API 1104 — اللحام of Pipelines and Related Facilities
API 1104 هو معيار المعهد الأمريكي للبترول الذي يحكم إجراءات اللحام، وتأهيل اللحامين، ومتطلبات الفحص لخطوط الأنابيب التي تنقل النفط والغاز الطبيعي والسوائل الأخرى. ينطبق هذا المعيار على الإنشاءات الجديدة واللحام أثناء الخدمة لأنابيب الصلب الكربوني والصلب منخفض السبائك المنظمة بموجب 49 CFR 192 و 49 CFR 195.
Based on API 1104:2021. Addendum 1 (published 2026-09-03) is not yet incorporated.
Decision path: Use API 1104 for pipeline procedure, welder, and فحص questions; switch standards only when the work is not pipeline pipe or related facilities.
السياق التنظيمي: الامتثال لمعيار API 1104 إلزامي لأنظمة خطوط الأنابيب المنظمة بموجب قواعد وزارة النقل الأمريكية. يشير كل من 49 CFR 192.225 (نقل الغاز) و 49 CFR 195.214 (السوائل الخطرة) إلى معيار API 1104 بالمرجع لتأهيل اللحام والفحص.
ما هو معيار API 1104؟
يحكم معيار API 1104 لحام خطوط الأنابيب العابرة للبلدان والمرافق ذات الصلة. ويغطي أنابيب الصلب الكربوني والصلب منخفض السبائك المستخدمة في ضغط وضخ ونقل النفط الخام ومنتجات البترول وغازات الوقود وثاني أكسيد الكربون. الإصدار الثاني والعشرون (2021) هو النسخة الحالية.
يغطي معيار API 1104، “لحام خطوط الأنابيب والمرافق ذات الصلة،” لحام الأنابيب المستخدمة في ضغط وضخ ونقل النفط الخام ومنتجات البترول وغازات الوقود وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين. ينطبق المعيار على كل من الإنشاءات الجديدة ولحام الإصلاح أثناء الخدمة على الأنظمة المضغوطة. ويتناول اللحام بالقوس ولحام الأوكسي فيول للوصلات التناكبية والوصلات الفرعية واللحامات الزاوية في أنابيب الصلب الكربوني والصلب منخفض السبائك.
ينقسم المعيار إلى اثني عشر قسمًا. تغطي الأقسام من 1 إلى 4 النطاق والمراجع والتعاريف والمواصفات. يحدد القسم 5 متطلبات تأهيل الإجراءات. يغطي القسم 6 تأهيل اللحامين. يتناول القسم 7 تصميم وإعداد الوصلات للحام الإنتاجي. يغطي القسم 8 فحص واختبار لحامات الإنتاج. يوفر القسم 9 معايير القبول للاختبارات غير المدمرة. يغطي القسم 10 إصلاح وإزالة العيوب. يحدد القسم 11 إجراءات الاختبارات غير المدمرة (NDT). يغطي القسم 12 اللحام الآلي مع إضافات معدن الحشو.
الإصدار الحالي هو API 1104، الإصدار الثاني والعشرون، 2021. تم تطوير API 1104 بشكل مستقل عن كل من ASME Section IX و AWS D1.1، على الرغم من أن العديد من المصنعين ومقاولي خطوط الأنابيب يحافظون على مؤهلاتهم بموجب معايير متعددة اعتمادًا على المتطلبات القضائية لمشاريعهم.
تأهيل الإجراءات بموجب معيار API 1104
يتطلب القسم 5 من معيار API 1104 تأهيل كل مواصفة إجراء لحام (WPS) عن طريق الاختبار. لا يوجد مسار مواصفة إجراء لحام مؤهلة مسبقًا. يقوم المصنع بإنتاج لحامات اختبار على عينات أنابيب مطابقة لقطر الإنتاج المقصود ونطاق السماكة. يشمل الاختبار التدميري اختبارات الشد، والكسر بالشق، والانحناء. قد يحل الاختبار الإشعاعي محل بعض الاختبارات التدميرية.
