GB/T 34356-2017 低温环境用法兰锻件

　　ICS 77 . 140 . 85 J 32

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 34356—2017

　　低温环境用法兰锻件

　　Flangeforgingsforlow temperatureservice

　　2017-10-14 发布 2018-05-01 实施

　　中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中 国 国 家 标 准 化 管 理 委 员 会

　　发

　　布

　　GB/T 34356—20 17

　　前 言

　　本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

　　本标准由全国锻压标准化技术委员会(SAC/TC 74)提出并归口 。

　　本标准起草单位：山西金瑞高压环件有限公司、北京机电研究所、贵州安大航空锻造有限责任公司、武汉理工大学、机械科学研究院浙江分院有限公司。

　　本标准主要起草人：兰鹏光、续建、周林、金红、陈祖祥、华林、计亚平、陈鹏、戎亮、杨孝荣、邓松、陈文敬、魏巍。

　　GB/T 34356—20 17

　　低温环境用法兰锻件

　　1 范围

　　本标准规定了低温环境用(- 73 ℃ ~- 29 ℃)法兰锻件( 以下简称“锻件”)的术语和定义、订货内容和一般要求、技术要求、试验方法、检验规则及标志、标签和随行文件。

　　本标准适用于低温环境下(- 73 ℃ ~-29 ℃)石油或天然气管道用碳素钢或合金钢法兰锻件。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件，仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 8541 锻压术语

　　HG/T 20615 钢制管法兰(Class 系列)

　　HG/T 20623 大直径钢制管法兰(Class 系列)

　　ASTM A388/A388M 钢锻件的超声波检验的标准实施规程 (Standard Practice for Ultrasonic Examination of Steel Forgings)

　　ASTM A788/A788M-2015 通用要求钢锻件的标准规格 (Standard Specification for Steel Forg- ings, General Requirements)

　　ASTM A961/A961M 钢制法兰、锻制配件、阀门以及管道应用零件的标准规格(Standard Specifi- cation for Common Requirements for Steel Flanges, Forged Fittings, Valves, and Parts for Piping Applications)

　　ASTM E23-2012c 金属材料切口冲击试验的标准试验方法(Standard Test Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials)

　　ASME B16.5 管法兰和法兰管件.NPS1/2 至 NPS24 公制/英制标准 (Pipe Flanges and Flanged Fittings.NPS1/2 Through NPS24 Metric/Inch Standard)

　　ASME B16.47 大直径钢法兰.NPS 26~NPS 60 公制/英制标准 (Large Diameter Steel Flanges. NPS 26 Through NPS 60 Metric/Inch Standard)

　　ASME 锅炉及压力容器规范 国际性规范.第 Ⅷ卷 1 册，压力容器.UG-84 (Boiler and Pressure Vessel Code.Section Ⅷ —Division 1 , Pressure Vessel.UG-84 articles; Ⅸ , welding assessment)

　　ASME 锅 炉 及 压 力 容 器 规 范 国 际 性 规 范.第 Ⅸ卷 焊 接 和 钎 接 评 定 ( Boiler and Pressure Vessel Code.Section Ⅸ , Welding)

　　AWS A5. 5/A5. 5M 保护金属极电弧焊接用低合金钢电焊电极规范 [Specification for Low— Alloy Steel Electrodes for Shielded Metal Arc Welding (10th Edition)]

　　MSS SP-44 钢质管道法兰(Steel Pipeline Flanges)

　　3 术语和定义

　　GB/T 8541 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

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　　3.1

　　白点 flakes

　　在热加工后的冷却过程中，由于氢的溶解度降低析出和局部相变而产生的应力引起的短而不连续的材料内部裂纹。

　　3.2

　　表面线性缺陷(或痕迹)linearsurfaceimperfection(orindication)

　　长度至少是宽度 3 倍的缺陷。

　　4 订货内容和一般要求

　　4 . 1 需方应在采购订货单上明确以下订货信息;

　　a) 钢号 ;

　　b ) 订货数量;

　　c) 产品执行标准，规格、压力等级、密封面形式;

　　d) 补充要求;

　　e) 附加要求。

　　4 . 2 按照本标准制造的锻件应符合 ASTM A961/A961M 的要求，包括订货单中标明的所有补充性要求 。本标准与 ASTM A961/A961M 冲突时，以本标准为准。

　　4 . 3 当需方有特殊要求时，应符合附录 A 的规定，并在订单上注明。

　　4 . 4 锻件尺寸标准应符合 HG/T 20615、HG/T 20623、ASME B16 . 5、ASME B16 . 47、MSS SP-44 或订单规定的其他标准以及加工图纸的要求。

