1. API STANDARD 1104 Welding of Pipelines and Related Facilities
Instructor: ircheng

2. CONTENTS GENERAL REFERENCED PUBLICATIONS DEFINITION OF TERMS
SPECIFICATIONS
QUALIFICATION OF WELDING PROCEDURES FOR WELDS
QUALIFICATION OF WELDERS

3. APPENDIX A ALTERNATIVE ACCEPTANCE STANDARDS FOR GIRTH WELDS
A.1 General
A.2 Additional Requirements for Stress Analysis
A.3 Welding Procedure
A.4 Qualification of Welders
A.5 Inspection and Acceptable Limits
A.6 Record
A.7 Example
A.8 Repairs
A.9 Nomenclature

4. APPENDIX B IN-SERVICE WELDING
B.1 General
B.2 Qualification of In-service Welding Procedures
B.3 In-service Welder Qualification
B.4 Suggested In-service Welding Practices
B.5 Inspection and Testing of In-service Welds
B.6 Standards of Acceptability: Nondestructive Testing (Including Visual)
B.7 Repair and Removal of Defects

5. بخش 1 عمومی

6. هدف
هدف :این استاندارد موارد جوشکاری گاز و قوس الکتریکی به صورت اتصال لب به لب ، گوشه ای ( سپری ) و جوش حفره ای Socket ) ) را برای لوله های فولاد کربنی و کم الیاژ مورد استفاده در تقویت فشار ، انتقال و توزیع نفت خام ، فراورده های نفتی و گاز را پوشش میدهد . جوشکاری را میتوان با هر کدام از فرایند های قوس الکتریکی با الکترود روپوش دار، زیر پودری، جوش قوس الكتريكي با گاز محافظ (الکترود تنگستن یا مصرف شدنی ) ،قوس الکتریکی با مغزی فلاکس، جوشکاری اکسی استیلن یا بوسیله ترکیبی از دو یا چند فرایند و با استفاده از روشهای دستی ، نیمه اتوماتیک و اتوماتیک یا ترکیب انها و همچنین در وضعیت های مختلف انجام داد .

7. تعاریف
1 – شرکت ( Company ) به شرکت کارفرما یا نما یند گی مهندس کارفرما اطلاق میشود . شرکت ممکن است در قالب یک بازرس یا نماینده مجاز عمل نماید .
2 - پیمانکار (Contractor ) شامل پیمانکار اولیه و هر پیمانکار دست دومی که در کاری که این استاندارد شامل ان میگردد ، مشغول بکار گردد میباشد .
3 – جوش (weld ) به جوش کامل که دو قسمت از لوله یا یک قسمت از لوله به اتصالا ت ( یا دو اتصالا ت ) را به هم پیوند میدهد اطلاق میگردد .
4 – روش جوشکاری تائید شده Qualified welding procedure روش ازمایش شده ای است که با جزئیات کامل ، كه جوش با خواص مکانیکی مناسب را تولید کند .
5 – جوشکار Welder شخصی که جوشکاری را انجام میدهد .

8. تعاریف
6 – جوشکار تائید شده Qualified welder جوشکاری است که قابلیت خود را در انجام جوش مناسب را اثبات کرده باشد .
7- پاس ریشه Root pass اولین پاس که دو قسمت لوله (یا اجزای لوله کشی ) را به هم متصل می نماید.
8 – موقعیت جوشکاری Welding positionجوشکاری در موقعیتی که لوله در ان ثابت نگه داشته میشود .
9 – جوشکاری دوار Roll welding جوشکاری که در ان لوله درحال چرخش بوده و جوشکاری در بالای لوله انجام میشود.