يتطلب القسم 5 من معيار API 1104 تأهيل إجراءات اللحام عن طريق الاختبار التدميري قبل بدء لحام الإنتاج. تتطلب عملية التأهيل إنتاج لحامات اختبار على عينات أنابيب باستخدام الإجراء المقصود، ثم قطع واختبار العينات لإثبات الخصائص الميكانيكية الكافية.
يحدد API 1104 Table 3 نوع وعدد عينات تأهيل الإجراء حسب القطر الخارجي للأنبوب وسماكة الجدار. أعداد الشد والكسر بالشق وانحناء الجذر وانحناء الوجه والانحناء الجانبي ليست مجموعة واحدة عامة: حسب الصف تكون 0/2/4 عينات شد؛ 2/4 عينات كسر بالشق؛ 0/2/4 انحناءات جذر؛ 0/2/4 انحناءات وجه؛ أو 0/2/4/8 انحناءات جانبية. تتطلب الحاشية a اختبار شد واحد على الأقل للمواد ذات SMYS الاسمي أكبر من Grade X42 حتى عندما تُظهر الخلية 0 شد. الحاشية b: اختبارات الكسر بالشق غير مطلوبة عندما يُفحص لحام الإجراء بالتصوير الإشعاعي أو الاختبار بالموجات فوق الصوتية ويكون مقبولًا وفق Section 9. مسار الاختبار غير الإتلافي هذا يحل محل الكسر بالشق؛ وهو ليس اختبارًا إضافيًا قبل إزالة العينات الإتلافية. Section 5.6.1 / الحاشية c: الأنبوب الأصغر من 2.375 in. OD يحتاج وصلتين اختباريتين للحصول على عدد العينات؛ الأنبوب 1.315 in. OD أو أصغر يستخدم عينة شد بمقطع كامل.
يحدد معيار API 1104 المتغيرات الأساسية التي تحكم متى يكون إعادة التأهيل مطلوبًا. تشمل المتغيرات الأساسية الخاصة بمعيار API 1104 ما يلي:
- عملية اللحام
- يتطلب أي تغيير في عملية اللحام أو مجموعة العمليات تأهيلًا جديدًا. SMAW، GMAW، FCAW، GTAW، و SAW هي العمليات المؤهلة عادة لتطبيقات خطوط الأنابيب. يتم تأهيل المجموعات مثل جذر GTAW مع حشو SMAW كإجراء واحد.
- نطاق SMYS للمواد الأساسية
- يشترط API 1104 أن تحدد مواصفة إجراء اللحام WPS نطاق SMYS للمواد التي تنطبق عليها (
5.3.2.2). تُقيّم تغييرات المادة الأساسية وفقًا للبند5.4.2.2. - تصميم الوصلة
- يعد الجدول 1 تغييرين في تصميم الوصلة من المتغيرات الأساسية بموجب
5.4.2.3: التغيير من لحام زاوية إلى لحام أخدود (وليس العكس)، وتغيير كبير في نوع الوصلة. تسرد الحاشية e أنواع الوصلات الرئيسية — square, closed square, single-bevel, single-J, double-bevel, double-J, single-V, single-U, double-V, double-U — وتنص على أن التغيير إلى شطفة مركبة أو منها ضمن نوع وصلة رئيسي لا يُعد تغييرًا كبيرًا في نوع الوصلة. - نطاق السماكة
- يتم تحديد نطاق سماكة الجدار المؤهل بواسطة سماكة قسيمة الاختبار. التأهيل على مادة أرق لا يؤهل تلقائيًا مادة أسمك. يتم تحديد النطاق المؤهل في
القسم 5.4بناءً على أبعاد لحام الاختبار. - نطاق القطر
- يقتصر التأهيل على قطر قسيمة الاختبار. يتم تحديد نطاقات القطر في
القسم 5.4. قد يغطي التأهيل على أقطار أكبر أقطارًا أصغر ضمن النطاق المحدد، ولكن ليس العكس بدون اختبار منفصل. - الوضع
- Pipeline welding positions under Section 6.2.1 are rolled or fixed. Fixed-position tests use a pipe axis that is horizontal, vertical, or inclined not more than 45 degrees. A 45-degree fixed butt-weld test also qualifies butt welds and lap fillet welds in all positions (Section 6.2.2(g)). A change from rolled to fixed requires requalification; a welder who qualifies in the fixed position is also qualified for rolled welds within the essential variables qualified. Branch connections follow side, top, or bottom under Section 6.2.2(j).
