API 1104 · Pipeline Construction · Oil & Gas

Pipeline Welding Requirements — API 1104 Qualification and Inspection

Q: 파이프라인 용접 쿠폰 시험이란 무엇입니까?

API 1104 Section 6에 따른 파이프라인 용접 쿠폰 시험은 용접사가 자격이 부여된 용접 절차를 사용하여 파이프 시험편에 완전한 원주 맞대기 용접을 수행하도록 요구합니다. 완성된 시험 용접은 먼저 내부 불연속성을 감지하기 위해 방사선 검사 또는 초음파 검사를 받습니다. 그런 다음 용접부에서 파괴 시험편이 절단됩니다. 닉-브레이크 시험편은 기공 및 슬래그와 같은 내부 결함을 위해 용접 단면을 평가하고, 루트 굽힘 및 면 굽힘 시험편은 연성 및 용융을 확인합니다. 벽 두께가 12.7mm(0.500인치)를 초과하는 경우, 네 개의 측면 굽힘 시험편이 루트 및 면 굽힘을 대체합니다. 시험 파이프 직경 및 용접 자세는 Section 6.2.1 자격 범위에 따라 의도된 생산 작업과 일치하거나 초과해야 합니다. 불합격된 시험편은 용접사가 재시험을 치러야 합니다. 자격 기록은 용접사가 용접할 자격이 있는 특정 절차, 자세, 파이프 직경 범위 및 벽 두께 범위를 문서화합니다.

API 1104에 따른 파이프라인 용접 요구사항은 석유 및 가스 파이프라인 건설을 위한 절차 자격, 용접사 테스트, 생산 작업성 및 검사를 규정합니다. 미국 내 가스 전송을 위한 49 CFR 192 및 위험 액체 파이프라인을 위한 49 CFR 195에 따라 준수가 의무적입니다.

Regulatory mandate: API 1104 is not optional for regulated pipelines. U.S. DOT regulations incorporate it by reference. A pipeline 용접 that does not meet API 1104 requirements is a regulatory violation, not just a quality concern. Welders, inspectors, and contractors must understand these requirements before performing or evaluating 배관 용접.

절차 자격 요건

API 1104 Section 5에 따른 파이프라인 WPS 자격은 시험 용접에 대한 파괴 시험(인장 시험, 닉-브레이크 시험, 유도 굽힘 시험)을 요구합니다. 사전 자격 WPS 경로는 없습니다. 변수에는 파이프 직경, 벽 두께, 이음매 설계, 용접 공정, 용가재, 보호 가스 및 자세가 포함됩니다.

API 1104 Section 5 requires that every welding procedure used on pipeline construction or 보수 be qualified by destructive 시험 before production welding begins. There is no prequalified exemption comparable to D1.1 조항 5 — every pipeline procedure must be tested and documented.

절차 사양은 용접 공정, 모재 사양, 직경 및 두께 범위, 이음매 설계 (그루브 각도, 루트 간격, 루트 면), 용가재 분류, 전기적 특성, 자세, 용접 방향, 보호 가스 (해당하는 경우), 예열 및 층간 온도, 용접 후 열처리 (해당하는 경우), 그리고 패스 수 및 순서를 정의해야 합니다.

Calculate D1.4 Rebar 예열 →

자격 시험은 계약자가 통제된 조건에서 시험 용접을 수행한 다음, 완성된 용접부에서 시험편을 절단하고 시험하도록 요구합니다. 맞대기 용접에 필요한 파괴 시험에는 인장 시험(두 개의 시험편), 닉-브레이크 시험(루트 및 면 측면에서 두 개의 시험편), 유도 굽힘 시험(얇은 재료의 경우 두 개의 루트 굽힘 및 두 개의 면 굽힘, 또는 벽 두께가 12.7mm를 초과하는 경우 네 개의 측면 굽힘)이 포함됩니다. 파괴 시험편 제거 전에 완성된 시험 용접부에 대해 방사선 또는 초음파 검사가 수행됩니다.

