1、结构钢管焊接钢管结构钢管焊接钢管API2BAPI 2A AWS API2BAPI 2A AWS D 1.1D 1.1检验标准及规范检验标准及规范 简介简介在进行焊接检验的时候，我们会遇到很多的规范和标准。当然我们没有必要去死记这些规范和标准。但是我们应该在进行相关的检验工作前先熟悉这些标准.在我们的检验工作中,经常要用到的标准有：1:AWS D1.12:API 2B3:API 2A焊接检验员通常需要在业主的技术规格书的要求下来开展他的工作，通常在业主的规格书中列出了大量的标准和规范。我们来看看PL19-3的规格书 简介简介 简介简介在接下来的几节里,我们将分别讨论以下的几个规范：nAPI 2B
2、-Specification for the fabrication of structure steel pipe(结构钢管制造规范)nAPI 2A(WSD)-Recommended practice for planning,designing and constructing fixed offshore platforms-working stress design(海上固定平台规划、设计和建造的推荐做法工作应力设计）nAWS D1.1 Structure welding code-steel（钢结构焊接规范）API 2BAPI 2Bn简介简介 API 2B是关于结构用钢管建造的规范,
3、它覆盖了外径从14英寸到40英寸或更大的管径的近海结构用的钢管的建造。它不包含电阻焊管和螺旋管的建造。我们主要从以下几个方面并结合我们实际工程来讨论其中的一些要求。n材料材料用于卷管的材料必须要有材质证书,以便将来提供给采购方。在材质证书上通常会有以下的一些信息：炉号（HEAT No.)、批号（BATCH No.)、规格（Specification)、NDE 的检验结果、化学成分的分析（包括含碳量）、机械性能试验的结果、供货状态（热扎/冷扎/调质等）等。我们需要将有些信息转移到我们卷制的钢管上去。API 2BAPI 2B 需要提出的是，通常在业主的规格书中都有关于钢材含碳量（CE）的要求，我们
4、在进行材料确认时需要注意这些特殊要求。另外，对于比较主要的钢材，如用来做TKY节点的管节点的加厚段的管。大都有低温冲击/NDE的要求。n建造 管材的预制通常在我们的检验计划中有要求，通常检验计划中会列出以下的一些检查项:1:焊接程序和焊工资格的检查.2:材料的准备,包括了材料的确认和跟踪,坡口的制备.3:焊接材料和焊接设备的检查.4:焊接过程的控制（包括焊接参数的控制和焊接顺序的控制）.5:管材焊后外观的检查.API 2BAPI 2B6:NDT/NDE 的检查.7:返修的跟踪与检查.在这些检查项中，有一些是我们在检查时都会接触到的。上面的每项的内容都包含着许多的内容，在后面的讲述中将会有所涉及
5、。n尺寸和误差尺寸和误差1：错皮错皮：对于纵缝的错皮不能超过3mm(1/8inch)。对于环焊缝径向的错皮最大为3mm(1/8inch)；如果双面焊接的话，错皮最大为.（为管材的壁厚），但不能超过mm；对于局部的错皮达到.mm（inch)的需要进行：的焊接过渡，错皮的长度不能超过。2：间隔与错位间隔与错位：相邻的纵缝除非业主同意否则应该错开最少 90。在任意一个管径或ft(1050mm)（两者取小值）长度上不容许有两条环缝，在任意的ft(3050mm)的长度上不容许有多于两条的环缝。API 2BAPI 2B3：直径、长度与厚度直径、长度与厚度:管材的直径、长度和厚度应该按造业主的要求来建造。任
6、意ft(3050mm)长度的公称长度偏差不能大于.in（.mm)。：椭圆度椭圆度：对于壁厚不超过in.(50.4mm)的管，在管的某一长度上的任意一个平面的管直径的最大值与最小值的差不能大于管的公称直径的或in（mm)。对于壁厚大于in.的管材不能超过（为管材的厚度）。对于管径大于in(1219mm)的管材，在保证周长误差不超过in(6.4mm)的前提下，椭圆度不能超过in.(.mm)。5：周长周长：在管材长度上的任意一处的外周长与公称周长的偏差不能大于公称周长的 或in.（.mm），两者取小值。6：直线度直线度：任意ft（mm)的管材上的直线度偏差不能大于in.（.2mm)，对于长度超过30
