两种石油管道焊接典型标准的焊工评定区别分析

许 威，李彦胜，尚用甲，权 利

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300452)

两种石油管道焊接典型标准的焊工评定区别分析

许 威，李彦胜，尚用甲，权 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两个标准是API1104(2007)和DNV-OS-F101(2007)。焊工的操作技能对于石油管线的安全至关重要，焊工资质评定是控制焊接质量的重要切入点。焊工资质评定包括重要变素、焊缝检验方法、评定范围三方面的内容，结合实际工作，对比分析了两个标准在焊工资质评定方面的差异。分析表明，评定标准在焊接方法、焊接位置的表示，接头型式，填充金属材料的分类，焊缝检验方法与验收标准，母材(包括规格尺寸)评定覆盖范围等存在着显著差异。掌握标准的要求有助于提高资质评定的有效性，保证项目施工的效率和质量。

海底管道；焊工资质评定；API1104；DNV-OS-F101；差异

0 前言

2010年中国海油实现了国内5 000万t油当量的目标，近十年国内石油新增产量的53%都来自中国海油，海洋石油将成为国家能源供应的重要支柱。海底管道是输送石油、天然气等介质到陆上的重要通道，焊工的操作技能水平是影响产品质量的一个重要因素[1]。选择有资质的符合标准要求的焊工进行管道焊接是质量控制的重要环节。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)标准，在此重点解析这两个标准在焊工资质评定方面的差异，提高材料的利用率，保证焊工评定资质的有效性，保证项目施工的效率和质量。

焊工资质评定是考核焊工用某种焊接工艺焊接某类材料得到质量良好焊缝的能力。因此评定标准主要从重要变素、焊缝检验方法、评定覆盖范围等方面进行规定。

1 重要变素

重要变素是指影响焊工熔覆优质焊缝金属能力的焊接条件，它如果发生改变则需要重新进行技能评定。

1.1 焊接方法

海底管道焊接中常用的焊接工艺在两个标准中的表示方法如表1所示，可以看出，尽管焊接工艺相同，但是在两个标准中的表示是不一致的。

表1 焊接工艺在两个标准中的表示方法Tab.1 Two ways of presentation on welding processes in two codes

根据焊接工艺的机械化程度，以上焊接方法分为手工焊、半自动焊、机械焊、自动焊。在API1104中，广泛意义的焊工评定分为三类：(1)手工焊和半自动焊焊工；(2)机械焊操作工；(3)自动焊(仅限于闪光对焊)操作工。在DNV标准中分为两类：(1)手工焊和半自动焊的焊工评定；(2)机械焊和自动焊的操作工评定，前者根据EN287-1标准①在进行焊工资质评定时，标准EN287-1纳入标准DNV-OS-F101 (2007)中。，后者根据ISO 14732进行评定。在此重点探讨手工焊和半自动焊的焊工评定。

1.2 焊接位置与方向

海底管道焊接中典型的焊接位置为水平固定位置和轴线倾斜45°位置，焊接方向有向上焊和向下焊，表2是两个标准对同一焊接位置不同的表示方法。可以看出，在EN287-1中焊接位置与焊接方向统称为工件位置，集成为位置符号，这是两个标准的显著区别之一。

表2 典型焊接位置在两个标准中的表示方法Tab.2 Two ways of presentation on typical welding positions in two codes

1.3 填充金属材料

API1104标准根据焊接方法和填充材料的强度级别等特性将填充金属材料分为9组，EN287-1标准根据焊接方法和填充材料的成分将填充金属材料分为15类。表3是填充金属材料在两个标准中的表示方法，API1104中未列出的第四组和第六组分别是埋弧焊与氧气焊的填充金属材料。可以看出，填充金属材料在两个标准中的分类差别是显著的。

下面就实施保安中对船舶硬件及标识的几点要求和其相关意义谈一下：（其中一、二、三、四项公约要求在2004年7月1日前完成；第五、六项2004年7月1日后第一次安全检验且在12月31日前按装和标识；第七项公约要求在2006年7月1日后第一次无线电检验前安装）。

1.4 母材材料

在API1104中，母材是非重要变素。在EN287-1中，根据母材的成分、热处理状态和性能，按ISO15608标准，将母材分成11类。

表3 填充金属材料在两个标准中的表示方法Tab.3 Two ways of presentation on welding consumables in two codes

1.5 母材规格

母材规格在两个标准中的表示方法如表4所示。可以看出，两个标准对母材规格的外径和厚度分组也不相同，尺寸差距很大，根据海管的实际尺寸，很少使用较小尺寸的管子，API1104标准划分的更加科学合理。从另一方面，EN287-1标准有助于提高降低焊工资质的评定范围。

