API 1104 — Soudage of Pipelines and Related Facilities
L'API 1104 est la norme de l'American Petroleum Institute régissant les modes opératoires de soudage, la qualification des soudeurs et les exigences d'Inspection pour les pipelines transportant du pétrole, du gaz naturel et d'autres fluides. Elle s'applique à la nouvelle construction et au soudage en service de tuyaux en acier au carbone et faiblement allié réglementés par 49 CFR 192 et 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, Soudeur, and inspection questions; switch standards only when the work is not pipeline pipe or related facilities.
Contexte réglementaire : La conformité à l'API 1104 est obligatoire pour les systèmes de pipelines réglementés par les règles du Département des Transports des États-Unis. 49 CFR 192.225 (transport de gaz) et 49 CFR 195.214 (liquides dangereux) intègrent tous deux l'API 1104 par référence pour la qualification et l'inspection du soudage.
Qu'est-ce que la norme API 1104 ?
L'API 1104 régit le soudage des pipelines transnationaux et des installations connexes. Elle couvre les tuyaux en acier au carbone et faiblement allié utilisés dans la compression, le pompage et le transport de pétrole brut, de produits pétroliers, de gaz combustibles et de dioxyde de carbone. La 22e édition (2021) est la version actuelle.
API Norme 1104, “Welding of Pipelines and Related Facilities,” covers the welding of piping used in compression, pumping, and transmission of crude petroleum, petroleum products, fuel gases, carbon dioxide, and nitrogen. The standard applies to both new construction and in-service Réparation welding on pressurized systems. It addresses Soudage à l'Arc and oxyfuel gas welding of butt, branch, and fillet welds in carbon and Acier faiblement allié pipe.
La norme est organisée en douze sections. Les sections 1 à 4 couvrent le domaine d'application, les références, les définitions et les spécifications. La Section 5 établit les exigences de qualification des modes opératoires de soudage. La Section 6 couvre la qualification des soudeurs. La Section 7 traite de la conception et de la préparation des joints pour le soudage de production. La Section 8 couvre l'inspection et les essais des soudures de production. La Section 9 fournit les critères d'acceptation pour les contrôles non destructifs. La Section 10 couvre la réparation et l'élimination des défauts. La Section 11 définit les procédures de contrôle non destructif (CND). La Section 12 couvre le soudage mécanisé avec apport de métal d'apport.
L'édition actuelle est l'API 1104, 22e édition, 2021. L'API 1104 est développée indépendamment de l'ASME Section IX et de l'AWS D1.1, bien que de nombreux fabricants et entrepreneurs de pipelines maintiennent des qualifications selon plusieurs normes en fonction des exigences juridictionnelles de leurs projets.
Qualification des modes opératoires de soudage selon l'API 1104
La Section 5 de l'API 1104 exige que chaque mode opératoire de soudage (WPS) soit qualifié par des essais. Il n'y a pas de mode opératoire de soudage préqualifié. Le fabricant réalise des soudures d'essai sur des éprouvettes de tuyaux correspondant à la plage de diamètre et d'épaisseur de paroi de production prévue. Les essais destructifs comprennent des essais de traction, de rupture par entaille et de pliage. Le contrôle par radiographie peut remplacer certains essais destructifs.
La Section 5 de l'API 1104 exige que les modes opératoires de soudage soient qualifiés par des essais destructifs avant le début du soudage de production. Le processus de qualification nécessite la production de soudures d'essai sur des éprouvettes de tuyaux en utilisant le mode opératoire prévu, puis la découpe et l'essai des éprouvettes pour démontrer des propriétés mécaniques adéquates.