تأهيل اللحامين بموجب معيار API 1104
يحدد API 1104 6.2.1 نطاق عمل اللحام بالمتغيرات الأساسية لتأهيله، وليس فقط بمواصفة إجراء اللحام المستخدمة في الاختبار. تشمل متغيرات التأهيل قطر الأنبوب، وسماكة الجدار، ووضع اللحام، وتصميم الوصلة. تشمل اختبارات التأهيل الاختبار التدميري (اختبارات الكسر بالشق والانحناء) أو الفحص الإشعاعي للحام الاختبار المكتمل.
تختلف المتغيرات الأساسية لتأهيل إجراء اللحام عن تلك الخاصة بتأهيل اللحام (6.1). يتبع تأهيل اللحام البند 6.2.2 للتأهيل الفردي والبند 6.3.2 للتأهيل المتعدد.
يتطلب API 1104 Section 6.8 من الشركة الاحتفاظ بسجل للاختبارات المعطاة لكل لحام وبالنتائج التفصيلية لكل اختبار، وقائمة باللحامين المؤهلين والإجراءات التي هم مؤهلون لها. إذا طلبت الشركة ذلك، يُعاد تأهيل اللحام عندما يُطرح سؤال حول كفاءته. نص الإصدار 22 الذي رُوجع لهذه الصفحة لا ينص على أن المؤهلات تنتقل مع اللحام، أو تبطل تلقائيًا عند تغيير الشركة، أو تنتهي بسبب عدم النشاط، أو تعتمد على إطار زمني لاستخدام العملية.
اللحام أثناء الخدمة (الملحق ب)
يغطي الملحق ب من معيار API 1104 اللحام على خطوط الأنابيب التي هي في الخدمة — تحمل المنتج تحت الضغط أثناء اللحام. يتطلب اللحام أثناء الخدمة احتياطات إضافية: منع الاحتراق (التحقق من الحد الأدنى لسماكة الجدار)، ومنع تشقق الهيدروجين (عمليات منخفضة الهيدروجين)، ومراعاة معدل التدفق لإدارة تبديد الحرارة.
API 1104 Appendix B addresses welding on pipelines that are in operation and may contain pressurized product. In-service welding includes hot taps (adding branch connections while the pipeline is pressurized), encirclement sleeves, and direct deposit repairs. The primary safety concern is الاحتراق — the welding arc melting through the remaining pipe wall into the pressurized product.
يتطلب تأهيل الإجراءات للحام أثناء الخدمة الاختبار في ظروف تدفق محاكاة لإثبات أنه يمكن تنفيذ الإجراء بأمان عند الحد الأدنى لسماكة الجدار التي تواجه في الميدان. التحكم في مدخل الحرارة أمر بالغ الأهمية — يقلل مدخل الحرارة المنخفض من خطر الاحتراق ولكنه يزيد من خطر تشقق الهيدروجين في المنطقة المتأثرة بالحرارة. قد تختلف متطلبات التسخين المسبق للحام أثناء الخدمة عن الإنشاءات الجديدة لأن المنتج المتدفق يعمل كمشتت للحرارة، مما يزيد من معدلات التبريد وقابلية تشقق الهيدروجين.
كيف يقارن معيار API 1104 بأكواد اللحام الأخرى
يحكم معيار API 1104 خطوط الأنابيب؛ يحكم D1.1 الهياكل الفولاذية؛ يحكم ASME IX معدات الضغط. لا يحتوي API 1104 على مسار مواصفة إجراء لحام مؤهلة مسبقًا. يقوم بتجميع معادن الحشو (الجدول 2، المشار إليه بقواعد المتغير الأساسي §5.4.2.6 لتأهيل الإجراءات؛ الجدول 4 هو تجميع منفصل لمعدن الحشو لتأهيل اللحام). يشترط API 1104 أن تحدد مواصفة إجراء اللحام WPS نطاق SMYS للمواد التي تنطبق عليها (5.3.2.2). تُقيّم تغييرات المادة الأساسية وفقًا للبند 5.4.2.2. تشمل معايير القبول حدودًا قائمة على جودة الصنعة (القسم 9) وطرق صلاحية الخدمة (الملحق أ).