용접사 자격 요건

API 1104 Section 6은 생산에 사용할 특정 WPS를 사용하여 시험 쿠폰으로 용접사를 자격 부여합니다. 자격 시험에는 닉-브레이크 및 굽힘 시험 또는 방사선 검사가 포함됩니다. 자격은 파이프 직경 범위, 벽 두께 범위 및 용접 자세(고정, 회전 또는 조합)에 따라 다릅니다.

Section 6은 각 용접사가 합격 기준을 충족하는 시험 용접을 수행하여 능력을 입증하도록 요구합니다. 자격 시험은 용접 절차, 자세 및 파이프 직경 범위에 따라 다릅니다. 용접사는 자격이 부여된 절차에 명시된 동일한 공정, 용가재 유형 및 기술을 사용해야 합니다.

파이프라인 용접 자세는 다음과 같습니다:

회전 (1G): Pipe is rotated during welding, so all welding occurs in the flat position. Used for shop fabrication and tie-in welds where rotation equipment is available. A 1G qualification does not qualify for fixed-position field welding.
고정 수평 (5G): Pipe axis is horizontal and the pipe cannot be rotated. The welder must weld around the pipe from top to bottom (or bottom to top), passing through vertical and overhead positions. This is the most common field welding position for horizontal pipeline construction.
고정 경사 (6G): Pipe axis is inclined at 45 degrees and cannot be rotated. This position combines elements of all other positions and is the most comprehensive single-position qualification. A 6G qualification covers all fixed-position welding including 5G, 2G, and restricted-access conditions.
제한된 접근 (분기 연결): Pipeline branch connections and saddle joints present restricted access conditions where 표준 butt weld techniques are insufficient. API 1104 Section 6 addresses qualification for these geometries separately. The welder must demonstrate competence in multiple positions with limited access, simulating the real conditions encountered on operating pipeline systems.

API 1104에 따른 용접사 자격은 고용주에게 특정됩니다. 회사를 변경하는 용접사는 절차가 동일하더라도 새로운 고용주와 함께 재자격 시험을 치러야 합니다. 이는 특정 조건에서 성능 자격을 고용주 간에 이전할 수 있는 ASME Section IX보다 더 제한적입니다.

생산 용접 작업성

API 1104 Section 7은 생산 용접을 규정합니다. 요구사항에는 표면 준비, 정렬 및 간격 공차, 날씨 보호 및 층간 청소가 포함됩니다. 가접 용접은 완성된 용접의 일부가 되며 동일한 품질 요구사항을 충족해야 합니다.

API 1104의 Section 7 및 Section 8은 생산 용접에 대한 작업성 요구사항을 설정합니다. 주요 조항에는 맞대기 이음매에 대한 정렬 공차(내부 불일치는 파이프 벽 두께에 따라 지정된 한도를 초과해서는 안 됨), 재료 등급 및 벽 두께에 따른 최소 예열 요구사항, 층간 온도 제한, 패스 간 청소 요구사항, 그리고 완성된 용접부에 대한 해머링 또는 피닝 사용 제한이 포함됩니다.

파이프라인 용접은 일반적으로 하향 진행 방식으로 이루어집니다 — 12시 방향(파이프 상단)에서 시작하여 6시 방향으로 아래로 진행합니다. 이는 일반적으로 상향 진행 방식을 사용하는 D1.1에 따른 구조 용접과 다릅니다. 하향 용접은 더 빠른 이송 속도를 요구하며 패스당 더 낮은 입열량을 생성하여 열영향부의 미세 조직 및 기계적 특성에 영향을 미칩니다. 진행 방향의 선택은 절차 사양의 필수 변수입니다.

Calculate 입열량 for Your WPS →

파이프라인의 루트 패스 용접은 일반적으로 E6010 셀룰로스 전극을 사용한 SMAW를 사용하여 백킹 없이 개방형 루트 이음매를 생성합니다. 이 기술은 번-스루 또는 불완전 용융 없이 일관된 루트 침투를 달성하기 위해 높은 용접사 기술을 요구합니다. 필러 및 캡 패스는 동일한 공정을 사용하거나 자격이 부여된 절차에 명시된 대로 FCAW, GMAW 또는 기타 공정으로 전환할 수 있습니다.