7、50mm的，全长的直线度的误差不超过1/8in.x(总长度，ft)/10ftn检验与返修检验与返修外观检验：焊道的外观检验需要检查内侧与外侧，焊缝的成形要满足AWS D1.1 SECTION API 2BAPI 2B5.24的要求。通常我们的检验员会很好的检查钢管外侧焊道的外观，但是我们在实践中发现，大部分的缺陷发生在管的内侧，其中多为根部未焊透、根部未融合、烧穿、内凹、内部加强高过高、咬边、夹丝等。无损检验：对于钢管的环缝，需要做100%的RT（参照AWS D1.1 中的6.12.3和Part E)或UT(参照AWS D1.1中的6.13.3.1和Part F)。对于纵焊缝，需要对每个纵缝做
8、10%长度的抽检，其中抽检应该包括管端头，如果有特殊要求如SR3，则需要对纵锋进行100%的RT或UT。需要说明的是，对于管端头的抽检，如果在管的头发现了缺陷，应该对整个管长做无损检测。对于需要再加工的管端头（如需要切马鞍口），有的项目会要求对切过马鞍口的端头进行NDE检验。母材的返修：如果发现的不连续的深度不超过母材厚度的5%或1/16in.不需要进行处理；如果不连续超过了5%，但是没有超过7%的母材厚度或1/8in.，需要进行打磨过渡；如果超过了7%，但没有超过20%，可以采用焊接返修。返修的深度如果超过了厚度的20%将不予接受，同样，如果返修的宽度和长度超过了公称直径的20%，也将不予接
9、受，除非得到业主的同意，才可以进行返修。API 2BAPI 2Bn标记标记：按照API 2B建造的钢管需要进行必要的标记。包括厂家名称、公称直径、公称厚度等等。API 2A-WSDAPI 2A-WSD n简介简介API2A-WSD 作为固定式平台的设计、建造的推荐做法-工作应力设计，其中主要是针对设计、建造，我们摘取了一些与检验有关的章节来讲。nSECTION 4.3.1.C关于节点加厚段的设计：关于节点加厚段的设计：在我们通常的组块、导管架的图纸中，都会有关于节点加厚段的要求，其中都是参照本节的内容。API 2A-WSDAPI 2A-WSD API 2A-WSDAPI 2A-WSDn材料：材
10、料：材料根据其强度等级和焊接性能可以分为以下的几组：GROUP:钢材的最小屈服强度不超过40ksi(280MPa)，含碳量不高于0.40%，这部分材料可以用AWS D1.1中所描述的焊接工艺进行焊接。GROUP:钢材的最小屈服强度为40ksi(280MPa)到52ksi(360MPa)，含碳量高于 0.45%，这部分材料需要用低氢的焊接工艺。GROUP：钢材的最小屈服强度大于52ksi(360MPa),这些材料有一些特殊的要求：1：需要特殊的焊接工艺要求和可焊性的要求。2：高的工作应力引起的疲劳问题。3：与冲击韧性的要求相关的建造、检验程序。API 2A-WSDAPI 2A-WSD含碳量的计算
11、：CE=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5n焊接：焊接：焊接工艺评定将参照AWS D1.1的要求现场的所有的焊接必须要有相应的焊接工艺。：焊接工艺的限制：如果焊接材料的强度在ksi以上或焊喉厚度在in.以上。需要采用低氢工艺。对于需要外部气体来保护的焊接工艺在焊接时需要进行挡风。在用工艺之前，需要通过实验来证明该工艺能够性能和质量完好的焊道。通常短路过渡的的工艺局限于次要杆件的焊接以及封底焊道。API 2A-WSDAPI 2A-WSD：焊工：现场的焊工需要进行根据相关的规范进行评定。：焊接：所有的焊接需要有相应的焊接程序，并能满足相关的图纸和规格书的要求。焊接过程
12、中的电弧擦伤是焊接过程中经常碰到的问题，电弧擦伤只能在坡口上。通常电弧擦伤的地方需要进行必要的处理，我们一般会将该区域进行打磨，然后运用NDE的方法检查是否有裂纹产生。与主要结构相接的临时构件的焊接也需要采用与永久焊道相同的工艺。在我们现场经常会用到很多临时构件用于支撑、组对与吊装，在焊接的过程中我们也要采用相同的工艺来焊接。其工艺参数包括预热温度、电流、电压、焊接速度、摆动宽度等等都应与主要结构的焊接相同。焊接过程中要注意热输入的控制，热输入的大小对焊接质量有很大的影响。热输入越大，输入到焊接件的热量越多，焊缝的热影响区越宽，晶粒越粗大。硬度和冲击韧性都会下降。热输入太小，容易在焊接过程中产
13、生缺陷。API 2A-WSDAPI 2A-WSDn建造：建造：1：组装：管的拼接：管的拼接按照API 2B 中的要求来进行。如果管作为梁的话按梁的要求。梁的拼接：对于相同横截面的梁的拼接按照AWS D1.1要求全焊透，梁的用途将会影响到梁的拼接位置。任意两处拼接间距不得大于梁高的2倍或1m，两者中取小值。对于比较重要的区域，拼接将由设计者来确定。节点加厚段：为了防止拉筋交在节点加厚段的纵缝上，节点加厚段的纵缝通常要错开最少12inches或90度以上。管节点的焊接：所有的节点都将开坡口以便能够全焊透。如果只能从一面进行焊接，坡口的置备和焊接见下图。坡口将不需要钝边，根部的间隙如图所示。坡口的误
