API110420th(2007修订版)附录A..doc

附录A——环焊缝的附加验收标准 A.1 概述 第9 章的验收标准是以焊缝质量的经验判据为基础，把缺陷长度作为验收重点。这种验收标准多年来在管线施工中提供了良好的可靠性判据。断裂力学分析及合于使用原则的应用可以提供另一种验收标准，这种验收标准同时把缺陷高度和缺陷长度作为评估重点。合于使用原则要求进行工艺评定试验、应力分析及缺陷检测，一般情况下（但也不总是）该判据可以提供更宽松的许用缺陷尺寸。实行合于使用原则的基础是进行工程临界分析（engineering critical assessment）或ECA。 合于使用原则在本附录以往的版本中是进行最小值为0.005in和0.010in的CTOD韧性试验，并且独立于较高的断裂韧性值。经改善焊接材料和更精确的焊接工艺的使用，再加上机械化焊接设备越来越普及使现在的焊接能够得到更均匀，更高韧性和延展性的焊缝。于此同时，特别是通过比以版本更为严格的CTOD缺口试验，往往能够发现比0.005in更低的韧性值。当可接受的标准能适当的调节到较低的韧性值的时候焊缝低于0.005in韧性值也能够很好的执行。所以根据韧性值的测量和外加载荷相应的可接受标准也做了修改。 本标准包含了三种对平面缺陷接受标准的判别方式。这三种方式在应用中的复杂性是递增的，但是也提供了更宽泛的应用范围。方法1是最简单的方法。方法2需要更多的计算但是考虑到了材料韧性全面的利用，提供了更精确地判据。方法1和方法2已经成为独立的基本程序，但是这两种方法只限于A2.2.1所描述的轻微到中等的疲劳载荷。方法3用于疲劳载荷超过前两种放法限制的情况。方法3并不是规定的，他的兼容性也不如方法1和放法2好。方法3可能只有在需要的时候才运用，运用中需要计算者具有断裂力学和管线载荷分析的基础知识。本附录修订版的三种选择方法为缺陷检验判据和验收范围提供了一个更为全面方式。 因为破坏性试验需要考虑焊接程序的机械性能，选择第9章的缺陷标准作为个别特殊管线焊接评定的替代验收范围是不实际的。 本附录为不规则的尺寸（imperfection size）提供了一个范围更大的判别程序。本标准也不影响第9章验收标准的使用。业主有权选择是否使用本附录。 在本附录中“不规则接受范围”（imperfection acceptance size）或者其他包含不规则（imperfection）的属于并不是表示焊接的不完整或焊接条件不佳。所有的焊缝个别的特征可描述为不完整性、不连续性或裂纹，这些术语被广泛的接受并可以互换。本附录的目的是基于韧性分析的方法明确不同类型、尺寸和形状的缺陷对特殊服役情况下整个焊缝的影响。 本附录仅限于下列情况的使用：、 a.公称壁厚相同管件间的环焊缝。 b.对焊缝进行100%的无损检验 c.焊缝强度不低于匹配的抗拉强度，见A3.2.1 d.最大的轴向设计应力不大于规定的最小屈服强度（SMYS）。 e.最大的轴向设计应变不大于0.5% f.本附录不适用于冲、压状态下的焊缝（如主线路中的管件和阀门）及返修焊缝。 A.2 应力分析 A.2.1 轴向应力设计 使用本附录时必须进行应力分析以确定环焊缝在建造和操作过程中最大轴向设计应力。应力分析中应包括管道安装时的应力和运行和周围环境条件引发的应力。这些应力可能在不同的时间达到峰值。最大轴向设计应力是在管线的设计寿命中任何时间的全部轴向应力。 A.2.2 交变应力 A.2.2.1 分析 交变应力分析鄙俗包括预疲劳谱的确定，并通过预疲劳谱的到管线的设计寿命。疲劳谱包含但不限于因水压试验，操作和安装二产生的应力，还包括热、地震以及沉降应力等。疲劳谱有若干循环轴向应力等级和各自的循环计数组成。如果每次循环的应力值不同，可以采用一套计算方法（如rainflow 方法）确定交变应力等级及循环次数。 谱强度S*可以按下式计算： S* = N1 (Δσ1)3 +N2(Δσ2) 3+…Ni(Δσi) 3 + …+Nk(Δσk) 3 (A–1) 其中： S* —— 谱强度， Ni —— 第i等级交变应力的循环次数， △σi——交变应力幅度，千磅/英寸2， 下标k——交变应力等级的循环次数， 下标i——1 至k。 如果疲劳谱低于5X106，并且可以适用“steel in-air”裂纹增长曲线方法（BS 7910：1999 表4），可以使用方法1和方法2验收准则（A5.1.2和A5.1.3）并不需要更多的疲劳分析。如果疲劳谱超过5X106或“steel in-air”裂纹增长曲线方法不适用，选择方法1和方法2时需要进一步的应力分析或者选择方法3。 A.2.2.2 环境对疲劳的影响 影响焊接疲劳裂纹扩展的因素主要有应力集中、交变载荷、不连续尺寸和裂纹尖端的环境介质。污染介质、油和碳氢化合物含