9. تعاریف
10 – عبارت Shall به معنای اجباری بودن و عبارت Should به معنای توصیه کردن بکار میرود .
11 – جوشکاری اتوماتیک Automatic welding جوش قوس الکتریکی با تجهیزات بدون کاربر یا تغذیه سیم جوش، حرکت دستگاه و پیشرفت کار جوشکاری ميباشد.
12 – جوش نیمه اتوماتیک Semi Automatic welding به جوشکاری قوس الکتریکی با تجهیزاتی که فقط سیم جوش را کنترل میکند و پیشرفت جوش توسط اپراتور کنترل میگردد اطلاق ميگردد.
13 – تعقر داخلی Internal concavity پاس جوشی که به نحوه مطلوب ذوب نشده و کاملا" در ضخامت جداره هر دو طرف پخ نفوذ کرده، اما مرکز ان پایین تر از سطوح دو طرف دیواره لوله است . اندازه تعقر عبارت است از فاصله عمودی بین سطح لوله در محور امتداد لوله و پایین ترین نقطه ان در سطح جوش .

10. انتشارات مرجع مشخصات فني ساخت لوله ها API spec 5L
ارزیابی پرسنل و تائیدیه در ازمایشا ت غیر مخرب : RP SNT – TC – 1 A ASNT
متد برای کنترل کیفی ازمایشات رادیوگرافی ASTM : E 142
اجرای ازمایشات التراسونیک ASTM E 164
اجرای ازمایشات بازرسی جوش با متد رنگ های نافذ ASTM E 165
اجرای ازمایشات جوش با ذرات مغناطیسی ASTM E 709
متد ازمایش برای کنترل کیفیت رادیوگرافی واستفاده از وایر (عیوب مصنوعی) ASTM E 747

11. انتشارات مرجع جوشکاری و ازمایش و تعاریف A 3.0 AWS
ميله هاي اهني و فولادي جوشكاري گاز AWS A 5.2
الكترود هاي پوشش دار اليا‍‍‍‍‍‍ژي AWS A 5.5
الكترود هاي كربن استيل و فلاكس جوش زير پودري AWS A5.17
مغزي كربن استيل براي جوشكاري گاز AWS A 5.18
الكترود كربن استيل براي فلاكس جوشكاري برق AWS A
فلز لايه از فولاد كم الياژ جوش گاز AWS A 5.28
متد هاي شكافتن ترك و ازمايشBSI

12. بخش 2 ارزیابی روش جوشکاری برای جوش ها
بخش 2 ارزیابی روش جوشکاری برای جوش ها

13. لوله و اتصالات
این استاندارد برای جوشکاری لوله و اتصالاتی که با دستور العمل های زیر مطابقت داشته باشند اعمال میشود .
1- استاندارد API 5L
2- استاندارد هاي قابل استفاده ASTM
این استاندارد همچنین برای موادی با خواص مکانیکی و شیمیایی که با یکی از استاندارد های ذکر شده مطابقت داشته باشد ویا بر اسا س این استاندارد ها ساخته شده باشد ، قابل اعمال است.

14. فلز پرکننده
تمامی فلزات پر کننده بایستی با یکی از مشخصات استاندارد های زیر مطابقت داشته باشند .
1- AWS A5.1
2- AWS A5.5
3- AWS A5.2
4 - AWS A 5.17
5- AWS A 5.18
6- AWS A5.20
7- AWS A5.28
8- AWS A 5.29

15. روش جوشکاری و تائید ان
قبل از شروع جوشکاری بایستی روش جوشکاری با جزئیات ان تهیه و تائید شود ،بنحوی که جوشها دارای خواص مکانیکی مناسبی (مانند مقاومت ، سختی و شکل پذیری و ...) با این روش شوند . کیفیت جوش بایستی توسط ازمایشات مخرب ارزیابی گردد . این روش تا زمانی که تغییری توسط متقاضی در ان صورت نگرفته است که در زمره تغییرات اساسی میباشند ، قابل استفاده ميباشد .

16. مشخصات روش جوشکاری فرایند (لوله و اتصالات ) جنس
گروه قطر لوله - گروه ضخامت
طرح اتصال
فلز جوش و تعداد پاس ها
مشخصات الکتریکی
مشخصا ت شعله
وضعیت

17. مشخصات روش جوشکاری جهت جوشکاری یا وضعیت چرخش لوله هنگام جوشكاري
زمان توقف بین پا س ها
نوع نگهدارنده لوله (جفت کن لوله)
تمیز کاری جوش انجام شده
پیش گرم و پس گرم
گاز محافظ و نرخ جریان
فلاکس یا پودر محافظ
تعیین سرعت حرکت جوشکاری