معيار API 1104 مقابل AWS D1.1
ينطبق D1.1 على الصلب الإنشائي، بينما ينطبق API 1104 على خطوط الأنابيب. يؤهل D1.1 الإجراءات حسب سماكة اللوح، بينما يؤهل API 1104 حسب قطر الأنبوب وسماكة الجدار. يسمح D1.1 بمواصفات إجراءات اللحام المؤهلة مسبقًا بموجب Clause 5، بينما يتطلب API 1104 اختبار تأهيل لكل إجراء. يشترط API 1104 أن تحدد مواصفة إجراء اللحام WPS نطاق SMYS للمواد التي تنطبق عليها (5.3.2.2). تُقيّم تغييرات المادة الأساسية وفقًا للبند 5.4.2.2. معايير القبول في القسم 9 من API 1104 خاصة بلحامات المحيط في الأنابيب، بينما معايير الجدول 8.1 في D1.1 مخصصة للوصلات الإنشائية.
معيار API 1104 مقابل ASME Section IX
يتطلب كلا المعيارين اختبار تأهيل الإجراءات، ولكن قواعد المتغيرات الأساسية ومتطلبات الاختبار تختلف. يشترط API 1104 أن تحدد مواصفة إجراء اللحام WPS نطاق SMYS للمواد التي تنطبق عليها (5.3.2.2). تُقيّم تغييرات المادة الأساسية وفقًا للبند 5.4.2.2. تختلف اختبارات الانحناء الموجه والشد في ASME IX عن اختبارات الكسر بالشق والانحناء للجذر/الوجه في API 1104. عندما يقع خط أنابيب أيضًا تحت ASME B31.8 (نقل الغاز) أو B31.4 (نقل السوائل)، يجب إدارة العلاقة بين API 1104 و ASME Section IX بعناية — يشير B31.8 إلى API 1104 مباشرة لتأهيل اللحام، وليس ASME IX.
| Aspect | API 1104 | AWS D1.1 | ASME IX |
|---|---|---|---|
| Scope | Pipelines (cross-country) | Structural steel | Pressure equipment |
| Prequalified WPS? | No | Yes (Clause 5) | No |
| Base metal grouping | نطاق SMYS للمواد المحدد في مواصفة إجراء اللحام (§5.3.2.2) | Table 5.6 categories | P-numbers |
| Preheat method | Per WPS | Table 5.11 | Per WPS/PQR |
| Acceptance criteria | Workmanship + ECA (Appendix A) | Table 8.1 (بصري) | Per construction code |
| Edition | 2021 (22nd) | 2025 (25th) | 2025 |
معايير القبول للاختبارات غير المدمرة
يحدد القسم 9 من معيار API 1104 معايير القبول للاختبار الإشعاعي، والاختبار بالموجات المغناطيسية، والاختبار بالاختراق السائل، والاختبار بالموجات فوق الصوتية للحامات الإنتاج. يوفر القسم 9 معايير محددة للاختراق غير الكافي، والاندماج غير الكامل، والتجويف الداخلي، والاحتراق، واندماج الخبث، والمسامية. تستند معايير القبول إلى طول وتوزيع المؤشرات بالنسبة لطول اللحام وسماكة جدار الأنبوب.
يتضمن معيار API 1104 أيضًا أحكامًا لمعايير القبول البديلة في الملحق أ، والتي تسمح بأساليب التقييم الهندسي الحرج (ECA) القائمة على ميكانيكا الكسر. بموجب الملحق أ، يستند قبول العيوب إلى تحليل صلاحية الخدمة بدلاً من الحدود القائمة على جودة الصنعة، مما قد يسمح بعيوب أكبر عندما يثبت تحليل الإجهاد أن العيب لن ينمو إلى حجم حرج خلال العمر التصميمي لخط الأنابيب.