14、差为+5度，如果组对时坡口间隙太小，可以用碳弧气刨的方法来增大坡口，如果坡口的间隙过宽，那将需要通过长肉来修正。API 2A-WSDAPI 2A-WSD API 2A-WSDAPI 2A-WSD API 2A-WSDAPI 2A-WSD API 2A-WSDAPI 2A-WSD疲劳节点的焊接外观控制：对于图纸中认为是疲劳节点的接头来说，焊道的盖面需要有一个比较圆滑的过渡以达到右图的要求。为了保证焊缝的质量，我们需要用直径等于或大于支管壁厚的圆形工具来保证焊缝的表面圆滑度不能有0.04in.(1mm)的偏差。我们可以用很多方法来达到这种焊缝成形，也可以用打磨的方法，在我们用打磨的方法的时候，我们
15、要注意我们打磨的方向要与焊道的轴线垂直。焊缝的焊趾包括支管的焊趾和被交管的焊趾都需要做100%的MPI来保证没有表面和近表面的缺陷。板梁的预制与焊接：板梁的建造误差见AWS D1.1的要求除非在设计上对其有特殊的要求。如果需要用热调直和返修来修理那些超出误差范围的板梁，我们需要考虑因修理给母材带来的影响并需要有相关经业主批准过的程序。腹板与翼板的焊接可以用填角焊，焊道需要有一个凹的焊接成形并且从腹板到翼板有一个光滑的过渡。板梁的拼接、十字拼接接头都需要全焊透；翼板和加强翼板的连接也需要全焊透；筋板和腹板的连接将采用填角焊。焊道与热影响区的冲击韧性不能小于对母材的最小的韧性要求。API 2A-W
16、SDAPI 2A-WSD API 2A-WSDAPI 2A-WSDn建造误差：建造误差：1：导管架与组块的立柱：对于导管架和组块的任意一个平面，例如，导管架的顶部和组块的最下层相邻立柱的水平尺寸与理论尺寸偏差为10mm，在其他的甲板片上，相邻立柱的水平尺寸与理论偏差为13mm，在导管架的其他平面上，其偏差为19mm。对于每一层工作点的允许偏差，与上面的相同。导管架的立柱的垂直度不能超过10mm，任意3m内不能超过3mm。导管架立柱的上部的标高与图纸的误差不能超过13mm。导管架与组块的加厚段的两个端头与图纸上的位置偏差不能大于25mm，其他位置与图纸的偏差不能超过51mm。2：导管架与组块的立
17、柱：API 2A-WSDAPI 2A-WSD 所有在同一个水平面上的拉筋其垂直位置与图纸尺寸的偏差不能大于13mm。拉筋加厚段的位置与图纸的偏差不得大于25mm。所有其他拉筋的位置与理论位置偏差不大于13mm。3：甲板梁：甲板梁的中心线在梁的端头的位置与图纸位置不能相差13mm，在甲板梁的中心线上任意一点的与中心线的偏差在垂直方向上不能大于19mm，水平方向上不能大于13mm。甲板梁的安装必须保证其上翼缘板的水平或者达到应有的斜度，如果因为厂家的原因而导致的甲板梁的高度偏差和翼缘板不平如果在允许的范围内是可以接受的；另外，甲板梁在在安装时应保证其腹板是垂直的。因为焊接的原因而导致的甲板梁的变形
18、需要修正以达到要求。4：帽梁：帽梁的中心线在梁的端头的位置与图纸位置的偏差不能超过13mm，在帽梁的中心线上任意一点的与中心线的偏差在垂直方向上不能大于10mm，水平 API 2A-WSDAPI 2A-WSD方向上不能大于6mm。帽梁的安装必须保证其上翼缘板的水平，如果因为厂家的原因导致的水平误差需要在滑道梁和立柱间加锲块来保证滑道梁的水平度；滑道梁在在安装时应保证其腹板是垂直的。因为焊接的原因而导致的滑道梁的变形需要修正以达到要求。n临时附件临时附件:所有的用于结构上的临时附件,包括脚手架、建造和立片的支撑等，如果能不使用的话尽量不要用。当这些构件是必须的时，应满足下面的要求：临时附件的去除
19、不能用锤击和碳弧气刨。对于和节点加厚段包括导管加厚段、群桩加厚段、拉筋加厚段、拉筋STUB ENDS节点的加强环板相接的临时附件来说，需要用火焰切割的方法离母材表面3mm处切除，然后用打磨平。对于其他位置的临时附件，如果不是位于以上所列的那些位置的，需要在高于临时附件的位置切除（高度不超过6mm)，剩下的用密闭焊缝来完成。对于用来帮助导管、拉筋装配用的临时附件，需要打磨光滑。API 2A-WSDAPI 2A-WSDn检验：检验：质量控制（QC）、检验、实验是用来保证我们的产品要求达到了我们业主规格书的要求。通常我们会有一个专门的检验和实验计划（ITP），其中会列出我们的检查内容、检验依据及接受