검사 및 합격 기준

API 1104 Section 8은 생산 용접에 대한 검사 및 시험 요구사항을 설정하며, Section 9는 이러한 검사에서 발견된 불연속성에 대한 합격 표준을 정의합니다. 육안 검사는 용접 프로파일, 보강 높이 및 표면 결함을 확인합니다. 방사선 검사는 내부 결함(불충분한 침투, 불완전 용융, 기공, 슬래그 및 번-스루)을 평가합니다. 합격 한계는 용접 길이에 대한 결함 길이를 기준으로 합니다.

API 1104의 Section 8은 검사 요구사항을 설정하고, Section 9는 생산 용접에 대한 합격 표준을 설정합니다. 모든 생산 원주 용접은 건설 문서에 명시된 대로 방사선 검사(RT), 초음파 검사(UT) 또는 기타 승인된 비파괴 검사 방법으로 검사되어야 합니다. NDT 전후의 모든 용접에 대해 육안 검사가 필요합니다.

Section 9의 합격 기준은 파이프라인 원주 용접에서 발견되는 특정 불연속성 유형을 다룹니다. 각 불연속성 유형은 용접 길이에 대한 길이, 폭 및 분포를 기준으로 정의된 합격 한계를 가집니다:

하이-로우 없는 불충분한 침투 (IP): Root penetration must be complete and continuous. Individual IP indications up to 25 mm are acceptable if the total length does not exceed 25 mm in any 300 mm of weld. Total IP in the weld must not exceed 8% of the weld length.
불완전 용융 (IF): Fusion must be complete between the 용접 금속 and the 모재, and between adjacent weld passes. 합격 기준 한계 for IF are the same as for IP — individual indications up to 25 mm, total not exceeding 25 mm in any 300 mm, and not exceeding 8% of weld length.
번-스루 (BT): Burn-through occurs when the welding arc melts through the pipe wall. Section 9.3.7 defines acceptance criteria for 번스루 based on the 최대 dimension of individual indications and their cumulative length relative to the weld length. Individual burn-through areas must not exceed specified 크기 limits.
슬래그 개재물 및 기공: 50mm를 초과하는 길쭉한 슬래그 개재물은 허용되지 않습니다. 폭이 지정된 한도를 초과하지 않는 경우 최대 50mm의 고립된 슬래그 개재물은 허용됩니다. 기공은 클러스터 크기 및 분포에 따라 평가됩니다 — 개별 기공 직경은 지정된 한도를 초과해서는 안 되며, 모든 클러스터의 총 기공 면적은 지정된 백분율을 초과해서는 안 됩니다.

가동 중 용접

API 1104 Appendix B는 가압된 탄화수소 제품을 포함할 수 있는 가동 중인 파이프라인의 용접을 다룹니다. 가동 중 용접에는 핫 탭(가압 상태에서 분기 연결 추가), 둘레 슬리브 설치 및 직접 증착 용접 수리가 포함됩니다. 주요 안전 문제는 번-스루입니다 — 용접 아크가 잔여 벽 두께를 통해 가압된 제품으로 녹아들어 가연성 또는 유독성 물질의 방출을 유발할 수 있습니다.

가동 중 용접에 대한 절차 자격은 현장에서 예상되는 최소 벽 두께에서 시뮬레이션된 유동 조건 하에 시험을 요구합니다. 입열량은 신중하게 제어되어야 합니다 — 너무 높으면 번-스루의 위험이 있고, 너무 낮으면 흐르는 제품이 열 흡수체 역할을 하여 급속 냉각으로 인한 수소 균열의 위험이 있습니다. 흐르는 제품이 외부 예열의 효과를 감소시키기 때문에 예열 요구사항은 신규 건설 절차와 다를 수 있습니다.

가동 중 용접사 자격은 용접사가 시뮬레이션된 가동 중 조건 하에서 능력을 입증하도록 요구합니다. 용접사는 흐르는 제품을 시뮬레이션하는 냉각 조건에서 얇은 벽 재료에 완전 용융 및 허용 가능한 루트 침투를 달성하면서 입열량을 제어하는 능력을 보여야 합니다.

