許 威，李彥勝，尚用甲，權 利

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

兩種石油管道焊接典型標準的焊工評定區(qū)別分析

許 威，李彥勝，尚用甲，權 利

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

焊接海底管道常用的兩個標準是API1104(2007)和DNV-OS-F101(2007)。焊工的操作技能對于石油管線的安全至關重要，焊工資質評定是控制焊接質量的重要切入點。焊工資質評定包括重要變素、焊縫檢驗方法、評定范圍三方面的內容，結合實際工作，對比分析了兩個標準在焊工資質評定方面的差異。分析表明，評定標準在焊接方法、焊接位置的表示，接頭型式，填充金屬材料的分類，焊縫檢驗方法與驗收標準，母材(包括規(guī)格尺寸)評定覆蓋范圍等存在著顯著差異。掌握標準的要求有助于提高資質評定的有效性，保證項目施工的效率和質量。

海底管道；焊工資質評定；API1104；DNV-OS-F101；差異

0 前言

2010年中國海油實現(xiàn)了國內5 000萬t油當量的目標，近十年國內石油新增產量的53%都來自中國海油，海洋石油將成為國家能源供應的重要支柱。海底管道是輸送石油、天然氣等介質到陸上的重要通道，焊工的操作技能水平是影響產品質量的一個重要因素[1]。選擇有資質的符合標準要求的焊工進行管道焊接是質量控制的重要環(huán)節(jié)。目前，海洋石油工程股份有限公司焊接海底管道主要采用API1104(2007)和DNV-OS-F101(2007)標準，在此重點解析這兩個標準在焊工資質評定方面的差異，提高材料的利用率，保證焊工評定資質的有效性，保證項目施工的效率和質量。

焊工資質評定是考核焊工用某種焊接工藝焊接某類材料得到質量良好焊縫的能力。因此評定標準主要從重要變素、焊縫檢驗方法、評定覆蓋范圍等方面進行規(guī)定。

1 重要變素

重要變素是指影響焊工熔覆優(yōu)質焊縫金屬能力的焊接條件，它如果發(fā)生改變則需要重新進行技能評定。

1.1 焊接方法

海底管道焊接中常用的焊接工藝在兩個標準中的表示方法如表1所示，可以看出，盡管焊接工藝相同，但是在兩個標準中的表示是不一致的。

表1 焊接工藝在兩個標準中的表示方法Tab.1 Two ways of presentation on welding processes in two codes

根據焊接工藝的機械化程度，以上焊接方法分為手工焊、半自動焊、機械焊、自動焊。在API1104中，廣泛意義的焊工評定分為三類：(1)手工焊和半自動焊焊工；(2)機械焊操作工；(3)自動焊(僅限于閃光對焊)操作工。在DNV標準中分為兩類：(1)手工焊和半自動焊的焊工評定；(2)機械焊和自動焊的操作工評定，前者根據EN287-1標準①在進行焊工資質評定時，標準EN287-1納入標準DNV-OS-F101 (2007)中。，后者根據ISO 14732進行評定。在此重點探討手工焊和半自動焊的焊工評定。

1.2 焊接位置與方向

海底管道焊接中典型的焊接位置為水平固定位置和軸線傾斜45°位置，焊接方向有向上焊和向下焊，表2是兩個標準對同一焊接位置不同的表示方法?？梢钥闯觯贓N287-1中焊接位置與焊接方向統(tǒng)稱為工件位置，集成為位置符號，這是兩個標準的顯著區(qū)別之一。

表2 典型焊接位置在兩個標準中的表示方法Tab.2 Two ways of presentation on typical welding positions in two codes

1.3 填充金屬材料

API1104標準根據焊接方法和填充材料的強度級別等特性將填充金屬材料分為9組，EN287-1標準根據焊接方法和填充材料的成分將填充金屬材料分為15類。表3是填充金屬材料在兩個標準中的表示方法，API1104中未列出的第四組和第六組分別是埋弧焊與氧氣焊的填充金屬材料?？梢钥闯?，填充金屬材料在兩個標準中的分類差別是顯著的。

下面就實施保安中對船舶硬件及標識的幾點要求和其相關意義談一下：（其中一、二、三、四項公約要求在2004年7月1日前完成；第五、六項2004年7月1日后第一次安全檢驗且在12月31日前按裝和標識；第七項公約要求在2006年7月1日后第一次無線電檢驗前安裝）。

1.4 母材材料

在API1104中，母材是非重要變素。在EN287-1中，根據母材的成分、熱處理狀態(tài)和性能，按ISO15608標準，將母材分成11類。

表3 填充金屬材料在兩個標準中的表示方法Tab.3 Two ways of presentation on welding consumables in two codes

1.5 母材規(guī)格

母材規(guī)格在兩個標準中的表示方法如表4所示。可以看出，兩個標準對母材規(guī)格的外徑和厚度分組也不相同，尺寸差距很大，根據海管的實際尺寸，很少使用較小尺寸的管子，API1104標準劃分的更加科學合理。從另一方面，EN287-1標準有助于提高降低焊工資質的評定范圍。

表4 母材規(guī)格在兩個標準中的表示方法Tab.4 Two ways of presentation on base metal dimensions in two codes