API 1104 Table 3 fixe le type et le nombre d'éprouvettes de qualification de mode opératoire selon le diamètre extérieur et l'épaisseur de paroi. Les nombres de traction, nick-break, pliage racine, pliage face et pliage latéral ne forment pas un jeu universel : selon la ligne, 0/2/4 éprouvettes de traction ; 2/4 nick-break ; 0/2/4 pliages racine ; 0/2/4 pliages face ; ou 0/2/4/8 pliages latéraux. La note a exige au moins un essai de traction lorsque la SMYS nominale dépasse Grade X42 même si la cellule indique 0. La note b : les essais nick-break ne sont pas exigés lorsque le joint de procédure est examiné par radiographie ou contrôle ultrasonore et est acceptable selon Section 9. Cette voie CND remplace le nick-break ; ce n'est pas un essai supplémentaire avant prélèvement des éprouvettes destructives. Section 5.6.1 / note c : tube inférieur à 2.375 in. OD nécessite deux joints d'essai pour obtenir le nombre d'éprouvettes ; tube 1.315 in. OD ou plus petit utilise une éprouvette de traction en section complète.
L'API 1104 définit les variables essentielles qui régissent les cas où une nouvelle qualification est requise. Les variables essentielles spécifiques à l'API 1104 incluent :
- Procédé de Soudage
- Un changement de Procédé de Soudage ou de combinaison de procédés nécessite une nouvelle qualification. Le SMAW, GMAW, FCAW, GTAW et SAW sont les procédés couramment qualifiés pour les applications de pipeline. Les combinaisons telles que la passe de fond GTAW avec le remplissage SMAW sont qualifiées comme un seul mode opératoire de soudage.
- Plage de SMYS des matériaux de base
- L’API 1104 exige que le DMOS indique la plage de SMYS des matériaux auxquels il s’applique (
5.3.2.2). Les changements de matériau de base sont évalués selon5.4.2.2. - Conception de joint
- Le Tableau 1 considère comme essentiels deux changements de conception du joint au titre de
5.4.2.3: le passage d'une soudure d'angle à une soudure sur chanfrein (mais pas l'inverse), et un changement majeur de type de joint. La note e énumère les principaux types de joints — square, closed square, single-bevel, single-J, double-bevel, double-J, single-V, single-U, double-V, double-U — et précise que le passage à ou depuis un chanfrein composé au sein d'un type principal de joint n'est pas un changement majeur de type de joint. - Plage d'épaisseur de paroi
- La Plage d'épaisseur de paroi qualifiée est déterminée par l'épaisseur de l'Éprouvette. Une qualification sur un matériau plus mince ne qualifie pas automatiquement un matériau plus épais. La plage qualifiée est spécifiée dans la
Section 5.4en fonction des dimensions de la Soudure d'essai. - Plage de diamètre de tuyau
- La qualification est limitée par le diamètre de l'Éprouvette. Les Plages de diamètre sont spécifiées dans la
Section 5.4. Une qualification sur des diamètres plus grands peut couvrir des diamètres plus petits dans la plage spécifiée, mais pas l'inverse sans essais séparés. - Position
- 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).
Qualification des soudeurs selon l'API 1104
L’API 1104 6.2.1 limite le soudeur par les variables essentielles de sa qualification, et non uniquement par le DMOS utilisé pour l’essai. Les variables de qualification comprennent le diamètre du tuyau, l'épaisseur de paroi, la position de soudage et la conception de joint. Les essais de qualification comprennent des essais destructifs (essais de rupture par entaille et de pliage) ou un examen radiographique de la soudure d'essai achevée.
La qualification du mode opératoire et celle du soudeur ont des variables essentielles différentes (6.1). La qualification du soudeur suit 6.2.2 pour la qualification simple et 6.3.2 pour la qualification multiple.
API 1104 Section 6.8 exige que l'entreprise tienne un enregistrement des essais donnés à chaque soudeur et des résultats détaillés de chaque essai, ainsi qu'une liste des soudeurs qualifiés et des modes opératoires pour lesquels ils sont qualifiés. Sur demande de l'entreprise, un soudeur doit se requalifier si une question se pose sur sa compétence. Le texte de la 22e édition vérifié pour cette page n'indique pas que les qualifications suivent le soudeur, deviennent automatiquement nulles en cas de changement d'entreprise, expirent pour inactivité ou dépendent d'un délai d'usage du procédé.
