第4章　管道工程焊接工藝評定及焊接工藝規程

4.1　焊接性試驗

施工單位首次采用的鋼材、焊接材料和焊接方法，應進行焊接性試驗。對于較易產生冷裂紋的鋼材，應進行冷裂紋敏感性試驗。對于較易產生熱裂紋的鋼材，應進行熱裂紋敏感性試驗。

4.1.1　焊接性試驗的目的

通過焊接性試驗初步確定焊接方法、焊接設備、焊接材料、預熱溫度、后熱溫度和焊后保溫等。

4.1.2　冷裂紋敏感性試驗方法

①GB/T 4675.1《焊接性試驗　斜Y形坡口焊接裂紋試驗方法》

②GB/T 4675.2《焊接性試驗　搭接接頭（CTS）焊接裂紋試驗方法》

③GB/T 4675.5《焊接性試驗　焊接熱影響區最高硬度試驗方法》

④GB/T 9446《焊接用插銷冷裂紋試驗方法》

⑤GB/T 13817《對接接頭剛性拘束焊接裂紋試驗方法》

4.1.3　熱裂紋敏感性試驗方法

①GB/T 4675.1《焊接性試驗T形接頭焊接裂紋試驗方法》

②GB/T 4675.4《焊接性試驗　壓板對接（FISCO）焊接裂紋試驗方法》

4.1.4　焊接性試驗方法的選擇

根據鋼材的化學成分、力學性能和使用性能通常選用一種或兩種焊接性試驗方法。當材料的焊接性較復雜時，應采用多種試驗方法進行綜合評定。

4.2　焊接工藝評定

焊接工藝評定是由施工單位進行的焊接工藝驗證性試驗。焊接工藝評定的目的有兩個：一是，證明施工單位按照本單位的管理方法、焊工技術水平、設備性能和檢驗手段有能力焊接出符合相關法規、標準和設計要求的焊接接頭；二是，通過焊接工藝評定確定焊接方法、焊接設備、焊接材料、焊工技術水平和焊接工藝參數。

4.2.1　管道焊接工藝評定常用標準

①SY/T 0452《石油天然氣金屬管道焊接工藝評定》

②SY/T 4103《鋼質管道焊接及驗收》

③GB 50236《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》

④JB4708《鋼制壓力熔器焊接工藝評定》

⑤API 1104《管道及有關設施的焊接》

⑥ASME《鍋爐及壓力容器規范》Ⅸ：《焊接和釬焊評定標準》

4.2.2　焊接工藝評定程序

焊接工藝評定流程框圖見圖2-4-1。

4.2.3　焊接工藝評定的基本要求

①由施工技術部門根據工程設計要求和施工圖提出焊接工藝評定委托書。委托書至少包括下列內容：焊接方法、采用標準、合格指標、鋼管材質和規格等。

②由焊接試驗工程師編寫焊接工藝評定指導書。焊接工藝評定指導書至少包括下列內容：焊接方法、接頭形式、坡口形式及尺寸、鋼管材質和規格、鋼管化學成分和力學性能、焊材型號和規格、焊材化學成分和力學性能、焊接位置、預熱和后熱、電流種類及極性、焊接工藝參數等。

③試件（母材）和焊接材料必須有質量證明書，質量證明書的項目應齊全且符合標準的要求。

④試驗用各種設備、儀器、儀表齊全，工作正常、準確。

⑤應由本單位操作技術水平較高的焊工嚴格按焊接工藝指導書的要求焊接工藝評定試件。試驗過程中，應對坡口形式和尺寸、組裝質量、環境溫度、濕度、風速、預熱溫度、層間溫度、設備、焊接材料、焊接工藝參數、清理狀況等全面、認真地記錄。

⑥由檢驗員按標準和設計要求對試件進行外觀檢查并寫出檢查報告，合格后進行無損檢測；如不合格應修正焊接工藝參數后重新焊接試件（當缺陷不嚴重時，可以進行修補，不需重焊）。

⑦外觀檢查合格后，進行無損檢測并填寫檢測報告。無損檢測人員應持有技術監督部門頒發的相應資格證書。無損檢測合格后，方可進行力學性能及其他試驗。如無損檢測不合格應修正焊接工藝參數后重新焊接試件。

⑧無損檢測合格后，按規定的位置切取試樣。試樣切取應采用機械方法，也可采用火焰切割或等離子切割，但應留出將切割熱影響區加工掉的加工余量。

⑨按標準規定進行各項試驗并填寫試驗報告。任何一項試驗不合格，均應重新調整參數，重新焊接工藝評定試件，重新進行各項檢驗和試驗，直至合格。

⑩所有試驗完成后，編寫焊接工藝評定報告。焊接工藝評定報告至少包括下列內容：焊接方法、接頭形式、坡口形式及尺寸、鋼管材質和規格、鋼管化學成分和力學性能、焊材型號和規格、焊材化學成分和力學性能、焊接位置、預熱和后熱、電流種類及極性、焊接工藝參數等。焊接工藝評定報告由焊接試驗工程師編寫，焊接責任工程師審核，技術總負責人批準后方可實施。

