艺规程，焊接工艺规程应规定焊接方法、焊接参数、施工措施等（参见附录A）。
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。
管道工程线路的焊接作业应符合焊接工艺规程的规定。
4.6焊接接头性能
4.6.1拉伸试验性能
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4.6.4的要求，则该试样合格。
如果试样是在低于管材的名义抗拉强度下断裂，则该焊接工艺不合格，应重新试验。
4.6.2冲击试验性能
每个冲击试样的冲击吸收功应大于或等于表1或表2中的规定值（若技术条件另有规定，则应按技术条件执行）。
表1X70钢冲击韧性试验要求
焊缝金属厚度
mm
试样尺寸（厚×宽×长）
mm
-20℃最低冲击吸收功
J
平均值
单个值
8＜ta≤11
7.5×10×55
57
42
t＞11
10×10×55
76
56
注：
X70钢焊接接头冲击功验收指标参照了西气东输一线的标准要求.
at为焊缝金属厚度。
表2X80钢冲击韧性试验要求
焊缝金属厚度
mm
试样尺寸（厚×宽×长）
mm
-10℃最低冲击吸收功
J
平均值
单个值
8＜ta≤11
7.5×10×55
60
45
t＞11
10×10×55
80
60
at为焊缝金属厚度。
4.6.3硬度试验性能
X70钢焊接接头所有硬度测定点的维氏硬度值（Hv10）不应大于275。
X80钢焊接接头所有硬度测定点的维氏硬度值（Hv10）不应大于300。
4.6.4刻槽锤断试验
每个试样的断裂面应完全焊透和熔合。
任何气孔的最大尺寸不应大于1.6mm，且所有气孔的累计面积不应大于断裂面积的2%。
夹渣深度应小于0.8mm，长度不应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无缺陷的焊缝金属。
测量方法如图4所示。
白点不做为不合格的原因。
4.6.5面弯和背弯/侧弯试验
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它缺陷尺寸不应大于钢管公称壁厚的1/2，且不大于3mm。
除非发现其它缺陷，由试样边缘上产生的裂纹长度在任何方向上不应大于6mm。
弯曲试验中每个试件均应满足评定要求。
4.6.6宏观金相检验
宏观金相检验面不应有裂纹和未熔合，并应满足4.6.4的要求。
4.6.7焊接接头的抗氢致裂纹（HIC）性能
试验结果应满足下列要求：
a）裂纹敏感率（CSR）小于或等于2%；
b）裂纹长度率（CLR）小于或等于15%；
c）裂纹厚度率（CTR）小于或等于5%。
5焊接工艺评定
5.1基本要求
5.1.1用于焊接工艺评定的钢管应为工程用钢管，并有产品质量证明书，焊接材料应有产品质量证明书或复验报告。
5.1.2焊接工艺评定的焊接位置应能代表现场焊接作业位置。
焊接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检定合格。
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焊工。
5.1.3应对评定合格的焊接工艺的各项细节进行记录（参见附录B），应记录焊接工艺评定的各项试验结果。
焊接工艺评定报告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。
在该焊接工艺规程使用期间应保存记录。
5.2焊接工艺评定规则
5.2.1评定应采用钢管对接环焊缝试件。
5.2.2焊接工艺评定基本要素应符合5.3的规定。
变更任何一个基本要素时均应重新评定焊接工艺。
当焊接工艺规程有5.3规定的基本要素以外的要素变更时，可修订焊接工艺规程，但可不对焊接工艺重新评定。
5.2.3X70钢管和X80钢管应分别进行评定。
X70和X80钢管对接焊时应根据X80钢制定工艺规程。
国内外的X80钢管，当影响焊接性的技术指标有较大变化时，应分别进行评定。
影响焊接性的技术指标包括化学成分、力学性能、预热温度预测和斜Y型坡口焊接裂纹试验。
若焊接性分析结果与已知的X80钢管相当，则可只进行一种自保护药芯焊丝半自动焊工艺的评定；若试验结果较差，则应进行焊条电弧焊、自保护药芯焊丝半自动焊和自动焊三种焊接工艺的评定。
5.2.4焊接材料应按表3分组,某一焊接材料评定合格的焊接工艺可用于同组别号的其它焊接材料，但应保持焊接接头力学性能的一致性。
表3填充金属分类
类别
组别
标准
焊接材料
焊剂
备注
Ⅰ
1
GB/T5117
GB/T5118
AWSA5.1
AWSA5.5