파이프라인 요구사항이 다른 코드와 비교되는 방식

API 1104는 사전 자격 WPS 경로가 없는 장거리 파이프라인을 규정합니다. D1.1은 사전 자격 WPS가 있는 강철 구조물을 규정합니다. ASME IX는 압력 장비(플랜트 배관, 용기)를 규정합니다. API 1104는 모재를 지정된 최소 항복 강도별로 분류하고, D1.1은 표 5.6 강철 등급 범주를 사용합니다.

D1.1 structural welding focuses on buildings and bridges using plate and shapes, with prequalified WPS exemptions and 표 8.1 acceptance criteria designed for statically and cyclically 로드됨 connections. Pipeline welding under API 1104 focuses on circumferential butt joints in round pipe, with no prequalified exemptions and acceptance criteria designed for pressurized containment systems. ASME IX provides the qualification framework for pressure vessels and some piping systems, but pipeline-specific regulations reference API 1104 directly. For Canadian pipeline work, CSA Z662 is the governing standard rather than API 1104.

Aspect	API 1104	AWS D1.1	ASME IX
Scope	Cross-country pipelines	Structural steel	Pressure equipment
Prequalified WPS?	No	Yes (Clause 5)	No
Qualification method	Section 5 destructive testing	Clause 6 testing	QW testing + PQR
Base metal grouping	SMYS Groups I–IV	Table 5.6 categories	P-numbers
Acceptance criteria	Section 9 + ECA (Appendix A)	Table 8.1 visual	Per construction code
In-service welding	Appendix B	Clause 11 (repair only)	Not covered

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자주 묻는 질문

파이프라인에 적용되는 용접 표준은 무엇입니까?

API 1104(파이프라인 및 관련 시설 용접)는 서반구의 석유 및 가스 파이프라인에 대한 주요 용접 표준입니다. 이는 미국 교통부 규정 49 CFR 192(가스 전송 파이프라인) 및 49 CFR 195(위험 액체 파이프라인)에 참조로 통합되어, 미국 내 모든 규제 대상 파이프라인 시스템에 대한 법적 준수를 의무화합니다. API 1104는 절차 자격(Section 5), 용접사 자격(Section 6), 생산 작업성(Section 7), 검사 및 시험(Section 8), 합격 표준(Section 9), 그리고 가동 중인 파이프라인의 가동 중 용접(Appendix B) 등 전체 용접 수명 주기를 다룹니다. ASME B31.8(가스 전송) 또는 B31.4(액체 운송)에도 해당하는 파이프라인의 경우, ASME Section IX가 아닌 API 1104가 용접 자격을 규정합니다. 캐나다에서는 CSA Z662가 동등한 지배 표준 역할을 합니다.

파이프라인 용접사는 어떤 자세로 자격을 취득해야 합니까?

API 1104 Section 6에 따른 파이프라인 용접 자세에는 회전(1G), 고정 수평(5G), 45도 고정 경사(6G), 그리고 분기 연결을 위한 제한된 접근 자세가 포함됩니다. 6G 자세는 파이프가 45도 각도로 고정되어 용접사가 단일 연속 시험에서 평면, 수직 및 오버헤드 자세를 통해 용접해야 하므로 가장 포괄적인 단일 자격입니다. 6G 자격은 5G 및 2G를 포함한 모든 고정 자세 용접을 포괄합니다. 회전(1G) 자격은 회전 자세만 다루며 용접 중 파이프를 회전할 수 있는 공장 제작으로 제한됩니다. 대부분의 현장 파이프라인 용접은 5G 고정 수평 자세에서 이루어집니다. 자격은 고용주에게 특정됩니다 — ASME Section IX와 달리 API 1104는 성능 자격을 회사 간에 이전하는 것을 허용하지 않습니다. 고용주를 변경하는 용접사는 절차가 동일하더라도 재자격 시험을 치러야 합니다.

파이프라인 용접과 구조 용접의 차이점은 무엇입니까?