20、标准等等。一般来说对于整个建造过程包括陆地建造、装船、海上安装都会涉及。当然，最主要的质量控制是在于阻止一个不合格品的产生，而不是等不合格品产生后再去检验。人员资质：参加检验的人员必须要有一定的资质包括学历、经验和实际操作。他们必须要有关于焊接工艺学、检验、识图、方面的知识，来保证他们在导管架与组块的建造中有能力去发现问题和解决问题。对于无损检验人员，需要针对不同的检验方法有不同的资格要求。建造检验：材料检验是建造检验的第一步。在这项检验中，我们要所用到的材料能够满足规格书的要求，我们需要根据原始的材质证书来确认我们的材料的炉号、批号、含 API 2A-WSDAPI 2A-WSD碳量、化学成分
21、、机械性能、NDE要求、材料的规格等是否满足我们的要求。建造检验包括了所有的建造内容。其中的主要项在我们的ITP中都会有描述，在这里我们不再一一讨论。焊接检验的目的是为了阻止焊接缺陷的产生。除了进行必要的外观检验外，我们还有很多检验项。我们需要检查我们现场的焊工是不是都具有资质，是不是在用批准过的焊接的程序。现场用的焊条是不是有正确的保温措施、焊条和焊剂有没有合理的储藏和回收等等。焊接检验的方法包括外观检验、RT、UT、PT、MT等等。对于每一种检验方法我们都需要有一种特殊的检验程序。如果大家有兴趣的话可以看看自己项目的检验程序。检验的比例我们大都是按照业主的规格书的要求来进行检验的，它是我们
22、做NDT图的基础之一。API 2A-WSD也列出了相应的最低的检验比例如下图。API 2A-WSDAPI 2A-WSD API 2A-WSDAPI 2A-WSD检验文件：在导管架与组块的建造当中，我们所有的与检验有关的数据包括焊接、建造、和安装等都必须要有所记录。这些记录包括了我们的组对、外观、油漆、喷砂、等等。除了这些外，我们的文件还应包括我们的NDT图纸、材质证书等等。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第一章：总论第一章：总论n总体要求总体要求:AWS D1.1-2019的内容包括了以下的章节:1：总体要求：这一节描述了本规范的基本的范围和限制。2：焊接连接的设计：这
23、一节描述了管节点、非管节点等的设计。3：免除评定：这一节描述了本规范中免除评定的要求。4：评定：这一节描述了焊接工艺评定和焊接人员（包括焊工、焊接操作工、和点焊工）评定的要求。5：建造：这一节描述了钢结构焊前的准备、装配和工艺等的要求。6：检验：这一节描述了检验人员的资格认证，焊接产品的接受标准，外观和NDT检验的标准程序。7：螺柱焊：这一节描述了螺柱焊接的一些要求。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第一章：总论第一章：总论8：现有结构物的补强和修理。n范围：范围：本规范不适用以下的范围：1：钢材的最小屈服强度大于100psi(690MPa)。2：钢材的厚度小于3mm。3
24、：压力容器和压力管线。4：母材不是碳钢和低合金钢的。对于不锈钢的焊接将应用AWS D1.6。n焊接符号：焊接符号：焊接符号将参考AWS A2.4焊接、钎焊和无损检测的符号。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第二章：焊接节点的设计第二章：焊接节点的设计n简介简介:本章描述了管节点和非管节点的设计的一些要求。共四部分：Part A:对管节点和非管节点的通用的要求。Part B:对静载或动载的非管节点的特殊要求。Part C:对动载的非管节点的特殊要求。Part D:对静载和动载的管节点的特殊要求。nPart A:通常我们在工作中会遇到很多的工程图纸，比如详细设计图纸（DETA
25、IL DESIGN DRAWINGS）和加工设计图纸（SHOP DESIGN DRAWINGS）。我们一般接触到的都是加工设计图纸，在加工设计图纸和文件中我们会知道关于整个结构的建造方案、装配方案、焊接顺序、焊接工艺和方法等等技术性的文件。如果设计工程师 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第二章：焊接节点的设计第二章：焊接节点的设计对于建造、检验等有特殊要求的话，需要通过相应的图纸和文件来标示。n焊缝尺寸和长度：图纸中应该标明有效焊缝的长度和尺寸。焊缝的有效长度为垂直于拉应力和压应力方向的长度。焊缝的尺寸：1：完全熔透的焊缝的有效焊缝为它们连接件的两个杆件中的较薄构件的厚
