结构钢管焊接钢管检验标准及规范PPT课件
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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：导管架与组块的立柱：
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API 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：
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API 2A-WSD
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API 2A-WSD
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API 2A-WSD
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API 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。
• 简介
API 2B是关于结构用钢管建造的规范,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。
• 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。
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 全第焊1透9页；/共筋79板页和 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。
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API 2A-WSD
• 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。
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 D1.1 2:API 2B 3: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
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） • AWS D1.1– Structure welding code-steel（钢结构焊接规范）
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API 2B
5：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± １％或±１／２in.（１２.７mm），两者取小值。
6：直线度：任意１０ft（３０５０mm)的管材上的直线度偏差不能大于１／８in. （３.2mm)，对于长度超过3050mm的，全长的直线度的误差不超过1/8in.x(总长度， ft)/10ft
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API 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 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。
• 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.
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简介
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简介
在接下来的几节里,我们将分别讨论以下的几个规范： • API 2B---Specification for the fabrication of structure steel pipe(结构
钢管制造规范) • API 2A(WSD)---Recommended practice for planning, designing and
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。
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API 2A-WSD
含碳量的计算： CE=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
• 焊接：
１：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。 ２：焊接工艺的限制：
• 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
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API 2B
5.24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 中的和Part E)或UT(参照AWS D1.1中 的和Part F)。对于纵焊缝，需要对每个纵缝做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%，也将不予接受，除非得到业主的同意，才可以进行返修。
• 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。
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API 2A-WSD
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API 2A-WSD
• 材料：
材料根据其强度等级和焊接性能可以分为以下的几组： GROUP Ⅰ: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 Ⅱ: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 Ⅲ：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：
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API 2B
6: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。
• 尺寸和误差
1：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０.２Ｔ（Ｔ为管材的壁厚）， 但不能超过６mm；对于局部的错皮达到９.５mm（３／８inch)的需要进行４：１ 的焊接过渡，错皮的长度不能超过８Ｔ。 2：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３ft(1050mm)（两者取小值）长度上不容许有两条环缝，在任意的１０ ft(3050mm)的长度上不容许有多于两条的环缝。
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ห้องสมุดไป่ตู้
API 2B
3：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。任意１ ０ft(3050mm)长度的公称长度偏差不能大于±１.５in（ ± ３８.１mm)。
４：椭圆度：对于壁厚不超过２in.(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１％或１／４in（６mm)。 对于壁厚大于２in.的管材不能超过１／８Ｔ（Ｔ为管材的厚度）。对于管径大于４８ in(1219mm)的管材，在保证周长误差不超过±１／４in(6.4mm)的前提下，椭圆度 不能超过１／２in.(１２.７mm)。
３：焊工： 现场的焊工需要进行根据相关的规范进行评定。 ４：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生缺陷。
如果焊接材料的强度在４０ksi以上或焊喉厚度在１／２in.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ＧＭＡＷ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ＧＭＡＷ的工艺局限于次要杆件的焊接以及封底焊道。
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API 2A-WSD
API 2A-WSD
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API 2A-WSD
• 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。
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API 2B
• 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。
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API 2A-WSD
• 简介
API 2A-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。
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：导管架与组块的立柱：
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API 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：
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API 2A-WSD
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API 2A-WSD
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API 2A-WSD
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API 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。
• 简介
API 2B是关于结构用钢管建造的规范,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。
• 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。
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 全第焊1透9页；/共筋79板页和 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。
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API 2A-WSD
• 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。
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 D1.1 2:API 2B 3: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
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） • AWS D1.1– Structure welding code-steel（钢结构焊接规范）
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API 2B
5：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± １％或±１／２in.（１２.７mm），两者取小值。
6：直线度：任意１０ft（３０５０mm)的管材上的直线度偏差不能大于１／８in. （３.2mm)，对于长度超过3050mm的，全长的直线度的误差不超过1/8in.x(总长度， ft)/10ft
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API 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 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。
• 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.
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简介
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简介
在接下来的几节里,我们将分别讨论以下的几个规范： • API 2B---Specification for the fabrication of structure steel pipe(结构
钢管制造规范) • API 2A(WSD)---Recommended practice for planning, designing and
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。
第12页/共79页
API 2A-WSD
含碳量的计算： CE=C+Mn/6+Ni/15+Cu/15+Cr/5+Mo/5+V/5
• 焊接：
１：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。 ２：焊接工艺的限制：
• 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
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API 2B
5.24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 中的和Part E)或UT(参照AWS D1.1中 的和Part F)。对于纵焊缝，需要对每个纵缝做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%，也将不予接受，除非得到业主的同意，才可以进行返修。
• 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。
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API 2A-WSD
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API 2A-WSD
• 材料：
材料根据其强度等级和焊接性能可以分为以下的几组： GROUP Ⅰ: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 Ⅱ: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 Ⅲ：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：
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API 2B
6: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。
• 尺寸和误差
1：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０.２Ｔ（Ｔ为管材的壁厚）， 但不能超过６mm；对于局部的错皮达到９.５mm（３／８inch)的需要进行４：１ 的焊接过渡，错皮的长度不能超过８Ｔ。 2：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３ft(1050mm)（两者取小值）长度上不容许有两条环缝，在任意的１０ ft(3050mm)的长度上不容许有多于两条的环缝。
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API 2B
3：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。任意１ ０ft(3050mm)长度的公称长度偏差不能大于±１.５in（ ± ３８.１mm)。
４：椭圆度：对于壁厚不超过２in.(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１％或１／４in（６mm)。 对于壁厚大于２in.的管材不能超过１／８Ｔ（Ｔ为管材的厚度）。对于管径大于４８ in(1219mm)的管材，在保证周长误差不超过±１／４in(6.4mm)的前提下，椭圆度 不能超过１／２in.(１２.７mm)。
３：焊工： 现场的焊工需要进行根据相关的规范进行评定。 ４：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生缺陷。
如果焊接材料的强度在４０ksi以上或焊喉厚度在１／２in.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ＧＭＡＷ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ＧＭＡＷ的工艺局限于次要杆件的焊接以及封底焊道。
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API 2A-WSD
API 2A-WSD
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API 2A-WSD
• 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。
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API 2B
• 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。
第9页/共79页
API 2A-WSD
• 简介
API 2A-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。