نصيحة اختبار CWI: يشترط API 1104 أن تحدد مواصفة إجراء اللحام WPS نطاق SMYS للمواد التي تنطبق عليها (5.3.2.2). تُقيّم تغييرات المادة الأساسية وفقًا للبند 5.4.2.2. تختلف المتغيرات الأساسية لتأهيل إجراء اللحام عن تلك الخاصة بتأهيل اللحام (6.1). يتبع تأهيل اللحام البند 6.2.2 للتأهيل الفردي والبند 6.3.2 للتأهيل المتعدد.
أدلة المعايير ذات الصلة
في التأهيل الفردي للحام، يتطلب التغيير من اللحام مع تدوير الأنبوب إلى الوضع الثابت إعادة التأهيل. ويجوز للحام المؤهل في الوضع الثابت اللحام مع تدوير الأنبوب ضمن المتغيرات الأساسية التي تأهل لها (
API 1104:2021, 6.2.2(f)6.2.2(f)).
الأسئلة المتكررة
API 1104 هو معيار المعهد الأمريكي للبترول للحام خطوط الأنابيب والمرافق ذات الصلة. ويغطي تأهيل إجراءات اللحام، وتأهيل اللحامين، ومتطلبات الفحص لخطوط الأنابيب المستخدمة لنقل البترول والغاز الطبيعي والسوائل الأخرى. ينطبق API 1104 على الإنشاءات الجديدة واللحام أثناء الخدمة لأنابيب الصلب الكربوني والصلب منخفض السبائك. يشار إلى المعيار في لوائح خطوط الأنابيب بما في ذلك 49 CFR 192 (نقل الغاز) و 49 CFR 195 (السوائل الخطرة)، مما يجعل الامتثال إلزاميًا لأنظمة خطوط الأنابيب المنظمة في الولايات المتحدة.
ينطبق API 1104 على لحام خطوط الأنابيب (الأنابيب التي تنقل السوائل تحت الضغط)، بينما ينطبق AWS D1.1 على الهياكل الفولاذية (المباني والجسور والأبراج). يشترط API 1104 أن تحدد مواصفة إجراء اللحام WPS نطاق SMYS للمواد التي تنطبق عليها (5.3.2.2). تُقيّم تغييرات المادة الأساسية وفقًا للبند 5.4.2.2. يعتمد تأهيل API 1104 على نطاقات قطر الأنبوب وسماكة الجدار، بينما يؤهل D1.1 حسب سماكة اللوح. يحتوي API 1104 على أحكام محددة للحام أثناء الخدمة على خطوط الأنابيب المضغوطة، والتي لا يتناولها D1.1. يتطلب كلاهما اختبار تأهيل الإجراءات، على الرغم من أن D1.1 يسمح أيضًا بمواصفات إجراءات اللحام المؤهلة مسبقًا بموجب Clause 5.
لا. يشترط API 1104 أن تحدد مواصفة إجراء اللحام WPS نطاق SMYS للمواد التي تنطبق عليها (5.3.2.2). تُقيّم تغييرات المادة الأساسية وفقًا للبند 5.4.2.2. تختلف المتغيرات الأساسية لتأهيل إجراء اللحام عن تلك الخاصة بتأهيل اللحام (6.1). يتبع تأهيل اللحام البند 6.2.2 للتأهيل الفردي والبند 6.3.2 للتأهيل المتعدد.
يتطلب API 1104 Section 5 و Table 3 اختبارًا إتلافيًا للحام اختبار تأهيل الإجراء، مع أنواع العينات وأعدادها حسب القطر الخارجي وسماكة الجدار. أعداد الشد هي 0/2/4؛ أعداد الكسر بالشق هي 2/4؛ انحناءات الجذر والوجه هي 0/2/4؛ الانحناءات الجانبية هي 0/2/4/8. تتطلب الحاشية a اختبار شد واحد على الأقل عندما يكون SMYS الاسمي أكبر من Grade X42. الحاشية b: اختبارات الكسر بالشق غير مطلوبة إذا فُحص لحام الإجراء بالتصوير الإشعاعي أو بالموجات فوق الصوتية وكان مقبولًا وفق Section 9 — مسار الاختبار غير الإتلافي يحل محل الكسر بالشق؛ وليس خطوة إضافية عامة قبل الاختبار الإتلافي. للحام أثناء الخدمة (التوصيلات الساخنة وإصلاحات الأكمام على الخطوط الحية) يلزم تأهيل إضافي وفق API 1104 Appendix B، بما في ذلك تقييم خطر الاحتراق واختبار الصلادة بسبب التبريد المتسارع.