26、度，不用标明它们的尺寸。2：对于部分熔透的焊缝来说，需要标明坡口的深度（S）和焊缝尺寸（E）。3：对于填角焊来说，对于间断焊的填角焊，最小的焊接长度为38mm。如果填角焊的两个杆件的交角在80度和100度之间，标明填角焊的焊脚尺寸，其有效焊喉为接头根部至焊缝轮廓面的最短距离；如果交角在60度到80度和大于100度，需要通过AWS D1.1 的附录来计算填角焊的有效焊喉；对于交角在30度和60度之间,焊脚尺寸需要在有效焊喉的基础上加上Z向余量，Z向余量见表2.2；对于部分熔透坡口焊缝与填角焊的组合焊缝，其有效焊缝为接头根部到焊缝轮廓面的最短距离减去3mm。AWS D1.1-2019 AWS D1
27、.1-2019 第二章：焊接节点的设计第二章：焊接节点的设计 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第二章：焊接节点的设计第二章：焊接节点的设计 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第二章：焊接节点的设计第二章：焊接节点的设计n焊接符号：我们图纸中的焊接符号出自于下面的符号：AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第二章：焊接节点的设计第二章：焊接节点的设计n厚度过渡和宽度过渡对接接头的厚度和宽度过渡：对于两个厚度和宽度不等构件的对接接头并且需要有一个光滑过渡。其过渡的坡度不应超过1/2.5，需要将较厚件削斜，或堆焊形成斜面过渡。AWS D
28、1.1-2019 AWS D1.1-2019 第三章：第三章：WPSWPS免除评定免除评定n简介：简介：WPS的免除评定可以定义为可以免除本规范第四章的所要求的WPS的评定试验，只有满足本章中的所有条款的要求，WPS才能免除评定，不符合本章要求的WPS，需要按照第4章的试验进行评定。对于本章的内容，在舒伟的讲课中会有所介绍。n焊接方法：焊接方法：免除评定的焊接工艺：SMAW、SAW、GMAW（短路过渡的GMAW-S）和FCAW的WPS，如果符合第三章的所有条款，可以免除评定。规范认可的焊接方法：电渣焊（ESW）、电气立焊（EGW）、GTAW和短路过渡的GMAW-S的方法如果通过了第四章的评定试
29、验，可以应用。n母材母材/填充金属的组合：填充金属的组合：母材与填充金属的匹配关系见下表：AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第三章：第三章：WPSWPS免除评定免除评定 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第三章：第三章：WPSWPS免除评定免除评定n AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第三章：第三章：WPSWPS免除评定免除评定n预热温度和层间温度：预热温度和层间温度：足够的预热和层间温度将会减少裂纹的产生。表3.2将用来决定预热温度和层间温度，通常我们的WPS评定时的预热温度都是参照该表的。nWPS参数的限制：参数的限制：所有
30、免除评定的WPS应由制造厂或承包商编制而成，以下的焊接参数的改变如果超出了WPS的规定，应该编制新的WPS。1：安培（送丝速度）2：电压3：焊接速度4：保护气体流率评定合格的WPS与免除评定WPS可以组合使用而不必评定该组合体，但是应遵守 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第三章：第三章：WPSWPS免除评定免除评定适用于每一种焊接方法的基本变量的限定。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第三章：第三章：WPSWPS免除评定免除评定 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定n简介：简介：本章的评定包括焊接工艺（W
31、PS）评定和焊接人员的资质评定。nPart A:总体要求总体要求焊接工艺的评定：除了符合第三章中的免除评定的WPS外，焊接所用的WPS需要通过本章的评定试验。焊接人员的评定：对于采用SAW、SMAW、GMAW、GTAW、FCAW、ESW或EGW的焊接人员（包括焊工、自动焊工、定位焊工），需要通过适当的试验。有效期：对于焊工和自动焊工，按本规范所做的焊工和自动焊工的评定应视为无限期有效，但是在下述情况下失效：（1）该焊工或自动焊工停止其已获焊工资质评定的焊接方法6个月以上。（2）因为特殊原因对焊工的能力产生疑问的，比如返修率太高等。对于定位焊，如果焊工通过了C部分的考核，则认为其能在已评定的位置