表4 母材规格在两个标准中的表示方法Tab.4 Two ways of presentation on base metal dimensions in two codes

1.6 接头

在API1104中，接头型式和衬垫是重要变素。在EN287-1中，衬垫、单面焊、双面焊、单层、多层焊、左向焊和右向焊是重要变素。

2 检验方法

2.1 外观检验

两个标准均要求对焊接件进行外观检验。以焊缝外观均匀美观为评判依据。常见的外观缺欠主要有咬边、未焊透、焊缝余高过高、内凹等，两个标准对这些缺欠的认可范围如下：

(1)API1104标准。咬边深度为不超过0.8 mm和管子厚度的1／8两者中的较小值，在连续的300 mm焊缝长度中，长度不超过50 mm；未熔透长度不超过25 mm；焊缝余高小于等于1.6 mm；内凹深度小于等于1.6 mm。

(2)DNV-OS-F101标准评定焊工的外观检验同时还要满足ISO5817要求，咬边深度为不超过0.5 mm和管子厚度的1／20两者中的较小值；根部不允许未熔透；焊缝余高为不超过4 mm和管子厚度的1／5的较小值；内凹深度为不超过0.5 mm和管子厚度的1／20两者中的较小值。

2.2 机械性能检验

在两个标准中，对机械性能试验有明确的要求。一般情况下，均可以采用射线检验代替机械性能试验。在实际的焊工评定工作中也是这样进行的。但是在DNV标准中，对于容易产生未熔合缺陷的GMAW和FCAW工艺，需要做弯曲试验，这是两个标准在检验方面的显著差异之一。

2.3 无损试验

在API1104中，如果不做机械性能试验，则只需做射线检验。在DNV标准中，检查内部缺陷方法的射线检验和超声检验选择其一，检查表面缺陷的磁粉检验和渗透检验选择其一。这也是两个标准显著的区别之一。

3 覆盖范围

焊工评定覆盖范围与重要变素密切相关，是焊工从事焊接工作的范围界定。

3.1 焊接方法

两个标准都规定了每一种焊接方法只能评定相应的焊接方法，除了EN287中，135(S)与136(M)可以互相评定。

3.2 焊接位置与方向

焊接位置与方向两个标准评定范围是一致的。焊接方向不能互相评定；6G位置可以评定所有焊接位置的对接焊缝和角焊缝。

3.3 填充金属材料

填充金属材料与焊接方法密切相关。一种焊接方法对应一种类型填充材料。以下情况除外：

(1)在API1104中，焊条电弧焊的碱性焊条不能与其他焊条互相评定。

(2)在EN287-1中，对于焊条电弧焊，碱性焊条可以覆盖酸性焊条和金红石焊条，金红石焊条与纤维素焊条不能相互覆盖，也不能覆盖碱性焊条；对于熔化极气体保护焊、钨极氩弧焊，实心焊丝与金属粉末药芯焊丝相互覆盖；对于药芯气体保护焊，实心焊丝与金属粉末焊丝相互覆盖，碱性药芯覆盖所有焊芯的材料。

3.4 母材材料

在API1104中，母材评定范围没有要求。在EN287-1中，需要根据母材的组别确定评定的范围。一般来讲，对于海管常用管线碳钢，可以互相覆盖；Cr-Mo钢、不锈钢可以覆盖普通碳钢。

3.5 母材规格

母材规格评定范围是指导今后焊工工作的重要参数。API1104标准要求，只要外径和壁厚在同一组即可(见表4)。EN287-1要求则不同，根据母材厚度和外径的尺寸，给出了相应的厚度和外径评定范围；同时，对于角焊缝也有相应的母材厚度和评定范围，尤其需要注意的是，单采用两种或两种以上的焊接方法时，还要根据每种焊接方法熔覆金属的厚度，评定出相应的熔覆金属的覆盖范围。

3.6 接头

API1104规定没有衬垫可以评定有衬垫，坡口型式不能更改。EN287-1规定不带衬垫单面焊可以评定有衬垫单面焊和双面焊，有衬垫单面焊与双面焊互相评定，多层焊评定单层焊。

4 结论

两个标准在焊工资质评定方面差异明显，认真分析不同标准对资质评定的要求，把握好资质评定的要领内容，深刻领会标准的实质，规范焊工资质评定工作，严把工程项目施工的焊工资质，有利于从源头上保证海底管线焊接的质量安全，提高施工作业效率，降低成本，提高企业的竞争力。

[1]程晋宜，孙小磊.海洋工程6GR焊工培训新方法[J].电焊机，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

许 威(1979—)，女，辽宁沈阳人，工程师，博士，主要从事焊接可靠性的研究工作。