E4310,E4311
E5010,E5011
E6010,E6011
E7010,E7011
——
用于X70钢根焊的焊接
2
GB/T5117
AWSA5.1
E5016
E7016
——
用于X70和X80钢根焊的焊接
3
GB/T5118
AWSA5.5
E5510,E5511
E8010,E8011,E9010
——
用于X70钢热焊的焊接
4
GB/T8110
AWSA5.18
E50-6
ER70S-G,ER70S-6
——
用于X70和X80钢根焊的焊接
5
AWSA5.18
E70C-6
——
用于X70和X80钢根焊的焊接
Ⅱ
1
GB/T5117或GB/T5118
AWSA5.1或AWSA5.5
E5515,E5516,E5518
E8015,E8016,E8018
——
用于X70钢填充、盖面的焊接
2
GB/T5117或GB/T5118
AWSA5.1或AWSA5.5
E6015,E6016,E6018
E9018,E10018
——
用于X80钢填充、盖面的焊接
Ⅲ
1
GB/T8110
AWSA5.18
E50-6
ER70S-G,ER70S-6
——
用于X70和X80钢填充、盖面的焊接
2
GB/T8110
AWSA5.28
E55-6,E60-6
ER80S-G,ER90S-G
——
用于X80钢填充、盖面的焊接
3
AWSA5.28
ER100S-G,ER120S-G
——
用于X80钢填充、盖面的焊接
Ⅳ
1
AWSA5.29
E71T8-K6,E71T8-Ni1
E71T8-Ni2
——
用于X70钢填充、盖面的焊接
2
AWSA5.29
E81T8-Ni2
——
用于X80钢填充、盖面的焊接
3
AWSA5.29
E91T1-GM，E101T1-GM
——
用于X80钢填充、盖面的焊接
Ⅴ
1
A5.17
EL8
EL8K
EL12
EM5K
EM12K
EM13K
EM15K
P6XZ
F6X0
F6X2
F7XZ
F7X0
F7X2
用于X70和X80钢二接一填充、盖面的焊接
注1：
Ⅰ类的填充金属只用于根焊和热焊的焊接。
注2：
其它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。
5.2.5自动焊设备应按表4分组,一种设备评定合格的焊接工艺可用于同组别号的其它设备的焊接，但应保持焊接接头力学性能的一致性。
表4焊接设备分类
类别
组别
类型
焊接材料
Ⅰ
1
半自动焊根焊设备
STT（STT电源）
2
半自动焊根焊设备
RMD（PIPEPRO450电源）
3
自动根焊—内焊机
CRC，NOREAST，PIW48
4
自动根焊—外焊机
APE-R-Ⅰ，PWT
5
自动根焊—外焊机
CMT（FRONIUS电源）
6
自动根焊—外焊机
RMD（PIPEPRO450电源）外焊机
7
自动根焊—外焊机
MILLERXMT456电源+CRC机头
Ⅱ
8
自动填盖—平摆外焊机
PAW2000，APWⅡ
9
自动填盖—角摆外焊机
NOREAST，RMS，CRCM300
10
自动填盖—双焊矩外焊机
CRCP260＋P600，PAW3000
Ⅲ
11
自动填盖—埋弧焊焊机
埋弧焊
注1：
Ⅰ类的焊接设备只用于根焊的焊接，Ⅱ、Ⅲ类的焊接设备只用于填充焊和盖面焊。
注2：
其它型号的自动焊设备也可以使用，但应进行单独的焊接工艺评定。
5.2.6当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接方法，可按每种焊接方法分别进行评定；亦可使用两种或两种以上焊接方法焊接试件，进行组合评定。
组合评定合格后用于焊件时，可采用其中一种或几种焊接方法，但应保证焊接接头性能符合4.6的规定。
5.2.7当同一条焊缝使用两种或两种以上焊接设备时，可按每种焊接设备分别进行评定；亦可使用两种或两种以上焊接设备焊接试件，进行组合评定。
组合评定合格后用于焊件时，可采用其中一种或几种焊接设备，但应保证焊接接头性能符合4.6的规定。
5.2.8钢管壁厚应按下列方法分组：
a）小于4.8mm；
b）大于或等于4.8mm，且小于19.1mm；
c）大于或等于19.1mm。
5.3基本要素变更
焊接工艺评定基本要素包括下列内容，变更任何一个基本要素时均应重新评定焊接工艺。
a）焊接工艺规程中焊接方法的变更；
b）钢管强度等级的变更，X80钢管焊接性发生5.2.3所述的较大变化；
c）焊接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需要重新评定；