　　4 . 5 本标准涵盖了 8 个钢号的材料、4 个强度等级以及 3 个冲击韧性等级。 等级的选择应根据使用温度条件及力学性能要求。

　　5 技术要求

　　5 . 1 材料和锻件制造要求

　　5 . 1 . 1 原材料冶炼应符合 ASTM A961/A961M 的规定。 推荐采用真空脱气、炉外精炼或电渣重熔的冶炼方法。 材料应为钢锭、连铸坯或轧坯。

　　5 . 1 . 2 锻件产品应符合 ASTM A788/A788M—2015 中第 3 章的规定。

　　5 . 1 . 3 锻件应在组织转变温度范围以下充分冷却。 冷却方法应保证不出现裂纹、白点等。

　　5 . 1 . 4 锻件热处理应符合如下要求：

　　a) 锻件热处理应包括退火、正火、正火+回火、析出硬化、调质、正火时效析出硬化、淬火时效析出硬化中的一种或几种。 除时效析出硬化处理外，所有热处理方法的步骤应符合 ASTM A961/ A961M 的规定。 时效析出硬化要求为：加热至 538 ℃ ~677 ℃范围，保温时间不低于 0 . 5 h,冷却方式和冷却速度不做规定。

　　b ) 重新热处理：产品的拉伸性能或冲击性能不符合本标准的要求时，供方可按照本标准的热处理规范对锻件重新热处理，重新热处理次数不超过 2 次，回火次数不限。

　　5 . 2 化学成分

　　5 . 2 . 1 化学冶炼分析应符合 ASTM A961/A961M规定，化学成分应符合表 1 规定。

　　5 . 2 . 2 锻件不准许使用含铅钢。

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　　表 1 化学成分要求 %

　　5 . 3 力学性能要求

　　5 . 3 . 1 锻件焊颈处材料的力学性能应符合表 2 中的要求。

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　　表 2 力学性能要求

　　5 . 3 . 2 拉伸要求应符合 ASTM A961/A961M 的规定。 同时应注意以下两种情况：

　　a) 每一热处理装料批次的每一冶炼炉次应进行一次拉伸试验;

　　b ) 当热处理过程相同时，按批装料或连续装料且配备高温记录仪的热处理炉温度均匀性在± 14 ℃ 范围内，只需对每一冶炼炉次进行一次拉伸试验，测试试样的材料取自一个炉的装料。

　　5 . 3 . 3 每个法兰锻件应有足够的硬度测点，且硬度值应符合表 2 规定，测试法兰锻件的数量由供需双方协商确定。 需方可在产品的任意位置进行复验，但是不能作为产品拒收依据。

　　5 . 3 . 4 冲击性能要求应满足如下条件：

　　a) 如果焊颈截面的厚度不小于 6 mm,则焊颈部位材料的冲击性能应满足表 2 的要求;

　　b ) 试样应取自热处理后的锻件，或用于制造锻件的单独锻造试块，试块制作要求应符合 ASTM A961/A961M 的要求;

　　c) 如果焊颈的厚度小于等于 50 mm,试样应在焊颈中心部位选取，如果焊颈的厚度大于 50 mm,试样应在表面与厚度中心的中间位置选取，试样应按照法兰孔的径向取样;

　　d) 每次冲击试验，试样为 1 组 3 个，且 3 个试样应属于同一热处理装料批次的同一熔炼炉号;

　　e) 除非另有规定，测试温度按照表 3 要求执行。

　　表 3 冲击测试温度a，b

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　　表 3(续)

　　5 . 4 成品分析

　　需方应按照 ASTM A961/A961M5 对法兰锻件进行成品分析。

　　5 . 5 超声波检查要求

　　如果法兰焊颈的直径大于或者等于 610 mm,应对焊接端 50 mm 范围内的所有部位进行超声波检测 。超声波检查的要求可由供需双方协商确定。

　　5 . 6 静水压试验要求

　　根据本标准生产的锻件应符合法兰成品的静水压试验要求，可由供需双方协商确定。

　　5 . 7 补焊要求

　　法兰需要补焊时应经过需方批准。 并应注意以下几点：

　　a) 补焊处与基体应按照第 5 . 7b) 的要求进行热处理，在表 3 的试验温度下，补焊处的力学性能和冲击性能应符合表 2 的要求。 补焊可采用 SMAW 手工电弧焊(使用低氢焊条)，GMAW 气体保护焊，FCAW 二氧化碳气体保护焊或 GTAW 钨极气体保护焊。 电焊条应满足 AWS A5 . 5/ A5 . 5M 的要求。 GMAW 气体保护焊，仅适用于射流过渡或者脉冲电弧焊。 FCAW 二氧化碳气体保护焊，仅适用于碳或碳钼母材修复。 焊修工艺应符合 ASME锅炉及压力容器规范 国际性规范.第 Ⅷ卷 1 册，压力容器.UG-84;第 Ⅸ卷 焊接和钎接评定的要求。

　　b ) 法兰焊修后应进行局部热处理或整体热处理。

　　c) 重新热处理后，产品应依据第 5 . 5 进行超声波检验。

　　5 . 8 工艺、表面处理及外观

　　除符合 ASTM A961/A961M要求外锻件不能有以下损坏，否则需进行表面机加工处理：

　　a) 焊接端：机加工后的焊接坡口应目测合格，不准许存在折叠夹杂等缺陷;

　　b ) 产品表面：不能有超过 3 mm 的表面线性缺陷，如碰伤、划痕、蚀点等。

　　6 试验方法

　　6 . 1 力学性能试验

　　力学性能测试方法应符合 ASTM A961/A961M 的要求。 取样要求如下：

　　a) 外径小于 610 mm 的法兰，锻造试块的尺寸不小于宽 50 mm、厚 50 mm、长 300 mm。 试样应

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　　在平行于锻造试块长度方向的纵轴上选取。

　　b) 外径大于或等于 610 mm 的法兰，锻造试块的尺寸及试样取样方向由供需双方协商确定。

　　c) 试样应在法兰颈部最薄截面的中心处或距离锻造试块表面 19 mm 处选取。 法兰上的取样方向由供需双方协商确定。

　　6 . 2 超声波试验

　　纵波检测使用直径为 25 mm~ 29 mm 或者面积为 25 mm2 的 2 . 25 MHz 传感器。 检测应按照ASTM A388/A388M 的通用要求执行。

