《無損檢測 超聲檢測 井口和采油樹產(chǎn)品堆焊層超聲波檢測方法-編制說明》

一、標(biāo)準(zhǔn)編制說明內(nèi)容

1、工作簡要過程，來源、主要參加單位和工作組成員等

堆焊層與基體金屬的結(jié)合是冶金結(jié)合，結(jié)合強度高，抗沖擊性能好。堆焊層金屬的成分

和性能調(diào)整方便，一般常用的焊條電弧焊堆焊焊條或藥芯焊條調(diào)節(jié)配方很方便，可以設(shè)計出

各種合金體系，以適應(yīng)不同的工況要求。堆焊層厚度大，一般堆焊層厚度可在2～30mm內(nèi)

調(diào)節(jié)，更適合于嚴(yán)重磨損的工況。

國內(nèi)外制造業(yè)對堆焊技術(shù)的發(fā)展十分重視，IIW以及各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的相關(guān)學(xué)術(shù)機構(gòu)均

設(shè)置了專門委員會，以協(xié)調(diào)和促進(jìn)堆焊技術(shù)的發(fā)展。堆焊技術(shù)在我國起源于20世紀(jì)50年

代末，幾乎與焊接技術(shù)同步發(fā)展。發(fā)展初期主要用于修復(fù)領(lǐng)域，即恢復(fù)零件的形狀尺寸，60

年代已經(jīng)將恢復(fù)形狀尺寸與強化表面及表面改性相結(jié)合。堆焊技術(shù)在我國歷經(jīng)近60年的風(fēng)

雨歷程，不僅是延長材料或零件服役壽命的工藝方法，而且成為先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。

2018年12月17日由工信部批復(fù)的《工業(yè)和信息化部關(guān)于水下油氣生產(chǎn)系統(tǒng)工程化示

范應(yīng)用創(chuàng)新專項立項的批復(fù)》（工信部裝函〔2018〕472號），同意“水下油氣生產(chǎn)系統(tǒng)工程

化示范應(yīng)用創(chuàng)新專項”項目立項。針對10000psi級水下油氣項目開采需求，實現(xiàn)水下采油

樹及其配套安裝工具的國產(chǎn)化研制與工程應(yīng)用。南京迪威爾公司通過水下采油樹防腐堆焊技

術(shù)研究，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)為堆焊技術(shù)分別涉及到鋼鐵、冶金、石化、裝備制造、電子信息、工

程安裝、無損檢測、通訊、化工、機電等領(lǐng)域。該項目的實施，不僅可以促進(jìn)我國海洋裝備

產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時對我國機械設(shè)備制造業(yè)及冶金、材料生產(chǎn)的發(fā)展也具有十分重要的推動作

用，對促進(jìn)相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，擴大社會就業(yè)，產(chǎn)生積極的影響。

主要參加單位和工作組成員有：南京迪威爾高端制造股份有限公司，陳昌華、張利、劉

曉磊、張聞騁；中海石油（中國）有限公司湛江分公司，黃熠、王爾鈞、張崇、任冠龍；重

慶前衛(wèi)科技集團(tuán)有限公司，李榮、田貴七；中國特種設(shè)備檢測研究院，鄭陽、張君嬌；山東

瑞祥模具有限公司（山東濟(jì)寧模具廠），魏忠瑞、馬建民；鋼研納克檢測技術(shù)股份有限公司，

范弘、張建衛(wèi)。

2、標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況及制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

1）標(biāo)準(zhǔn)化對象簡要情況

1

（1）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

①產(chǎn)品主要品種、產(chǎn)量及生產(chǎn)廠家

目前，世界上已有近110個海洋工程項目投產(chǎn)，而且世界各大石

油公司在深海領(lǐng)域的投資不斷增加，每年增長幅度達(dá)16%。近年全球海上

石油開采的年度投資已超過3600億美元，其中，工程裝備的投資達(dá)到900

億美元。水下生產(chǎn)系統(tǒng)占整個工程裝備的23%左右，約207億美元。其中

水下井采油樹年需求在100億美元。

水下采油樹產(chǎn)品質(zhì)量及其控制系統(tǒng)作為高技術(shù)、高附加值的石油

工程裝備，從設(shè)計到建造的過程，分別涉及到鋼鐵、冶金、石化、裝備制

造、電子信息、工程安裝、無損檢測、通訊、化工、機電等領(lǐng)域，該項目

的實施，不僅可以促進(jìn)我國海洋裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對我國機械設(shè)備制造業(yè)