d）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）应重新进行评定。
6G管位置变为5G或2G可不重新评定；
e）钢管壁厚分组的变更。
钢管壁厚分组见5.2.8；
f）填充金属的组别号的变更。
填充金属的组别号见表3；
g）自动焊设备的组别号的变更。
自动焊设备组别号见表4；
h）焊接极性的变更，如直流焊时焊条（焊丝）接正变更为接负，或反之；将直流变更为交流，或反之；
i）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；
j）从下向焊改为上向焊，或反之；
k）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；
l）焊接速度范围的变更；
m）降低焊接工艺规程中的最低预热温度；
n）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。
5.4焊接接头性能试验方法
5.4.1应按图1指定的位置取样，试样的最少数量及试验项目见表5。
表5焊接工艺评定试验的试样类型及数量
钢管
外径
mm
工艺类型
试样数量
个
拉伸试验
刻槽锤断试验
背弯试验
面弯试验
侧弯试验
冲击试验
宏观金相
硬度试验
HIC试验
总数
>323.9
壁厚≤12.7mm
线路工艺
4
4
4
4
0
4×3
3
1
3
35
返修工艺
1
1
1
1
0
2×3
1
1
0
12
壁厚＞12.7mm
线路工艺
4
4
0
0
8
4×3
3
1
3
35
返修工艺
1
1
0
0
2
2×3
1
1
0
12
a）线路工艺评定试验取样位置
b）返修工艺评定试验取样位置
图1焊接工艺评定试验的取样位置
5.4.2焊接接头拉伸试验应符合下列规定：
5.4.2.1拉伸试样（图2所示）约230mm长，25mm宽，试样可通过机械切割或氧气切割的方法制备。
除有缺口或不平行外，试样可不进行其它加工。
如有需要，应进行机加工处理使试样边缘光滑和平行。
5.4.2.2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。
图2拉伸试样
5.4.3刻槽锤断试验应符合下列规定：
5.4.3.1刻槽锤断试样（图3所示）约230mm长，25mm宽，试样可通过机械切割或氧气切割的方法制备。
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，但深度从焊缝表面算起不应超过1.6mm。
如业主有要求，可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。
5.4.3.2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。
焊缝断裂的暴露面不应少于19mm宽。
图3刻槽锤断试样
图4刻槽锤断试样缺欠尺寸的测量方法
5.4.4背弯、面弯或侧弯试验应符合下列规定：
5.4.4.1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）。
试样可通过机械切割或氧气切割的方法制备。
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。
侧弯试样约230mm长，13mm宽，且其长边缘应磨成圆角（如图6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方法制成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。
5.4.4.2背弯和面弯试样应在导向弯曲试验模具上弯曲，模具如图7所示。
试样应以焊缝为中心放置于下模上。
面弯试验应以焊缝外表面朝向下模，背弯试验应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。
侧弯试样应在类似于图7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,焊缝表面应与模具成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。
图5背弯和面弯试样（壁厚小于或等于12.7mm）
注1：
内外表面的焊缝余高应去除至与试样表面平齐。
试样在试验前不应压平。
注2：
试样机加工13mm宽，或氧乙炔切割约19mm宽，然后再机加工或平滑打磨至13mm宽。
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