Soudage en service (Appendice B)
L'Appendice B de l'API 1104 couvre le soudage sur les pipelines qui sont en service — transportant du produit sous pression pendant le soudage. Le soudage en service nécessite des précautions supplémentaires : prévention de l'effondrement (vérification de l'épaisseur de paroi minimale), prévention de la fissuration par hydrogène (procédés Bas Hydrogène) et prise en compte du débit pour gérer la dissipation de la chaleur.
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 Effondrement — the welding arc melting through the remaining pipe wall into the pressurized product.
La qualification du mode opératoire de soudage en service nécessite des essais dans des conditions de débit simulées pour démontrer que le mode opératoire peut être réalisé en toute sécurité à l'épaisseur de paroi minimale rencontrée sur le terrain. Le contrôle de l'énergie de soudage est critique — une faible énergie de soudage réduit le risque d'effondrement mais augmente le risque de fissuration par hydrogène dans la Zone Affectée Thermiquement. Les exigences de Température de Préchauffage pour le soudage en service peuvent différer de celles de la nouvelle construction car le produit en circulation agit comme un puits de chaleur, augmentant les vitesses de refroidissement et la susceptibilité à la fissuration par hydrogène.
Comparaison de l'API 1104 avec d'autres Codes de Soudage
L'API 1104 régit les pipelines ; la D1.1 régit les structures en acier ; l'ASME IX régit les équipements sous pression. L'API 1104 n'a pas de mode opératoire de soudage préqualifié. Elle regroupe les métaux d'apport (Tableau 2, référencé par les règles de variable essentielle du §5.4.2.6 pour la qualification du mode opératoire ; le Tableau 4 est un regroupement distinct de métaux d'apport pour la qualification des soudeurs). L’API 1104 exige que le DMOS indique la plage de SMYS des matériaux auxquels il s’applique (5.3.2.2). Les changements de matériau de base sont évalués selon 5.4.2.2. Les critères d'acceptation comprennent à la fois des limites basées sur la qualité d'exécution (Section 9) et des méthodes d'aptitude au service (Appendice A).
API 1104 vs AWS D1.1
La norme D1.1 s'applique aux aciers de construction, tandis que l'API 1104 s'applique aux pipelines. La D1.1 qualifie les modes opératoires par épaisseur de tôle, tandis que l'API 1104 qualifie par diamètre de tuyau et épaisseur de paroi. La D1.1 autorise les modes opératoires de soudage préqualifiés selon Clause 5, tandis que l'API 1104 exige des essais de qualification pour chaque mode opératoire. L’API 1104 exige que le DMOS indique la plage de SMYS des matériaux auxquels il s’applique (5.3.2.2). Les changements de matériau de base sont évalués selon 5.4.2.2. Les critères d'acceptation de la Section 9 de l'API 1104 sont spécifiques aux soudures circulaires de tuyaux, tandis que les critères du Tableau 8.1 de la D1.1 sont pour les assemblages structuraux.
API 1104 vs ASME Section IX
Les deux normes exigent des essais de qualification des modes opératoires de soudage, mais les règles des variables essentielles et les exigences d'essai diffèrent. L’API 1104 exige que le DMOS indique la plage de SMYS des matériaux auxquels il s’applique (5.3.2.2). Les changements de matériau de base sont évalués selon 5.4.2.2. Les essais de pliage guidé et de traction de l'ASME IX diffèrent des essais de rupture par entaille et de pliage à l'envers/à l'endroit de l'API 1104. Lorsqu'un pipeline relève également de l'ASME B31.8 (transport de gaz) ou B31.4 (transport de liquides), la relation entre l'API 1104 et l'ASME Section IX doit être gérée avec soin — la B31.8 fait directement référence à l'API 1104 pour la qualification du soudage, et non à l'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 | Plage de SMYS des matériaux indiquée dans le DMOS (§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 (Visuel) | Per construction code |
| Edition | 2021 (22nd) | 2025 (25th) | 2025 |
Normes d'acceptation pour les CND
La Section 9 de l'API 1104 définit les critères d'acceptation pour les contrôles par radiographie, par magnétoscopie, par ressuage et par ultrasons des soudures de production. La Section 9 fournit des critères spécifiques pour la pénétration inadéquate, le manque de fusion, la concavité interne, l'effondrement, les inclusions de laitier et la porosité. Les critères d'acceptation sont basés sur la longueur et la distribution des indications par rapport à la Longueur de Soudure et à l'épaisseur de paroi du tuyau.