及冶金、材料生產(chǎn)的發(fā)展也具有十分重要的推動作用，對促進(jìn)相關(guān)技術(shù)和

產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，擴大社會就業(yè)，產(chǎn)生積極的影響。

②產(chǎn)品主要用途及質(zhì)量情況

本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)這些國際規(guī)范對基材和耐腐蝕合金堆焊之間交界面熔接的部分

作相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合我國產(chǎn)品堆焊層制造和使用的實際情況制定。在符合工業(yè)生

產(chǎn)適用性的前提下，盡量降低各項要求、簡化方法過程，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本

的目的。針對高風(fēng)險部件或技術(shù)，針對性的加強堆焊產(chǎn)品無損檢測質(zhì)量，提高系

統(tǒng)整體可靠性，將對堆焊產(chǎn)品工作運行起到了保護(hù)的作用。

國內(nèi)典型海上油氣田水下采油樹幾乎全部采用國外供貨商的成熟產(chǎn)品，

TFMC、OneSubsea、Vectogray、Aker、QUIP等5家國外公司在水下采油樹廠家

處于壟斷地位。如：流花11-1油田、惠州32-5油田、陸豐22-1油田、崖城13-4

氣田、荔灣3-1氣田、番禺35-1-2氣田及文昌10-3氣田等均為國外公司投產(chǎn)建

設(shè)。

水下井口和采油樹產(chǎn)品堆焊層無損探傷方法，在國內(nèi)一直沒有標(biāo)準(zhǔn)可參考，

而國外標(biāo)準(zhǔn)已形成多年。如何確定閥體內(nèi)孔堆焊質(zhì)量，成為無損檢測領(lǐng)域重大難

題。

2）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

（1）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)或理由

C3H井位于東方1-1氣田東南區(qū)，該氣田位于南海北部灣鶯歌海海域，

距離東方1-1D平臺6.9km，水深74米。南京迪威爾公司通過水下采油樹

本體材料基礎(chǔ)研究、水下采油樹防腐堆焊技術(shù)研究、水下采油樹防腐涂

層優(yōu)化技術(shù)研究，制造出采油樹本體鍛件，并進(jìn)行采油樹防腐堆焊和防

腐涂層工作，因此如何確保海下采油鍛件產(chǎn)品質(zhì)量，解決內(nèi)孔堆焊材料

的檢測方法，無損檢測作用就顯得非常重要。

2

堆焊技術(shù)在我國應(yīng)用遍及基礎(chǔ)工業(yè)諸領(lǐng)域。我國在堆焊基礎(chǔ)理論的研究方面與國外工業(yè)

發(fā)達(dá)國家相比并不遜色，但堆焊材料的開發(fā)、堆焊設(shè)備的自動化和無損檢測水平、精密高效

堆焊技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用、計算機技術(shù)及模擬仿真技術(shù)在堆焊技術(shù)中的應(yīng)用水平等方面與國外存

在一定差距，研究開發(fā)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、靈活、清潔的先進(jìn)堆焊技術(shù)，并將其廣泛應(yīng)用于

先進(jìn)制造業(yè)當(dāng)是我國堆焊同仁肩負(fù)的歷史使命。

3

（2）制修訂標(biāo)準(zhǔn)的原則

遵循“面向市場、服務(wù)產(chǎn)業(yè)、自主制定、適時推出、及時修訂、不斷完善”的標(biāo)準(zhǔn)編制

原則，并與技術(shù)創(chuàng)新、試驗驗證、產(chǎn)業(yè)推進(jìn)、應(yīng)用推廣相結(jié)合，統(tǒng)籌推進(jìn)。