اللحام أثناء الخدمة هو اللحام الذي يتم إجراؤه على خط أنابيب يعمل وقد يحتوي على منتج مضغوط. يغطي الملحق ب من API 1104 اللحام أثناء الخدمة، بما في ذلك التوصيلات الساخنة (وصلات فرعية يتم إجراؤها بينما يكون خط الأنابيب مضغوطًا) وإصلاحات الأكمام. الشاغل الأساسي هو الاحتراق، حيث يذيب قوس اللحام جدار الأنبوب إلى المنتج المضغوط. يتطلب تأهيل الإجراءات للحام أثناء الخدمة الاختبار في ظروف تدفق محاكاة وحدود دنيا لسماكة الجدار لإثبات أنه يمكن تنفيذ الإجراء دون خطر الاحتراق.
يحدد القسم 9 من API 1104 معايير القبول للحامات الإنتاجية التي يتم فحصها بواسطة التصوير الإشعاعي، والجسيمات المغناطيسية، والاختراق السائل، والاختبار بالموجات فوق الصوتية. بالنسبة للاختبار الإشعاعي، يحدد القسم 9.3 أقصى أطوال مسموح بها للاختراق غير الكافي (IP)، والاندماج غير الكامل (IF)، والتجويف الداخلي (IC)، والاحتراق (BT) بناءً على طول اللحام. يجب ألا تتجاوز اندماجات الخبث الفردية 2 بوصة في الطول. تعتمد حدود المسامية على نمط التوزيع — كل من المسام الفردية، والمسامية العنقودية، والمسامية الخطية لها معايير قبول مميزة بناءً على قطر الأنبوب وسماكة الجدار. يقدم API 1104 أيضًا معايير قبول بديلة في الملحق أ بناءً على التقييم الهندسي الحرج (ECA) وميكانيكا الكسر.
نعم. يسمح API 1104 بأي عملية لحام بالقوس بما في ذلك SMAW، GTAW، GMAW، FCAW، و SAW، بشرط أن تكون العملية مؤهلة عن طريق الاختبار وفقًا للقسم 5. يشيع استخدام FCAW لتمريرات الملء والتغطية في إنشاء خطوط الأنابيب، خاصة FCAW ذات الحماية الذاتية (FCAW-S) التي لا تتطلب غاز حماية خارجي — وهي ميزة في الظروف الميدانية العاصفة. ومع ذلك، تستخدم معظم تمريرات جذر خطوط الأنابيب SMAW مع أقطاب سليلوزية (E6010/E6011) أو GTAW للتطبيقات الحرجة. عملية اللحام هي متغير أساسي بموجب API 1104 — يتطلب التغيير من SMAW إلى FCAW تأهيل إجراء جديد. يجب تأهيل كل تركيبة عملية-قطر-سماكة جدار بشكل مستقل.
يحدد القسم 5.4 والجدول 1 من API 1104 المتغيرات الأساسية لتأهيل الإجراءات. تشمل المتغيرات الأساسية الرئيسية: عملية اللحام، نطاق SMYS للمواد الأساسية، نطاق قطر الأنبوب، نطاق سماكة الجدار، تصميم الوصلة، تصنيف معدن الحشو، الخصائص الكهربائية (نوع التيار والقطبية)، الوضع (دحرجة أو ثابت)، اتجاه اللحام (صعودًا أو هبوطًا)، غاز الحماية ومعدل التدفق، ودرجة حرارة التسخين المسبق. يميز API 1104 بين متغيرات الفئة الأولى (تأهيل WPS القياسي) ومتغيرات الفئة الثانية (الإجراءات التي تتطلب اختبار الصلادة أو المتانة). على عكس ASME IX الذي يستخدم نظامًا ثلاثي المستويات (أساسي، أساسي تكميلي، غير أساسي)، يتطلب API 1104 إعادة التأهيل عندما يتغير أي متغير أساسي خارج النطاق المؤهل.