L'API 1104 inclut également des dispositions pour des critères d'acceptation alternatifs dans l'Appendice A, qui permet des méthodes d'évaluation critique d'ingénierie (ECA) basées sur la mécanique de la rupture. Selon l'Appendice A, l'acceptation des défauts est basée sur une analyse d'aptitude au service plutôt que sur des limites basées sur la qualité d'exécution, permettant potentiellement des défauts plus importants lorsque l'analyse des contraintes démontre que le défaut ne se développera pas jusqu'à une taille critique pendant la durée de vie de conception du pipeline.
Conseil pour l'examen CWI : L’API 1104 exige que le DMOS indique la plage de SMYS des matériaux auxquels il s’applique (5.3.2.2). Les changements de matériau de base sont évalués selon 5.4.2.2. La qualification du mode opératoire et celle du soudeur ont des variables essentielles différentes (6.1). La qualification du soudeur suit 6.2.2 pour la qualification simple et 6.3.2 pour la qualification multiple.
Guides des normes associées
Pour la qualification simple du soudeur, le passage du soudage en rotation au soudage en position fixe exige une nouvelle qualification. Un soudeur qualifié en position fixe peut également souder en rotation dans les limites des variables essentielles qualifiées (
API 1104:2021, 6.2.2(f)6.2.2(f)).
Foire Aux Questions
L'API 1104 est la norme de l'American Petroleum Institute pour le soudage des pipelines et des installations connexes. Elle couvre la qualification des modes opératoires de soudage, la qualification des soudeurs et les exigences d'inspection pour les pipelines utilisés pour transporter du pétrole, du gaz naturel et d'autres fluides. L'API 1104 s'applique à la nouvelle construction et au soudage en service de tuyaux en acier au carbone et faiblement allié. La norme est référencée par les réglementations sur les pipelines, y compris 49 CFR 192 (transport de gaz) et 49 CFR 195 (liquides dangereux), rendant la conformité obligatoire pour les systèmes de pipelines réglementés aux États-Unis.
L'API 1104 s'applique au soudage de pipeline (tuyaux transportant des fluides sous pression), tandis que l'AWS D1.1 s'applique aux structures en acier (bâtiments, ponts, tours). L’API 1104 exige que le DMOS indique la plage de SMYS des matériaux auxquels il s’applique (5.3.2.2). Les changements de matériau de base sont évalués selon 5.4.2.2. La qualification API 1104 est basée sur les Plages de diamètre de tuyau et d'épaisseur de paroi, tandis que la D1.1 qualifie par épaisseur de tôle. L'API 1104 a des dispositions spécifiques pour le soudage en service sur les pipelines sous pression, ce que la D1.1 n'aborde pas. Les deux exigent des essais de qualification des modes opératoires de soudage, bien que la D1.1 autorise également les modes opératoires de soudage préqualifiés selon Clause 5.
Non. L’API 1104 exige que le DMOS indique la plage de SMYS des matériaux auxquels il s’applique (5.3.2.2). Les changements de matériau de base sont évalués selon 5.4.2.2. La qualification du mode opératoire et celle du soudeur ont des variables essentielles différentes (6.1). La qualification du soudeur suit 6.2.2 pour la qualification simple et 6.3.2 pour la qualification multiple.