18. گروههایی که تغییر درآنها نیازمند P. Q
گروههایی که تغییر درآنها نیازمند P . Q . R جد ید میبا شد (براسا س قطر لوله ) :
I – قطر لوله تا "⅜ 2 (60.3 mm )
II – قطرلوله بین "⅜ 2 تا "¾ 12
III – قطر لوله بالاتر از "¾ 12

19. گروه هایی که براسا س ضخامت لوله تغییر در P . Q . R مورد نیاز میبا شد .
I – ضخامت های کمتر از 3/16اینچ 4/78میلیمتر
II – ضخامت های بین “3/4اینچ تا “3/16 19/ /78میلیمتر.
III – ضخامت های بالای “3/4اینچ 19/05میلیمتر

20. متغیر های ضروری
یک روش جوشکاری در صورتی که یکی از تغییرات زیر در روش اعمال گردد ، بایستی مجددا" بازنگری گردد. سایر تغییرات بجز آنهایی که در زیر اشا ره شده است بدون نیاز به کیفیت سنجی مجدد میتواند در روش جدید اعمال گردد .
تغییر در فرایند جوشکاری یا روش اعمالی ان
تغییر در جنس لوله
تغییر در طرح اتصال
تغییر در وضعیت
تغییر در ضخامت

21. متغیر های ضروری تغییر در مواد مصرفی جوشکاری
تغییر در مشخصات الکتریکی ازC A به DC و یا برعکس
تغییر در حداکثر زمان توقف بین پاسها
تغییر در جهت جوشکاری
تغییر در گاز محافظ
تغییر در پودر محافظ
تغییر در سرعت جوشکاری

23. ثبت نتایج
جزئیات هر روش تائید شده بایستی ثبت گردد . این شامل تمامی نتایج ازما یشا ت کیفیت روش جوشکاری میشود . فرم های مشابه نمونه 1و2 بایستی استفاده شود . این نتایج تا زمانی که از روش استفاده میشود بایستی نگهداری شوند .

24. Figure 1: Sample Procedure Specification Form

26. Figure 2: Sample Coupon Test Report

28. ازمايش جوش لب به لب آزمایش PQR
دو قطعه لوله بایستی با یکدیگر جفت شده و با تمام جزئیات روش ارائه شده جوشکاری شوند ، از قطعه جوشکاری شده نمونه تهیه شده و بر اسا س استاندارد بایستی تحت ازمایش قرار گیرند ، حداقل نمونه ها براسا س جدول شماره بایستی اماده ازمایش شوند .
برای تهیه نمونه های R . Q . P براسا س قطر لوله در گروه و براسا س ضخامت در 2 گروه عمل میشود ، نوع و تعداد نمونه های لازم در جدول امده است ، محل های نمونه گیری جهت ازمایش در شکل نشان داده شده است

29. Table 2—Type and Number of Test Specimens for Procedure Qualification Test

31. Figure 3—Location of Test Butt-weld Specimens for Procedure Qualification Test

33. گروه هایی که بایستی بر اسا س قطر لوله P.Q.R تهیه شود
لوله های با قطر کمتر از "⅜ 2 اینچ
لوله های با قطر "⅜ 2 اینچ تا قطر ½ 4 اینچ
لوله های با قطر ½ 4 اینچ تا قطر "¾ اینچ
لوله های با قطر ای"¾ 12 اينچ و بالاتر
درصورتیکه روشها شامل دو قطر متفاوت از دو گروه ذکر شده بالا باشد برای هر گروه بایستی یک روش ازمایش P . Q . R انجام گردد.

34. آزمایش کششی TENSILE – STRENGTH TEST
نمونه ها ازمايش با ابعاد "9 طول و عرض "1 مطابق شكل 4 ، تهيه و نمونه ها تحت ازمايش کشش قرار گرفته و میزان مقاومت کششی تا زمان پارگی نمونه اندازه گیری میگردد.