API 1104에 따른 파이프라인 용접과 AWS D1.1에 따른 구조 용접은 몇 가지 근본적인 면에서 다릅니다. 파이프라인 용접은 일반적으로 고정 자세의 원형 파이프에 대한 원주 맞대기 이음매인 반면, 구조 용접은 여러 방향의 판재 및 형강에 대한 그루브 및 필릿 용접을 포함합니다. 파이프라인 용접은 주로 하향 진행 방식(12시 방향에서 시작하여 6시 방향으로 진행)을 사용하며, 이는 더 빠른 이송 속도를 요구하고 패스당 더 낮은 입열량을 생성합니다. 구조 용접은 일반적으로 상향 진행 방식을 사용합니다. 파이프라인 자격은 파이프 직경 범위 및 벽 두께를 기준으로 하는 반면, D1.1은 판 두께별로 자격을 부여합니다. 파이프라인 루트 패스는 일반적으로 백킹 없는 개방형 루트 이음매에 E6010 셀룰로스 전극을 사용한 SMAW를 사용하며, 이는 D1.1에서 사전 자격이 부여되지 않은 기술입니다. API 1104에는 사전 자격 WPS 경로가 없습니다 — 모든 절차는 Section 5에 따라 파괴 시험을 통해 자격을 부여해야 하는 반면, D1.1 Clause 5는 일반적인 이음매 구성에 대해 사전 자격 WPS를 허용합니다.

파이프라인 용접 쿠폰 시험이란 무엇입니까?

API 1104 Section 6에 따른 파이프라인 용접 쿠폰 시험은 용접사가 자격이 부여된 용접 절차를 사용하여 파이프 시험편에 완전한 원주 맞대기 용접을 수행하도록 요구합니다. 완성된 시험 용접은 먼저 내부 불연속성을 감지하기 위해 방사선 검사 또는 초음파 검사를 받습니다. 그런 다음 용접부에서 파괴 시험편이 절단됩니다. 닉-브레이크 시험편은 기공 및 슬래그와 같은 내부 결함을 위해 용접 단면을 평가하고, 루트 굽힘 및 면 굽힘 시험편은 연성 및 용융을 확인합니다. 벽 두께가 12.7mm(0.500인치)를 초과하는 경우, 네 개의 측면 굽힘 시험편이 루트 및 면 굽힘을 대체합니다. 시험 파이프 직경 및 용접 자세는 Section 6.2.1 자격 범위에 따라 의도된 생산 작업과 일치하거나 초과해야 합니다. 불합격된 시험편은 용접사가 재시험을 치러야 합니다. 자격 기록은 용접사가 용접할 자격이 있는 특정 절차, 자세, 파이프 직경 범위 및 벽 두께 범위를 문서화합니다.

파이프라인 용접사가 강철 구조물을 용접할 수 있습니까?

API 1104 파이프라인 용접사 자격은 AWS D1.1에 따른 구조 강철 용접에 대한 용접사 자격을 자동으로 부여하지 않으며, 그 반대도 마찬가지입니다. 두 표준은 서로 다른 필수 변수, 시험편 요구사항, 합격 기준 및 유효 범위로 완전히 독립적인 자격 시스템을 유지합니다. API 1104는 파이프 직경 및 벽 두께 범위별로 자격을 부여하고, D1.1은 판 두께 범위별로 자격을 부여합니다. API 1104는 닉-브레이크 및 굽힘 시험을 사용하고, D1.1은 굽힘 시험을 사용하며 필릿 용접 파괴 시험을 사용할 수 있습니다. 구조 작업을 수행하려는 파이프라인 용접사는 D1.1 Clause 6(또는 해당 구조 코드)에 따라 별도로 자격을 취득해야 합니다. 실제로는 많은 숙련된 파이프라인 용접사가 D1.1 구조 자격도 보유하고 있지만, 각 인증은 독립적으로 취득, 문서화 및 유지되어야 합니다. 용접 기술은 특히 SMAW 기술에서 상당히 겹치지만, 자격 서류는 완전히 별개입니다.