本標準規定了承壓用復合無縫鋼管的尺寸、外形、重量、技術要求、試驗方法、檢驗規則、包裝、標志和質量證明書。
本標準適用于制造鍋爐、壓力容器和壓力管道等承壓用復合無縫鋼管(以下簡稱“鋼管”)。
二、規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T222 鋼的成品化學成分允許偏差
GB/T223.5 鋼鐵 酸溶硅和全硅含量的測定 還原型硅鉬酸鹽分光光度法
GB/T 223.11 鋼鐵及合金 鉻含量的測定 可視滴定或電位滴定法
GB/T 223.12 鋼鐵及合金化學分析方法 碳酸鈉分離-二苯碳酰二肼光度法測定鉻量
GB/T223.17 鋼鐵及合金化學分析方法二安替比林甲烷光度法測定鈦量
GB/T223.23 鋼鐵及合金 鎳含量的測定 丁二酮肟分光光度法
GB/T 223.25 鋼鐵及合金化學分析方法 丁二酮肟重量法測定鎳量
GB/T 223.54 鋼鐵及合金化學分析方法 火焰原子吸收分光光度法測定鎳量
GB/T 223.58 鋼鐵及合金化學分析方法 亞砷酸鈉-亞硝酸鈉滴定法測定錳量
GB/T 223.59 鋼鐵及合金 磷含量的測定 鍛磷鉬藍分光光度法和銻磷鉬藍分光光度法
GB/T 223.60 鋼鐵及合金化學分析方法 高氯酸脫水重量法測定硅含量
GB/T 223.62 鋼鐵及合金化學分析方法 乙酸丁酯萃取光度法測定磷量
GB/T 223.63 鋼鐵及合金化學分析方法 高碘酸鈉(鉀)光度法測定錳量
GB/T 223.64 鋼鐵及合金 錘含量的測定 火焰原子吸收光譜法
GB/T223.67 鋼鐵及合金 硫含量的測定 次甲基藍分光光度法
GB/T223.68 鋼鐵及合金化學分析方法 管式爐內燃燒后碳酸鉀滴定法測定硫含量
GB/T 223.69 鋼鐵及合金 碳含量的測定 管式爐內燃燒后氣體容量法
GB/T 223.71 鋼鐵及合金化學分析方法 管式爐內燃燒后重量法測定碳含量
GB/T 223.72 鋼鐵及合金 硫含量的測定 重量法
GB/T224 鋼的脫碳層深度測定法
GB/T226 鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法
GB/T 228.1 金屬材料 拉伸試驗 第1部分∶室溫試驗方法
GB/T 229 金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法
GB/T232 金屬材料彎曲試驗方法
GB/T241 金屬管液壓試驗方法
GB/T242 金屬管擴口試驗方法
GB/T244 金屬管彎曲試驗方法
GB/T246 金屬管壓扁試驗方法
GB/T1979 結構鋼低倍組織缺陷評級圖
GB/T 2102 鋼管的驗收、包裝、標志和質量證明書
GB/T2975 鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣制備
GB/T4334—2008 金屬和合金的腐蝕不銹鋼晶間腐蝕試驗方法
GB/T 4336 碳素銅和中低合金銅 火花源原子發射光譜分析方法
GB/T5777—2008 無縫鋼管超聲波探傷檢驗方法
GB/T6394 金屬平均晶粒度測定方法
GB/T7735 鋼管渦流探傷檢驗方法
GB/T 10561—2005 鋼中非金屬夾雜物含量的測定 標準評級圖顯微檢驗法
GB/T11170 不銹鋼的光電發射光譜分析方法
GB/T12606 鋼管漏磁探傷方法
GB/T13298 金屬顯微組織檢驗方法
GB/T17395 無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差
GB/T 20066 鋼和鐵 化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法
GB/T 20123 鋼鐵 總碳硫含量的測定 高頻感應爐燃燒后紅外吸收法(常規方法)