35. Figure 3—Location of Test Butt-weld Specimens for Procedure Qualification Test

37. آزمایش کششی
بررسی نتیجه : میزان مقاومت کششی جوش بایستی مساوی یا بیشتر از حداقل مقاومت کششی لوله باشد
اگر شکست در داخل قطعه فلز اصلی و خارج از جوش و منطقه متاثر از جوش (مثلا در داخل فلز پایه ) و حداقل مقاومت کششی نیز بدست امده باشد ، جوش براسا س روش ارائه شده مورد تائید میباشد .
اگر نمونه در داخل جوش تا منطقه نفوذ جوش شکسته شده و مقاومت کششی بدست امده مساوی یا بالاتر از مقاومت کششی حداقل مربوط به فلز پایه باشد جوش و روش مذکور مورد تائید است .
اگر نمونه ها در مقاومت کششی پایین تر از حداقل مقاومت کششی فلز پایه لوله شکسته شود ،جوش مورد قبول جدیدی تهیه شود.

38. ازمايش شكست برشي يا شكافي : NICK BREAK
نمونه ها ي اين ازمايش براساس استاندارد API 1104 و مطابق شكل ارائه شده در ضميمه تهيه ميشوند. نمونه ها بوسيله قرار گرفتن در دستگاه كشش از يك طرف و زدن ضربه چكش از طرف ديگر تحت ازمايش قرار مي گيرند .

39. ازمايش شكست برشي يا شكافي : NICK BREAK
بررسي نتايج :
سطح در معرض ديد هر نمونه بايستي نفوذ كامل جوش را نشان دهد و حداكثرابعاد حفره هاي گازي موجود در سطح نبايستي از “1/16 يا 1/59 ميليمتر تجاوز نمايد همچنين مجموع تمامي حفره هاي گازي نبايد از 2% مجموع سطح در معرض ديد تجاوز نمايد .
اندازه ناخالصي هاي سرباره نبايد از “1/32يا 0/79ميليمتر در عمق “1/8يا 3/17ميليمتر يا نصف ضخامت اسمي تجاوز نمايد (هر كدام از نظر طولي كوچكتر است).بين سرباره ها بايستي حداقل “1/2يا 12/7ميليمتر فاصله باشد.

40. Figure 5—Nick-break Test Specimen

42. ازمايش خمش ريشه و سطح ROOT – AND FACE – BEND TEST
نمونه ها در دستگاه مخصوص (جك) در جهت ريشه يا سطح خم ميشوند تا زماني كه نمونه به صورت U در ايد .
بررسي نتايج:
ازمايش خمش در صورتي كه هيچ ترك يا عيبي بزرگتر از “1/8 يا 3/17ميليمتر يا نصف ضخامت اسمي ( هر كدام كمتر است) در هيچ جهتي از جوش يا منطقه نفوذ جوش بعد از خمش ديده نشود قابل قبول ميباشد. (ترك هاي با طول كمتر از “1/4يا 6/35ميليمتر كه در گوشه هاي نمونه در ضمن تست بوجود ميايد نبايد مد نظر قرار گيرند ) .

43. Figure 6—Root- and Face-bend Test Specimen: Wall Thicknesses Less Than or Equal to in. (12.7 mm)

45. Figure 7—Side-bend Test Specimen: Wall Thicknesses Greater than 0
Figure 7—Side-bend Test Specimen: Wall Thicknesses Greater than in. (12.7 mm)

47. نتیجه
سطح در معرض ديد هر نمونه بايستي نفوذ كامل جوش را نشان دهد و حداكثرابعاد حفره هاي گازي موجود در سطح نبايستي از “1/16يا 1/59ميليمتر تجاوز نمايد همچنين مجموع تمامي حفره هاي گازي نبايد از 2% مجموع سطح در معرض ديد تجاوز نمايد . اندازه ناخالصي هاي سرباره نبايد از “1/32يا 0/79ميليمتر در عمق “1/8يا 3/17ميليمتر يا نصف ضخامت اسمي تجاوز نمايد (هر كدام از نظر طولي كوچكتر است).بين سرباره ها بايستي حداقل “1/2يا 12/7ميليمتر فاصله باشد.