在確定本標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容時，綜合考慮生產(chǎn)企業(yè)的使用習(xí)慣和用戶的利益，尋求最大的經(jīng)

濟(jì)、社會效益，充分體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)在技術(shù)上的先進(jìn)性和技術(shù)上的合理性。

本標(biāo)準(zhǔn)的起草宗旨：在符合適用性的前提下，盡量降低標(biāo)準(zhǔn)的各項要求、簡化方法過程，

從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。

本標(biāo)準(zhǔn)在結(jié)構(gòu)編寫和內(nèi)容編排等方面依據(jù)GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)

準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫》進(jìn)行編寫。

本課題集中了科研院所、制造廠商、最終用戶等多方優(yōu)勢，組成創(chuàng)新能力強、知識結(jié)構(gòu)

合理的技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊，利用產(chǎn)、研、用技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊的優(yōu)勢，可保障本課題的順利進(jìn)行。

目前，卡麥龍X-008067《堆焊體積性和熔接線完整性超聲波檢驗方法》規(guī)范，F(xiàn)MC公司

Q02311-S《焊縫金屬耐腐蝕合金堆焊超聲波檢測》規(guī)范，GE公司VGS7.0006.1.6《F6NM焊

接程序》和VGS7.0003.6.2《8630堆焊規(guī)范》規(guī)范，以及阿美X-349674（阿美卡麥龍單位

及焊接次級承包商清單）規(guī)范，都對閥體堆焊產(chǎn)品采取超聲波檢測，而FMC公司Q01113《焊

層厚度測量》規(guī)范也要求采用無損檢測進(jìn)行測厚，查驗最新客戶質(zhì)量計劃也要求井口閥體產(chǎn)

品堆焊必須采取超聲波探傷。因此研究閥體內(nèi)孔堆焊超聲波探傷方法標(biāo)準(zhǔn)，如何填補國內(nèi)空

白，是南京迪威爾公司多年與國外采油大公司開展深海產(chǎn)品制造的一次好的機遇，這也是我

公司在國內(nèi)的深海產(chǎn)品制造、質(zhì)量控制的強有力的優(yōu)勢。

水下井口和采油樹產(chǎn)品堆焊層超聲波探傷方法，在國內(nèi)一直沒有標(biāo)準(zhǔn)可參考，而國外標(biāo)

準(zhǔn)已形成多年。如何確定閥體內(nèi)孔堆焊質(zhì)量，成為無損檢測領(lǐng)域重大難題。

4

3、采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的項目

本標(biāo)準(zhǔn)為自主起草。國內(nèi)尚未有類似的標(biāo)準(zhǔn)，國外已有類似的標(biāo)準(zhǔn)，故本標(biāo)準(zhǔn)采用國際

規(guī)范或國外先進(jìn)技術(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)水平為國際先進(jìn)水平。

4、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容（包括牌號、成分、性能指標(biāo)、型號、各種參數(shù)、

公式、試驗方法、檢驗規(guī)則等）確定的論據(jù)（包括試驗、驗證、統(tǒng)

計數(shù)據(jù)等），修訂標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)列有新舊標(biāo)準(zhǔn)的對比分析。

為了配合《水下采油樹及其配套工具工程化技術(shù)研究》設(shè)施，根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的無損檢測

技術(shù)要求，必須確保內(nèi)孔堆焊產(chǎn)品的質(zhì)量，我們已經(jīng)建立了內(nèi)孔堆焊無損檢測方法和技術(shù)。

在新加坡卡麥龍、FMC和GE等工廠均有內(nèi)孔堆焊產(chǎn)品的水浸式超聲波探傷系統(tǒng)。

客戶規(guī)范大多采用水浸式自動化超聲波探傷，并且在內(nèi)孔內(nèi)部進(jìn)行超聲檢測。超聲檢測

靈敏度調(diào)試方法：基材與堆焊結(jié)合層采用FBH3.2mm，堆焊內(nèi)部質(zhì)量采用FBH3.2mm；基材與堆

焊的熱影響區(qū)在ID表面掃查采用SDH1.6mm，在OD表面掃查采用SDH3.2mm。

?本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水下井口和采油樹產(chǎn)品堆焊層超聲波探傷方法，適用于母材表面大面