三、術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
3.1 冶金熔合復合 metallurgy fuse composite
采用內外層金屬分別是兩種不同化學成分的鋼種通過冶金方式,使內外層金屬在結合部位相互熔融的復合方式。
3.2 爆炸成型復合 explosion forming composite
采用爆炸的方法實現基層和復層間產生焊合的復合方式。
3.3 嵌套成型復合 nesting forming composite
采用較大尺寸無縫管子嵌套較小尺寸無縫管子,再經過適當壓力加工使基層與復層緊密結合的復合方式。
3.4 復層 claddingmetal
為清足特殊流體(如腐蝕性流體)輸送要求所選擇的接觸特殊流體的金屬層。復層可以是內層,也可以是外層。
3.5 基層basemetal
滿足流體輸送管機械強度要求的金屬層,其厚度大于復層材料。基層可以是內層,也可以是外層。
四、訂貨內容
按本標準訂購鋼管的合同或訂單應包括但不限于下列內容∶
a. 標準編號
b. 產品名稱
c. 鋼的牌號(外層金屬牌號+內層金屬牌號);
d. 訂購的數量(總重量或總長度);
e. 尺寸規格【外徑×公稱壁厚(外層厚度+內層厚度),單位為毫米,mm】;
f. 特殊要求。
五、尺寸、外形及重量
5.1 外徑和壁厚
5.1.1 鋼管應按公稱外徑和公稱壁厚(外層厚度+內層厚度)交貨。根據需方要求,經供需雙方協商,鋼管可按公稱外徑和最小壁厚(外層厚度+內層厚度)、公稱內徑(d)和公稱壁厚或其他尺寸規格方式交貨。
5.1.2 鋼管的公稱外徑和壁厚應符合GB/T17395的規定,根據需方要求,經供需雙方協商,可供應GB/T17395規定以外尺寸的鋼管。
當鋼管按公稱內徑和公稱壁厚交貨時,其尺寸規格由供需雙方協商確定。
注∶無特殊說明時,本標準所述壁厚(S)包括公稱壁厚和最小壁厚,所述外徑(D)包括公稱外徑和計算外徑。
5.1.3 鋼管按公稱外徑和公稱塑厚交貨時,其公稱外徑和公稱壁厚的允許偏差虛符合表1的規定.
鋼管按公稱外徑和最小壁厚交貨時,其公稱外徑的允許偏差應符合表1的規定,壁厚的允許偏差為+22%S。
鋼管按公稱內徑和公稱壁厚交貨時,其公稱內徑的允許偏差為±1%d,公稱壁厚的允許偏差應符合表1的規定。
鋼管的公稱基層厚度(S)應為公稱壁厚的50%~90%,公稱復層厚度(S-)應為公稱壁厚的10%~50%。
根據需方要求,經供需雙方協商,可供應規定以外尺寸允許偏差的鋼管。
5.2 長度
5.2.1 鋼管的通常長度為4000mm~12000mm
經供需雙方協商,并在合同中注明,可交付長度大于12000mm或短于4000mm但不短于1000mm 的鋼管。短于4000mm但不短于1000mm的鋼管,其數量應不超過該批交貨總數量的10%.
5.2.2 根據需方要求,經供需雙方協商,并在合同中注明,銅管可按定尺長度交貨。定尺長度的允許偏差為0~+20mm。
5.3 彎曲度
5.3.1 鋼管的每米彎曲度應符合如下規定
a. 壁厚S≤15mm時,不大于1.5mm/m
b. 壁厚15mm<S≤30mm時,不大于2.0mm/m;
c. 壁厚S>30mm時,不大于3.0mm/m.
5.3.2 公稱直徑不小于127mm的鋼管,其全長彎曲度應不大于鋼管長度的0.1%。
5.3.3 根據需方要求,經供需雙方協商,并在合同中注明,鋼管的每米彎曲度和全長彎曲度可采用其他規定。
5.4 不圓度和壁厚不均
根據需方要求,經供需雙方協商,并在合同中注明,鋼管的不圍度和壁厚不均應分別不超過外徑公差和壁厚公差的80%。
5.5 端頭外形
鋼管兩端端面應與鋼管軸線垂直,切口毛刺應予清除。
5.6 重量
鋼管按實際重量交貨。
六、技術要求
6.1 鋼的牌號和化學成分
6.1.1 鋼的牌號和化學成分(熔煉分析)應符合表2的規定。