　　6 . 3 静水压试验

　　需方可根据 ASTM A961/A961M 中关于静水压试验的补充性要求，指定第三方进行检测。

　　6 . 4 补焊试验

　　补焊的相关程序应按 ASTM A961/A961M要求执行。

　　7 检验规则

　　7 . 1 检验方法

　　检验条款按 ASTM A961/A961M执行。

　　7 . 2 超声波检验规则

　　出现下列 3 种情况时判定为废品：

　　a) 任何区域检测出大于或等于 6 mm平底孔反射信号;

　　b) 多个显示的波幅超过参考平底孔波幅的 50%,并伴随 50%的底波损失;

　　c) 任何底波完全损失的显示。

　　7 . 3 拒收和复检

　　7 . 3 . 1 在交付后，如果在使用中发现产品不合格，导致不能使用，产品将报废，并且通知供方。

　　7 . 3 . 2 需方应按照 ASTM A961/A961M要求进行复验。

　　8 标志、标签和随行文件

　　8 . 1 证书

　　除标准 ASTM A961/A961M对证书要求外，试验报告也应提供给需方或其代表。 试验报告需包括以下内容：

　　a) 热处理类型包括温度范围、次数及冷却方式，见 5 . 1 . 4 ;

　　b) 冶炼化学成分分析结果，报告结果应符合表 1 的要求;

　　c) 产品化学成分分析结果，报告结果应符合表 1 的要求;

　　d) 拉伸性能结果，包括屈服强度和抗拉强度、伸长率及断面收缩率，报告结果应符合表 2 的要求;

　　e) 冲击性能结果，报告结果应符合表 2 的要求;

　　f) 硬度试验结果，报告结果应符合表 2 要求;

　　g) 超声检验结果(如果进行此项检验则需提供);

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　　h) 采购订单中规定的任何补充试验。

　　8 . 2 产品标识和标签

　　8 . 2 . 1 除符合 ASTMA961/A961M 的产品标识规定外，还应符合：

　　a) 冲击试验温度应清晰打钢印到每一法兰上;

　　b) 如果锻件经过调质或经过淬火和时效处理，应在锻件的 ASTM牌号后标记 QT或 QA;

　　c) 焊补后的锻件应在 ASTM牌号后标记 W。

　　8 . 2 . 2 条形码除执行 8 . 2 . 1 要求外，也可以作为一种补充的识别方法。 需方可在订单中规定使用的条形码系统。 如果由供方提供条形码，条形码系统应符合已发布的条形码工业标准。 如果条形码用于小零件，则条形码需印到盒子上或贴在牢固标签上。

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　　附 录 A

　　(规范性附录)

　　补 充 要 求

　　A.1 一般要求

　　ASTM A961/A961M 中的所有补充要求与本附录只有在需方购货订单规定时才适用。

　　A.2 超声波检验

　　直径小于 610 mm 的法兰应按照 5 . 5 和 6 . 2 要求进行超声波检验。

　　A.3 附加拉伸及冲击试验

　　除 5 . 3 要求外，供需双方应商定取样位置，从代表性锻件取一组抗拉试样、一组冲击试样。 试样试验结果应符合表 1 及表 3 的要求，并提供给需方。

　　A.4 碳当量

　　A.4 . 1 钢号 L1 、L2 及 L3 熔炼分析的最大碳当量应符合表 A. 1 的要求。

　　表 A.1 最大碳当量值

　　A.4 . 2 碳当量按以下公式判定：

　　CE=C+Mn/ 6+ ( Cr+Mo+V)/5+ ( Ni+Cu)/15

　　A.4 . 3 供需双方同意时碳当量可高于最大值。

　　A.5 缺口韧性，50%最小剪切

　　除 5 . 3 . 4 要求外，冲击试样应在订单规定的温度下呈现至少 50%剪切面积。

　　A.6 附加超声波检测要求

　　除 5 . 5、6 . 2 和 7 . 2 要求外，锻件应按照 ASTM A388/A388M 使用斜探法进行超声波检测。 测试范围为距焊接端 50 mm 范围内，验收要求由供需双方协商确定。

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　　A.7 缺口韧性、测量、百分比剪切和横向膨胀值的报告

　　除 5 . 3 . 4 要求外，剪切面积百分比和横向膨胀值需要测量并做报告。 其测量方法和报告，应符合

　　ASTM E23-2012c 中第 9 章、第 10 章规定的方法。