4.2.4　焊接工藝評定項目及試件數量

（1）評定項目　根據焊接方法、管材分組、焊材分組進行評定。另外，返修焊接還需模擬實際返修情況進行返修焊接的工藝評定。返修焊接采用與正式焊接相同的焊接方法和焊接材料，也需進行返修焊接的工藝評定。在國際管道工程中，部分監理公司要求進行一次返修焊接工藝評定和二次返修焊接工藝評定，而且全透和非全透的返修也要分別評定。

（2）評定試件數量　對于國內常用的鋼材（即有較成熟的應用經驗），試件數量能滿足取樣要求即可；但對國內開發的新鋼種或進口的新鋼種，應至少焊接兩組試件，以確保各參數的準確性。

4.3　焊接工藝規程的制定

焊接工藝規程分為通用性焊接工藝規程和專用性工藝規程，焊接工藝流程框圖見圖2-4-2。

4.3.1　通用性焊接工藝規程

通用性焊接工藝規程，是本單位（或本行業）通用性的焊接工藝文件，所有焊接工作均應遵守。它規范的是原則性的問題，一般不規定具體數據，有數據也是原則性的，一般給一個較大的范圍。

4.3.2　專用性焊接工藝規程

專用性焊接工藝規程，是對某一工程編制的專用性文件，一般來說只適用于某一工程。專用性焊接工藝規程要詳細規定焊接人員、焊接設備、焊接材料、坡口形式及尺寸、組裝質量、清理要求、預熱要求、焊接層數和焊接道數、層間清理、層間溫度、焊接電流、電弧電壓、送絲速度、焊接速度、干伸長度、氣體流量、焊槍擺動方式、擺動速度、擺動寬度、兩側停留時間、焊后保溫、后熱及對環境溫度、濕度和風速的要求等。

4.3.3　焊接工藝規程的內容

（1）執行標準　焊接工藝規程應列出規程中所執行的主要標準。

（2）材料　應包括對鋼材（母材）和焊接材料的詳細要求。

（3）焊接性試驗及焊接工藝評定　通用焊接工藝規程中應規定焊接性試驗及焊接工藝評定的執行標準、工藝評定項目、工藝評定試件數量、工藝評定流程、工藝評定試樣及各種報告的保存要求；專用焊接工藝規程，是在焊接性試驗和焊接工藝評定完成后編寫的，所以無焊接性試驗及焊接工藝評定的內容。

（4）焊工培訓及焊工考試　應規定焊工的培訓內容、考試項目和合格標準。

（5）坡口的加工與清理　應規定坡口是在管道廠加工還是現場加工、加工方法和加工要求，坡口及兩側的清理方法和清理要求。

（6）施焊環境　施焊環境的天氣情況、溫度、濕度和風速等。

（7）焊前預熱和層間溫度　應規定焊前預熱方法、預熱溫度、預熱寬度、加熱速度等，以及層間間隔時間和層間溫度的要求。

（8）焊接設備　應規定焊接設備的種類、特性、額定功率、對設備上各儀器儀表的要求和操作規程等。

（9）焊接　每一層焊道的焊接方法、焊接設備、操作方法、焊材型號規格、焊道厚度、焊道數量、詳細的焊接工藝參數和對層間清理的要求等。

（10）焊后保溫緩冷及后熱　對焊后保溫和后熱的要求，如鋼材強度等級、管壁厚度、保溫材料、保溫時間、后熱加熱方法、后熱溫度、后熱時間、后熱加熱范圍、測溫方法等。

（11）焊后清理　應規定清理方法和清理標準及清理時應注意的事項。

（12）外觀檢查　應規定外觀檢查方法和工具，外觀檢查合格標準。

（13）修磨和修補　外觀檢查不合格（裂紋、未熔合等嚴重缺陷除外），應進行修磨和修補，應規定修磨方法和修補方法及修磨和修補應注意的事項。

（14）焊縫標記　焊縫標記方法（鋼印、書寫或噴印），標記的編寫規則、字體、大小和標記位置等。

（15）無損檢測　無損檢測方法、無損檢測標準、無損檢測比例及合格等級。

（16）焊縫的返修　經無損檢測不合格或經外觀檢查缺陷的清除深度超過規定值，均屬焊縫的返修。返修焊接工藝應包括缺陷的定性、定位、編寫焊縫返修工藝、返修焊工資格、缺陷的清除方法、預熱、焊接工藝參數、返修后的檢查、檢測要求，保溫、后熱及返修的監督措施等。