6.1.2 根據需方要求,經供需雙方協商,并在合同中注明,可供應表2規定以外牌號的鋼管。
6.1.3 優質碳素鋼、低合金鋼和合金鋼鋼中殘余元素的含量應符合表3的要求。
6.1.4 成品鋼管化學成分的允許偏差應符合GB/T 222的規定。
6.2 制造方法
6.2.1 鋼的冶煉方法
鋼應采用粗煉鋼水經真空精煉處理或電渣重熔方法冶煉。經供需雙方協商,并在合同中注明,可采用其他較高要求的冶煉方法。需方指定某一種冶煉方法時,應在合同中注明。
6.2.2 管坯的制造方法
冶金熔合復合無縫鋼管管坯應采用雙金屬冶金熔合方式復合在一起的方法制造。根據需方要求,并在合同中注明,也可按其他方法制造復合無縫管管坯。
6.2.3 鋼管的制造方法
冶金熔合復合無縫鋼管應采用熱擠(軋)、冷拔(軋)無縫方法制造。根據需方要求,并在合同中注明,也可將兩個牌號的無縫鋼管按爆炸成型、嵌套等其他方法制造。
6.3 交貨狀態
鋼管應以熱處理狀態交貨。熱處理溫度應適合基層和復層兩種材料,以獲得最佳理化性能。熱處理工藝應在質量證明書中注明。
根據需方要求,經供需雙方協商,并在合同中注明,可供應其他狀態的復合無縫鋼管。
6.4 力學性能
6.4.1 拉伸試驗
6.4.1.1 鋼管應進行基層或整體(包括基層和復層)室溫拉伸試驗。當按基層進行試驗時,其拉伸力學性能應符合表4的規定;當按整體進行試驗時,其拉伸力學性能應符合表4中相應基層牌號的規定。
6.4.1.2 對基層材料進行拉伸試驗時,應完全去除復層材料。
6.4.1.3 外徑小于219mm的鋼管,基層或整體拉伸試驗應沿鋼管縱向取樣。
外徑不小于219mm的鋼管,當鋼管基層尺寸足以制取橫向圓形截面試樣時,鋼管應做基層橫向拉仲試驗。基層橫向拉伸試驗應取直徑為10mm的圓形橫截面試樣;當鋼管基層尺寸不足以截取10mm 試樣時,則應采用直徑為8mm或5mm中可能的較大尺寸橫向圓形截面試樣。橫向圓形截面試樣應取自未經壓扁的管端。當鋼管基層尺寸不足以截取5mm圓形橫截面試樣時,鋼管應做基層或整體縱向拉伸試驗。
6.4.2 沖擊試驗
6.4.2.1 鋼管應進行基層室溫沖擊試驗,沖擊吸收能量應符表4的規定。
6.4.2.2 表4中的沖擊吸收能量為全尺寸試樣夏比V型缺口沖擊吸收能量要求值。當采用小尺寸沖擊試樣時,小尺寸試樣的最小夏比V型缺口沖擊吸收能量要求值應為全尺寸試樣沖擊吸收能量要求值乘以表5中的遞減系數。
6.4.2.3 外徑小于219mm的鋼管,沖擊試驗沿鋼管縱向或橫向取樣;如合同中無特殊規定,仲裁試樣應沿鍋管縱向截取。外徑不小于219mm的鋼管,沖擊試驗沿鋼管橫向取樣。
無論沿鋼管縱向還是橫向截取,沖擊試樣均應為標準尺寸、寬度7.5mm或寬度5m中盡可能的較大尺寸試樣。當銅管基層尺寸不足以制取5mm沖擊試樣時,沖擊試驗不作要求。
6.5 液壓試驗
鋼管應逐根進行液壓試驗。液壓試驗壓力按式(1)計算,最大試驗壓力為20MPa。在試驗壓力下,穩壓時間應不少于10s,鋼管不允許出現滲漏現象,
p=2SR/D …………………………(1)
式中
p————試驗壓力,單位為兆帕(MPa),當p<7MPa時,修約到最接近的0.5MPa,當p≥7MPa時,修約到最接近的1MPa;
S——鋼管壁厚,單位為毫米(mm);
D————鋼管公稱外徑或計算外徑,單位為毫米(mm);
R——許用應力,按表4中基層屈服強度的80%,單位為兆帕(MPa)。
經需方同意,并在合同中注明,對于冶金熔合復合鋼管供方可用渦流探傷代替液壓試驗。渦流探傷時,對比樣管人工缺陷應符合GB/T7735中驗收等級B的規定。
6.6 結合層粘結力剪切強度試驗
6.6.1 根據需方要求,經供需雙方協商,并在合同中注明,復層厚度大于或等于1.9mm的冶金熔合復合鋼管和冶金結合的爆炸咸型復合鋼管可進行結合層粘結力剪切強度試驗。其結合層粘結力剪切強度應符合表6的規定。