1.6 接頭

在API1104中，接頭型式和襯墊是重要變素。在EN287-1中，襯墊、單面焊、雙面焊、單層、多層焊、左向焊和右向焊是重要變素。

2 檢驗方法

2.1 外觀檢驗

兩個標準均要求對焊接件進行外觀檢驗。以焊縫外觀均勻美觀為評判依據。常見的外觀缺欠主要有咬邊、未焊透、焊縫余高過高、內凹等，兩個標準對這些缺欠的認可范圍如下：

(1)API1104標準。咬邊深度為不超過0.8 mm和管子厚度的1／8兩者中的較小值，在連續(xù)的300 mm焊縫長度中，長度不超過50 mm；未熔透長度不超過25 mm；焊縫余高小于等于1.6 mm；內凹深度小于等于1.6 mm。

(2)DNV-OS-F101標準評定焊工的外觀檢驗同時還要滿足ISO5817要求，咬邊深度為不超過0.5 mm和管子厚度的1／20兩者中的較小值；根部不允許未熔透；焊縫余高為不超過4 mm和管子厚度的1／5的較小值；內凹深度為不超過0.5 mm和管子厚度的1／20兩者中的較小值。

2.2 機械性能檢驗

在兩個標準中，對機械性能試驗有明確的要求。一般情況下，均可以采用射線檢驗代替機械性能試驗。在實際的焊工評定工作中也是這樣進行的。但是在DNV標準中，對于容易產生未熔合缺陷的GMAW和FCAW工藝，需要做彎曲試驗，這是兩個標準在檢驗方面的顯著差異之一。

2.3 無損試驗

在API1104中，如果不做機械性能試驗，則只需做射線檢驗。在DNV標準中，檢查內部缺陷方法的射線檢驗和超聲檢驗選擇其一，檢查表面缺陷的磁粉檢驗和滲透檢驗選擇其一。這也是兩個標準顯著的區(qū)別之一。

3 覆蓋范圍

焊工評定覆蓋范圍與重要變素密切相關，是焊工從事焊接工作的范圍界定。

3.1 焊接方法

兩個標準都規(guī)定了每一種焊接方法只能評定相應的焊接方法，除了EN287中，135(S)與136(M)可以互相評定。

3.2 焊接位置與方向

焊接位置與方向兩個標準評定范圍是一致的。焊接方向不能互相評定；6G位置可以評定所有焊接位置的對接焊縫和角焊縫。

3.3 填充金屬材料

填充金屬材料與焊接方法密切相關。一種焊接方法對應一種類型填充材料。以下情況除外：

(1)在API1104中，焊條電弧焊的堿性焊條不能與其他焊條互相評定。

(2)在EN287-1中，對于焊條電弧焊，堿性焊條可以覆蓋酸性焊條和金紅石焊條，金紅石焊條與纖維素焊條不能相互覆蓋，也不能覆蓋堿性焊條；對于熔化極氣體保護焊、鎢極氬弧焊，實心焊絲與金屬粉末藥芯焊絲相互覆蓋；對于藥芯氣體保護焊，實心焊絲與金屬粉末焊絲相互覆蓋，堿性藥芯覆蓋所有焊芯的材料。

3.4 母材材料

在API1104中，母材評定范圍沒有要求。在EN287-1中，需要根據母材的組別確定評定的范圍。一般來講，對于海管常用管線碳鋼，可以互相覆蓋；Cr-Mo鋼、不銹鋼可以覆蓋普通碳鋼。

3.5 母材規(guī)格

母材規(guī)格評定范圍是指導今后焊工工作的重要參數(shù)。API1104標準要求，只要外徑和壁厚在同一組即可(見表4)。EN287-1要求則不同，根據母材厚度和外徑的尺寸，給出了相應的厚度和外徑評定范圍；同時，對于角焊縫也有相應的母材厚度和評定范圍，尤其需要注意的是，單采用兩種或兩種以上的焊接方法時，還要根據每種焊接方法熔覆金屬的厚度，評定出相應的熔覆金屬的覆蓋范圍。

3.6 接頭

API1104規(guī)定沒有襯墊可以評定有襯墊，坡口型式不能更改。EN287-1規(guī)定不帶襯墊單面焊可以評定有襯墊單面焊和雙面焊，有襯墊單面焊與雙面焊互相評定，多層焊評定單層焊。

4 結論

兩個標準在焊工資質評定方面差異明顯，認真分析不同標準對資質評定的要求，把握好資質評定的要領內容，深刻領會標準的實質，規(guī)范焊工資質評定工作，嚴把工程項目施工的焊工資質，有利于從源頭上保證海底管線焊接的質量安全，提高施工作業(yè)效率，降低成本，提高企業(yè)的競爭力。

[1]程晉宜，孫小磊.海洋工程6GR焊工培訓新方法[J].電焊機，2011，41(1)：95-97.

Different analysis of welder qualification test on two typical codes in submarine pipelines welding

XU Wei，LI Yan-sheng，SHANG Yong-jia，QUAN Li
(Offshore Oil Engineering Co.，Tianjin 300452，China)

API 1104(2007)and DNV-os-f-101(2007)are applied to the welding of submarine pipeline.The welder performance is important to assure the pipelines safety.And the welder qualification is the key to quality control.The welder performance qualification includes three aspects such as essential variables，test examination and range of qualification.From a practical view，this paper mainly focuses on the discrepancies by adopting a contrastive analysis method.According to analysis，there are significant differences in welding processes，welding positions，joint design，welding consumables，methods of tests and acceptance criteria.The welder qualification accuracy can be improved and the pipelines welding quality and efficiency guaranteed.

submarine pipeline；welder qualification；API1104；DNV-OS-F101；discrepancies

T-65

B

1001-2303(2012)04-0087-03

2011-12-18

許 威(1979—)，女，遼寧沈陽人，工程師，博士，主要從事焊接可靠性的研究工作。