API 1104 Section 5 et Table 3 exigent l'essai destructif du joint de qualification de mode opératoire, avec types et nombres d'éprouvettes selon le diamètre extérieur et l'épaisseur. Les nombres de traction sont 0/2/4 ; nick-break 2/4 ; pliages racine et face 0/2/4 ; pliages latéraux 0/2/4/8. La note a exige au moins un essai de traction lorsque la SMYS nominale est supérieure à Grade X42. La note b : les essais nick-break ne sont pas exigés si le joint de procédure est examiné par radiographie ou ultrasons et acceptable selon Section 9 — cette voie CND remplace le nick-break ; ce n'est pas une étape extra universelle avant l'essai destructif. Pour le soudage en service (piquages à chaud, réparations par manchon sur lignes en service), une qualification supplémentaire selon API 1104 Appendix B est exigée, y compris l'évaluation du risque de percée et l'essai de dureté dû au refroidissement accéléré.
Le soudage en service est un Soudage effectué sur un pipeline en exploitation et pouvant contenir du produit sous pression. L'Appendice B de l'API 1104 couvre le soudage en service, y compris les piquages à chaud (raccordements de dérivation effectués pendant que le pipeline est sous pression) et les réparations par manchon. La principale préoccupation est l'effondrement, où l'arc de soudage fait fondre la paroi du tuyau dans le produit sous pression. La qualification du mode opératoire pour le soudage en service nécessite des essais dans des conditions de débit simulées et des épaisseurs de paroi minimales pour démontrer que le mode opératoire peut être effectué sans risque d'effondrement.
La Section 9 de l'API 1104 définit les Critères d'acceptation pour les soudures de production examinées par radiographie, magnétoscopie, ressuage et contrôle par ultrasons. Pour le contrôle par radiographie, la Section 9.3 spécifie les longueurs maximales admissibles pour la pénétration inadéquate (IP), le manque de fusion (IF), la concavité interne (IC) et l'effondrement (BT) en fonction de la Longueur de Soudure. Les inclusions de laitier individuelles ne doivent pas dépasser 2 pouces de longueur. Les limites de Porosité dépendent du schéma de distribution — les pores individuels, la porosité en grappe et la porosité linéaire ont chacun des Critères d'acceptation distincts basés sur le diamètre du tuyau et l'épaisseur de paroi. L'API 1104 propose également des Critères d'acceptation alternatifs dans l'Appendice A basés sur l'évaluation critique d'ingénierie (ECA) et la mécanique de la rupture.
Oui. L'API 1104 autorise tout Procédé de Soudage à l'Arc, y compris le SMAW, GTAW, GMAW, FCAW et SAW, à condition que le procédé soit qualifié par des essais selon la Section 5. Le FCAW est couramment utilisé pour les passes de remplissage et de finition dans la construction de pipelines, en particulier le FCAW auto-protégé (FCAW-S) qui ne nécessite pas de Gaz de protection externe — un avantage dans les conditions de chantier venteuses. Cependant, la plupart des passes de fond de pipeline utilisent le SMAW avec des électrodes cellulosiques (E6010/E6011) ou le GTAW pour les applications critiques. Le Procédé de Soudage est une Variable essentielle selon l'API 1104 — passer du SMAW au FCAW nécessite une nouvelle Qualification de mode opératoire. Chaque combinaison procédé-diamètre-épaisseur de paroi doit être qualifiée indépendamment.
La Section 5.4 et le Tableau 1 de l'API 1104 définissent les variables essentielles pour la Qualification de mode opératoire. Les Variables essentielles clés comprennent : le Procédé de Soudage, le Plage de SMYS des matériaux de base, la Plage de diamètre de tuyau, la Plage d'épaisseur de paroi, la Conception de joint, la Classification du métal d'apport, les caractéristiques électriques (Type de courant et Polarité), la position (roulée ou fixe), la direction du soudage (montée ou descente), le Gaz de protection et le débit, et la Température de Préchauffage. L'API 1104 distingue les variables de Catégorie I (qualification de mode opératoire de soudage standard) et les variables de Catégorie II (modes opératoires nécessitant des essais de dureté ou de ténacité). Contrairement à l'ASME IX qui utilise un système à trois niveaux (essentiel, essentiel supplémentaire, non essentiel), l'API 1104 exige une requalification lorsque toute Variable essentielle change au-delà de la plage qualifiée.