積耐腐蝕堆焊層超聲波探傷，包括熔敷層中堆焊缺陷和熔敷層與母材熔合狀況的檢

驗。

?本標(biāo)準(zhǔn)適用于內(nèi)徑大于50mm的水下井口和采油樹產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、修復(fù)和安裝，

對水下井口和采油樹產(chǎn)品的手工或自動檢測。

?本標(biāo)準(zhǔn)的實施主體為海下油氣田開采的產(chǎn)品等

?本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后，有利于把握水下井口和采油樹產(chǎn)品質(zhì)量，將會給中國帶來良好的社

會效益和一定的經(jīng)濟(jì)效益。

5、主要試驗（或驗證）結(jié)果的分析、綜述報告、技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，預(yù)

期的經(jīng)濟(jì)效果等。

國內(nèi)典型海上油氣田水下采油樹幾乎全部采用國外供貨商的成熟產(chǎn)品，TFMC、

OneSubsea、Vectogray、Aker、QUIP等5家國外公司在水下采油樹廠家處于壟斷地位。如：

流花11-1油田、惠州32-5油田、陸豐22-1油田、崖城13-4氣田、荔灣3-1氣田、番禺

35-1-2氣田及文昌10-3氣田等均為國外公司投產(chǎn)建設(shè)。

目前國外公司最大設(shè)計能力：工作水深為3000m，溫度范圍為-46℃~180℃，額定壓力

高達(dá)15000psi（103.5MPa），安裝水深達(dá)世界紀(jì)錄(如：2934m墨西哥灣Perdido項目的

Tobago油田)。

一些國際標(biāo)準(zhǔn)對基材和耐腐蝕合金堆焊之間交界面熔接完整性檢驗提出的強制性要求，

例如：ISO10423：2012(API6A：2018)《井口和采油樹設(shè)備規(guī)范》、ISO13628.4：2010(API

17D：2011)《水下生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計和操作—水下井口裝置和采油樹設(shè)備》。本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)這

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些國際標(biāo)準(zhǔn)對基材和耐腐蝕合金堆焊之間交界面熔接的部分作相關(guān)規(guī)定，并結(jié)合我國水下井

口和采油樹產(chǎn)品堆焊層制造和使用的實際情況制定。在符合工業(yè)生產(chǎn)適用性的前提下，盡量

降低各項要求、簡化方法過程，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。針對高風(fēng)險部件或技術(shù)，針

對性的加強堆焊產(chǎn)品無損檢測質(zhì)量，提高系統(tǒng)整體可靠性，將確保水下產(chǎn)品20年工作運行

起到了應(yīng)有的作用。

6、與有關(guān)的現(xiàn)行的方針、政策、法律、法規(guī)和強制性標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。

本標(biāo)準(zhǔn)與我國的現(xiàn)行法律、法規(guī)和強制性國家標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突。

7、對征求意見及重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)。

本標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，尚無出現(xiàn)未采納的重大分歧意見。

8、標(biāo)準(zhǔn)水平建議，預(yù)期的社會經(jīng)濟(jì)效果。

采用新型鎳基等高合金焊絲制做的新一代復(fù)合材料。它具有鋼產(chǎn)品的高強韌

性和高耐磨性，可以反復(fù)修復(fù)多次，能使鋼材料降低消耗，大幅降低成本。主要

用于冶金、采礦、機械、石油、電力等行業(yè)中大量使用的易磨損零件、工模具的

制造與修復(fù)。

堆焊層超聲波探傷方法，在國內(nèi)一直沒