32、无限期的进行定位焊操作。焊缝位置:按图4.1和4.2所示，所有焊缝应分类为：平焊缝（F），横焊缝（H），立焊缝（V）和仰焊缝（OH）。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定n试验装配位置如下：1：图4.3（板材坡口焊缝）2：图4.4（管材坡口焊缝）3：图4.5（板材角焊缝）4：图4.6（管材角焊缝）AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定 AWS D1
33、.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定nPart B：焊接工艺规程（：焊接工艺规程（WPS）：）：评定的产品的焊接位置:由WPS评定的产品的焊接位置应符合表4.1的要求:AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定n评定试验的类型：对于给定直径、厚度或者两者均给定的情况下，为评定WPS作的试验类型和数量参考表4.2（CJP），表4.3（PJP），表4.4（角焊缝）的规定。各种无损检测（NDT）和力学性能试验的要求有如下几种：1：外观检验（VT见4.8.1）2：NDT（见4.8.2）3：面弯、根弯和侧弯（见4.8.3.1）4：缩截
34、面断面实验（见4.8.3.4）5：全焊缝金属的拉伸（见4.8.3.6）6：宏观腐蚀（见4.8.4）nWPS的准备：制造商或承包商需要准备一份书面的WPS，其中应规定一些基本的参数，这些参数来自与工艺评定记录（PQR）。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定nWPS 评定 的试验方法和接受标准：WPS评定的试验方法在我们前面的舒伟的讲课中应该有所涉及，这里就不在讲了.n非管材连接的接头完全熔透（CJP）坡口焊缝非管材连接的接头完全熔透（CJP）坡口焊缝的WPS的评定要求，见表4.2，对于角接和T型接头，其试样应为对接接头，需要于结构中角接和T型接头相同的
35、坡口形式，但坡口的深度不超过25mm。n非管材连接的接头部分熔透（PJP）坡口焊缝试验试样的类型和数量：试验试样的类型和数量见表4.3，采用结构中所用的坡口形式和WPS一样，但坡口深度不需超过25mm。n管材和非管材的角焊缝的评定要求：评定角焊缝的试验试样的类型和数量见表4.4，AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定n管材连接接头完全熔透（CJP）的坡口焊缝：CJP坡口焊缝分为如下：1：用衬
36、垫或背部清根的CJP对接接头2：无衬垫仅从一面施焊的CJP对接接头3：用衬垫或背部清根的T、K和Y接头4：无衬垫仅从一面施焊的T、K和Y接头nPART C：被评定的产品的焊接位置：1：焊工：评定焊工所用的产品的焊接位置应参照表4.9。2：自动焊工：在平板上的1G和2G位置的评定也证明了在直径大于610的管材和被评定位置板材上的自动焊工合格。另外1G位置的评定也证明了1F和2F位置的合格 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定2G位置的评定也证明1G位置的坡口焊和1F、2F位置的角焊缝的合格。3：定位焊工：定位焊工应以需要定位焊接的每一种位置进行评定。被
37、评定的产品的厚度和直径：焊工和自动焊工：焊工和自动焊工评定产品的焊接厚度和直径范围应符合表4.10的规定。通过WPS评定进行焊工和自动焊工的评定：如果一个焊工或自动焊工因为焊接一块合格的用于WPS评定板材或管材而通过了其资质评定。评定试验的类型：评定试验试样的类型和数量见表4.10，其无损检测和机械性能试验的类型有：1：外观检验。2：面弯、根弯和侧弯3：宏观腐蚀。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定4：角焊缝破断。RT代替导向弯曲试验：除了GMAW-S焊接的接头外，可以对焊工和自动焊工的试板或试管进行射线检查来代替导向弯曲试验。基本参数：如果焊工和自
38、动焊工在资格评定时超出了表4.11的限定范围，需要重新评定。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第四章：评定第四章：评定 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造n简介：简介：按照本规范建造和安装的作业需参照本章的所有条款。n母材：母材：合同文本中应指定所用的母材的类别和规格，对于焊接中用到的引弧和熄弧板应为表3.1或附录M中的任何钢材。对于定位板，应该用于母材同样的材料。n焊材和焊条的要求：焊材和焊条的要求：1：焊条或焊丝焊接的证书。2：分类的适配性：