48. بخش 3 تعیین صلاحیت جوشکاران
بخش 3 تعیین صلاحیت جوشکاران

49. ازمایش جوشکاران
هدف از ازمایش کیفی جوشکاران ارزیابی قابلیت جوشکاران برای انجام جوش سالمی است که قبلا روش جوشکاری تائید شده برای جوش لب به لب ویا گوشه ای تهیه شده است.قبل از شروع هرفرایندجوشکاری، بایستی جوشکاران بر اساس روشهای کاربردی زیر ارزیابی گردند .قبل از شروع ازمایش کیفیت ، جوشکار بایستی وقت کافی برای تنظیم تجهیزات جوشکاری را داشته باشد ، جوشکار بایستی از همان تکنیک و روش (با همان سرعت جوشکاری ) عمل نماید که در صورت قبولی در ازمایش ، در پروژه مجاز به اجرای ان است . ازمایش جوشکاران بایستی در حضور نماینده پیمانکار و کار فرما انجام پذیرد

50. ارزیابی کیفیت
جوشکاری که به طور موفقیت امیز ازمایش کیفیت را انجام میدهد در محدوده متغیر های اساسی تشریح شده زیر تائید میگردد .
تغییر از یک فرایند جوشکاری به فرایندی دیگر یا ترکیبی از فرایندهای جوشکاری .
تغییر در جهت جوشکاری از عمودی سربالا به عمودی سرازیر یا برعکس .
تغییر در کلاس طبقه بندی الکترود یا فلز پرکننده از گروه 1 یا 2 به گروه 3 یا از گروه 3 به گروه 1 یا 2 .

51. ارزیابی کیفیت تغییر در طرح اتصال ( پشتبند ، طرح V به طرح U )
تغییردر گروه قطری از یک گروه به گروه دیگر این گروه ها بر اسا س قطر خارجی بر حسب اینچ عبارتند از :
زیر قطر 2⅜ اینچ
از قطر 2⅜ اینچ تا 12¾ اینچ
قطر بالاتر از 12¾ اینچ
تغییر در ضخامت اسمی لوله از یک گروه به گروه های دیگر
کمتر از 3/16 " ضخامت .
از 3/16 " ضخامت تا ¾ اینچ
بالاتر از ¾ اینچ ضخامت
تغییر در وضعیتي که قبلا تائید شده است یا تغییر از چرخشی به ثابت و عمودی به افقی و بر عکس
تغییر در طرح اتصال ( پشتبند ، طرح V به طرح U )

52. بازرسي چشمي
جوش بايستي عاري از ترك ، داراي نفوذ كافي ، عاري از حفره هاي ناشي از سوختگي و ساير عيوب تعمير شده بوده و داراي ظاهر مناسب باشد . ميزان under cut شيار جانبي كناره جوش در پاس نهايي در سطح خارجي لوله نبايستي از " 1/32 يا 0/8 ميليمتر در عمق يا 12/5 %ضخامت لوله هركدام كمتر است تجاوز نمايد . همچنين مجموع انها نبايد از "2 يا 50 ميليمتر در طول "12 يا 300 ميليمتر از طول ممتد جوش بيشتر باشد .

53. بخش 4 طراحی وتناسب اتصال برای تولید جوشکاری
بخش 4 طراحی وتناسب اتصال برای تولید جوشکاری

54. همطرازي Alignmet
همطرازي لوله ها و اتصالات بايد بنحوي باشد كه ميزان بالا و پايين بودن سطح لوله ها به حد اقل برسد،براي لوله هايي كه ضخامت جداره انها مساوي هستند اختلاف سطوح بالايي وپاييني نبايد بيش از 1/16اينچ باشد. اختلاف بيشتر در سطوح بايد در كل محيط هر دو لوله تقسيم گردد ، از چكش كاري لوله ها به منظور همطرازي انها ، تا حد امكان اجتناب گردد.

55. شرایط جوی Weather conditions
هرگاه شرایط جوی از نظر روطوبت نسبی ، وجود با د های شنی ، بادهای شدید و امثال اینها ،نامساعد تشخیص داده شود عملیات جوشکاری باید متوقف گردد .در صورت امکان از چادر های ضد باد ، میتوان استفاده نمود . در مورد مناسب و یا نا مساعد بودن شرایط جوی نمایندگان کمپانی مربوطه صا حب نظر خواهند بود.