剪切強度試驗方法為從成品鋼管上取略大于如圖1所示尺寸的試樣,先將試樣壓平,然后加工成下圖所示試樣進行剪切強度試驗。
6.6.2 復層厚度小于1.9mm的復合無縫鋼管,其基層和復層粘結力剪切強度試驗可用壓扁試驗代替。閉合壓扁后基層和復層之間不允許出現分層或開裂。
6.8 低倍檢驗
鋼管應做低倍檢驗。低倍檢驗橫截面酸浸試片上不允許有目視可見的白點、夾雜、皮下氣泡、翻皮和分層。
6.9 非金屬夾雜物
鋼管應做非金屬夾雜物檢驗。鋼管的非金屬夾雜物按GB/T10561—2005中的A法評級,其A、B、C、D各類夾雜物的細系級別和粗系緩別應分別不大于2.5級,DS類夾雜物應不大于2.5級;A、B、C、D各類夾雜物的細系級別總數與粗系級別總數應各不大于6.5級。6.10 晶粒度
鋼管基層的晶粒度應為4級或更細,且兩個試片上晶粒度最大級別與最小級別差應不超過3級。
6.11 顯微組織
6.11.1 鋼管基層的顯微組織應符合如下規定∶
a. 優質碳素鈉和低合金銷應為鐵素體加珠光體;
b. 15MoG、12CrMoG、15CrMoG應為鐵素體加珠光體,允許存在粒狀貝氏體,不允許存在相變臨界溫度Ag~Ag之間的不完全相變產物(如黃塊狀組織);
c. 12Cr1MoVG應為鐵素體加粒狀貝氏體或鐵素體加珠光體或鐵素體加粒狀貝氏體加珠光體,允許存在索氏體,不允許存在相變臨界溫度Ac~Ac之間的不完全相變產物(如黃塊狀組織)。
6.11.2 鋼管復層為雙相型不銹鋼時,其顯微組織應為奧氏體加鐵素體,且奧氏體相的比例應為40%~60%。
6.11.3 鋼管基層和復層間的熔合層靠近復層的區域應沒有明顯的碳遷移現象。
6.12 脫碳層
外徑不大于76mm的鋼管應檢驗基層的全脫碳層。基層的全脫碳層深度應不大于0.4mm.
6.13 表面質量
6.13.1 鋼管的內外表面不允許有裂紋、折疊、結疤、軋折和離層。這些缺陷應完全清除,缺陷清除深度應不超過壁厚的10%,缺陷清除處的實際壁厚應不小于壁厚所允許的最小值。鋼管內外表面直道的深度應不大于壁厚的4%,且最大為0.2mm。不超過壁厚允許負偏差的其他局部缺陷允許存在。
6.13.2 鋼管應進行酸洗或拋光處理。
6.14 無損檢驗
冶金熔合復合無縫鋼管應按GB/T5777—2008的規定逐根全長進行超聲波探傷檢驗。超聲波探傷檢驗對比樣管縱向刻槽深度應符合驗收等級L2的規定。當鋼管壁厚與外徑之比大于0.2時,除非合同中另有規定,鋼管內壁人工缺陷深度按GB/T5777-2008中附錄C的C.1規定執行。當銅管按最小壁厚交貨時,對比樣管刻槽深度按鋼管平均壁厚計算。
根據需方要求,經供需雙方協商,并在合同中注明,可做其他無損檢驗。
6.15 復層的晶間腐蝕檢驗
鋼管的復層應進行晶間腐蝕檢驗,晶間腐蝕檢驗方法應符合GB/T4334—2008中E 法的規定。經供需雙方協商,并在合同中注明,可采用其他晶問腐蝕試樣方法。
七、檢驗和試驗方法
7.1 鋼管的尺寸和外形應采用符合精度要求的量具逐根測量。
7.2 鋼管的內外表面應在充分照明條件下逐根目視檢查。
7.3 鋼管其他檢驗的試驗方法和取樣方法應符合表8的規定。
八、檢驗規則
8.1 檢查和驗收
鋼管的檢查和驗收由供方質量技術監督部門進行。
8.2 組批規則
鋼管的化學成分、低倍檢驗和非金屬夾雜物檢驗可按熔煉爐檢查和驗收,鋼管的其余檢驗項目應按批檢查和驗收,每批應由同一基層牌號、同一復層牌號、同一基層爐號、同一復層爐號、同一規格和同一熱處理制度(爐次)的鋼管組成。每批鋼管的數量應不超過400根。
8.3 取樣數量
每批鋼管各項檢驗的取樣數量應符合表8的規定。
8.4 復驗與判定規則
鋼管的復驗與判定規則應符合GB/T2102的規定。
九、包裝、標志和質量證明書
鋼管的包裝、標志和質量證明書應符合GB/T2102的規定。
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