39、焊条的类别和尺寸，电弧长度、电压以及电流是否适用于材料厚度、坡口类型、焊接位置等等。3：保护气体：保护气体的露点温度在-40度或以下，如果要求，供应商应提供气体的证明书。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造4：焊材的储藏：从原包装中取出的焊材应予以保护和储藏，以便使其焊接性能不受影响。5：SMAW焊条：SMAW焊条应符合AWS A5.1的规定，所有低氢焊条在使用前需要在密闭的容器中或是需要烘焙。在打开密封箱后，需要存放在120度的烘箱中储存。焊条重新烘焙不能超过一次，潮湿的焊条不能使用。烘焙焊条：暴露在大气中的时间超过表5.1容许值的焊条应按照如下要
40、求：所有符合ANSI/AWS A5.1的低氢药皮焊条应在260度-430度烘焙至少2小时。所有符合ANSI/AWS A5.5的低氢药皮焊条应在370度-430度烘焙至少2小时。所有焊条应置于一个合适的烘箱中，其温度不超过它最终烘焙温度的一半，至少一个半小时后才能升到最终的烘焙温度，最终的烘焙时间由烘箱到达最终烘焙温度开始计时。SAW焊丝和焊剂：SAW的焊剂应干燥且未受污染，所有采购的焊剂应予包装，包装损坏的焊剂应废弃或在使用前在260度以上烘干1小时。打开包装后应立即使用，对于使用已打开包装的焊剂，最上面的一英寸的焊剂需要丢弃；潮湿的焊剂不能使用。没有熔化的焊剂可以回收使用，回收后应该添加一些
41、新的焊剂。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造nWPS参数：焊接参数需要与WPS中的要求相符。所有的焊工、自动焊工和定位焊工都应熟悉WPS中的要求来保证焊接的质量。预热和层间温度：母材应预热到WPS中规定的预热温度，对于两种母材的焊接，选择其中的较高的预热温度。焊接过程中应保持之一预热温度和层间温度，其范围为所有方向上的最厚母材的厚度值，但不小于75mm。n热输入：在焊接过程中我们要注意热输入。消除应力的热处理：当有要求时，需要进行焊后热处理。其要求如下：1：装炉时，炉温不超过315度2：在315度以上时，加热速率应以不大于每小时400F除以较厚部件
42、的最大厚度（英寸）所得值，任何情况下不大于200度/小时。在加温时，任何5m长度上的温差不大于140度；加温和降温的速率不小于55度每小时。保温温度在590-650度之间，根据焊缝 的厚度，保温的时间不得低于表5.2中的要求。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造3：在315以上温度进行冷却时，应该在封闭的炉中或冷却室中进行，冷却速率不大于260度除以焊件 厚度（英寸）每小时。任何情况下不大于260度/小时，在315度以下时，可以在空气中冷却。n焊接环境：焊接的最大风速不超过8公里/小时；焊接时的周围最低温度不低于-20度，焊接件不得暴露于雨、雪中；不
43、能有过高的风速。焊接人员不能在恶劣的情况下作业。n最小的填角焊尺寸：最小的填角焊的尺寸见表5.8所示。n母材的准备:母材的表面必须光滑、规则没有毛刺、撕裂、裂纹等与焊接质量与强度有不利影响的缺陷，待焊处和临近焊接的区域应没有锈、氧化皮 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造渣、潮气、油脂等等会妨碍焊接的异物。用钢丝刷刷不掉的氧化皮，薄防锈涂层。但下述情况除外；周期性载荷的主梁：翼缘板和腹板的焊接时需要清除轧制的氧化皮。n轧制引起的缺陷：肉眼能观察到的切割缺陷的允许限度和修理见表5.4的规定，表中的缺陷长度为材料切割表面上的目检缺陷的长度，而深度则是缺陷
44、从切割表面向材料内部延伸的距离。所有的焊接返修按照本规范进行。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造n对于切割面上的长度和深度超过25mm的缺陷，应用下面的方法来处理：1：在完成接头前，观察到如图5.1中的W、X、Y一类的缺陷时，应该用超声波测定其尺寸和形状。2：对于W、X或Y的缺陷，当其面积不超过切割材料面积的4%时为合格。但下面的情况除外:当沿着垂直于切割材料长度方向测量时，如果任意一个横截面上的单个或累积缺陷长度超过切割材料厚度的20%时，则用其超过20%的百分数从4%中扣除（例如如果缺陷为切割材料宽度30%，则允许缺陷的面积不能超过4%-(30