56. فاصله با زمین Clearance
در صورتیکه جوشکاری روی زمین صورت میگیرد فاصله محل جوش تا زمین نباید کمتر از 16 اینچ (406 میلیمتر )باشد در صورت انجام جوشکاری در کانال ، یا گودال ایجاد شده جهت جوشکاری ، باید به اندازه کافی جوشکاربتواند به محل اتصال دسترسی داشته باشد.

57. فلز پرکننده و لایه های تکمیلی جوش
تعداد لایه های جوش باید به اندازه ای باشد که جوش تکمیل شده دارای سطحی یکنواخت در پیرامون لوله باشد . در هیچ نقطه ای سطح گرده جوش پایین تر از سطح خارجی لوله و یا بیشتر از 1/16 اینچ بالاتر از سطح خارجی لوله نباشد. در صورت پیشنهاد یا تجویز کمپانی مربوطه باید بلافاصله پس از تکمیل لایه ریشه ای، لایه دوم نیز جوش داده شود و سپس لایه های تکمیلی توسط جوشکارهای تکمیل کننده انجام خواهد شد. دو لایه جوش نباید از یک نقطه شروع شود. عرض گرده یک جوش تکمیل شده باید تقریبا حدود 1/8 اینچ بیشتر از پهنای شکاف اصلی باشد ،سطح جوش تکمیل شده باید کاملا برس زده و تمیز شود.

58. بخش 5 بازرسی جوش ها

59. تعيين صلاحيت پرسنل بازرسي
پرسنل بازرسي جوش بايستي داراي تجربه كافي و اموزش لازم براي وظيفه بازرسي كه بايد انجام دهند بوده و تعيين صلاحيت گردند . مستند سازي اين تعيين صلاحيت ها بايستي توسط شركت حفظ شده و شامل ( نه محدود به ) موارد ذيل باشد. الف – تحصيلات و تجربه ب – اموزش ج – نتيجه هر ازمايش تعيين صلاحيت

60. گواهي پرسنل ازمايشات غير مخرب
پرسنل ازمايشات غير مخرب بايستي در تطابق با توصيه هاي ASNT بخش SNT-TC-1A براي روش تست مورد استفاده گواهي و تائيد شوند .
پرسنل ازمايشات غير مخرب سطح I و IIبايستي هر سه سا ل يكبار گواهي مجدد شوند .
پرسنل سطح III هر پنج سال بايستي تائيد مجدد شوند .

61. بخش 6 معیارپذیرش عیوب در آزمایشات غیرمخرب
بخش 6 معیارپذیرش عیوب در آزمایشات غیرمخرب

62. نفوذ ناکافی در ریشه جوش INADEQATE PENETRATION WELD ROOT

63. نفوذ ناکافی در ریشه جوش INADEQATE PENETRATION WELD ROOT
مجموع طولهایی از جوش که دارای چنین نقصی هستند نبایددر "12 اینچ جوش متوالي از "1 تجاوز نماید .هر گاه طول جوش از "12 اینچ کمتر باشد در این صورت مجموع طول جوش های ناقص (با نفوذ ناکافی )نباید از %8 کل جوش تجاوز کند.

64. نفوذ ناکافی در اثر بالا و پایینی جوش: INADEQATE PENETRATION DUE TO HIGH/LOW

65. نفوذ ناکافی در اثر بالا و پایینی جوش: INADEQATE PENETRATION DUE TO HIGH/LOW
در صورتیکه فلز جوش کاملا به پایین جداره لوله و یا اتصالات چسبیده باشد نمیتوان از نظر بالا پائین بودن جوش مورد ایراد قرار گیرد . هرگاه لبه پائینی یکی از جداره های محل اتصا ل کاملا پوشیده نشده یا به جوش نچسبیده باشد ( در صورتیکه کمتر از "2 اینچ در هر مورد و کمتر از "3 اینچ طول در "12 اینچ طول جوشکاری باشد ) مورد قبول این استاندارد قرار میگیرد.

66. Inadequate Cross Penetration

67. Inadequate Cross Penetration

68. ذوب ناقص : INCOMPLETE FUSION