45、%-20%)x4%=3.6%)3：如果接头已发现Z类缺陷，其面积不超过上面的容许值，并且在切割的母材表面上测量时，离开焊缝表面等于和大于25mm，则该缺陷不需要返修；如果Z类缺陷离开焊缝面小于25mm，可以用铲凿等方法进行清除，然后用低氢焊条进行分段多层补焊，开始时的4层每层厚度不超过3mm。4：如果W、X、Y或Z类缺陷的面积超过第二条的范围，应该被拒收或替换。或者按工程师的意见返修。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造n接头准备：机加工、热切割等可以做接头 准备的加工。n热切割方法：电弧切割、气刨和氧气切割的方法均可用语材料的准备。外形的精确度：如
46、果采用热切割时，需要保证切割面的光滑和规则，如果可以的话加上机械的轨道来保证外形的精确。对于动载结构，只有在工程师的许可下才能进行手工切割。粗糙度的要求：在进行热切割时，要调整设备保证切割时不会切割到规定的线路内。对于材料的厚度小于100mm的 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造粗糙度不超过25um对于材料厚度在100mm到200mm的，粗糙度不超过50um。缺口限定：如果切割表面的粗糙度超过上面的限定，对于不超过5mm的缺陷，可以用机械加工和打磨的方法来去除，超过5mm的可以用打磨来修正，但公称横截面的面积不得减少2%，打磨和修正的表面与原表面形
47、成一个不大于1/10的坡度的过渡，切割面上不得有渣。经工程师的同意，热切割表面偶然的缺口可以用焊接的方法来修正。n凹角切割材料的凹角应有一个半径不小于25mm的过渡，凹角应圆滑并符合粗糙度的要求。n梁顶盖和过焊孔梁顶盖和过焊孔的需要过渡圆滑，无缺口符合粗糙度的要求。过焊孔的尺寸：所有用于便利焊接的过焊孔长度，从待焊件的焊趾处量起，不少于被开孔材料厚度的1.5倍。过焊孔的高度要能保证焊接作业的进行，并留有一定的 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造间隙来给焊接的引弧板，并
48、不得小于材料的厚度。除了用填角焊焊接翼板腹板形成的组合梁时，允许过焊孔垂直与翼板外，过焊孔需要圆滑过渡，不得有缺口和拐角，如图5.2 AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造n临时焊缝和定位焊缝：临时焊缝：临时焊缝应符合最终焊道同样的工艺要求。如果工程师要求的话，这些焊缝需要被去除并打磨平。对于周期性载荷的非管状节点，由调质钢制作的杆件的受拉区域应无临时焊缝，除非临时焊接在超过腹板高度的1/6。定位焊的一般要求：定位焊应符合最终焊道同样的工艺要求。以下的情况除外：1：对于将与后续焊道融合和与后面的SAW的焊道合为一体的定位焊不要求预热。2：如果后面用SA
49、W来焊接，定位焊的一些诸如咬边、未填满的弧坑和气孔将不需要清除。多层定位焊：多层定位焊应符合焊接程序的要求，并需要在端部形成阶梯状的过渡。n变形和收缩的控制程序和顺序：在组合构件的组装和连接时需要确定程序和顺序来保证变形和收缩最小。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造n接头的尺寸公差：1：角焊缝的装配：角焊缝装配时应该尽可能的靠近。根部间隙不应超过5mm，但是当矫正过的型材和板材不能满足上面的间隙要求时，在加衬垫的情况下最大的根部间隙可以到8mm。如果间隙超过2mm，相应的应该增加填角焊的焊脚尺寸。2：部分熔透的坡口焊缝：焊缝装配时应该尽可能的靠近。
50、根部间隙不应超过5mm，但是当矫正过的型材和板材不能满足上面的间隙要求时，在加衬垫的情况下最大的根部间隙可以到8mm。3：对接接头的对齐：对接接头在连接时注意两个部件的对齐，其偏差不得超过所连接的较薄构件厚度的10%并不得大于3mm，在修正时应该将错边处切一个12/300的过渡，错边的测量是根据部件的中心线来测量。环缝的对齐（管）：任意两个相邻的距离不得小于一倍的管径或1m，两者取小值。任意三米内不得有超过两个的环缝，除非得到业主的批准。AWS D1.1-2019 AWS D1.1-2019 第五章：建造第五章：建造焊接结构件的尺寸误差应满足规格书的要求和下面的要求。1：柱和梁的直线度：对于小
