GB/T 37701-2019 石油天然气工业用内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管
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资料介绍
ICS 75 . 200;23 . 040 . 0 1 E 16 ;J 15
中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准
GB/T 37701—2019
石油天然气工业用内覆或衬里耐腐蚀
合金复合钢管
Corrosionresistantalloycladorlinedsteelpipeforpetroleum and
naturalgasindustries
2019-06-04 发布 2020-01-01 实施
国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会
发
布
GB/T 37701—2019
GB/T 37701—2019
前 言
本标准按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准由全国石油天然气标准化技术委员会(SAC/TC 355)提出并归口 。
本标准起草单位:中国石油集团石油管工程技术研究院、中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司、浙江天管久立特材有限公司、中国石油工程建设有限公司西南分公司、中国石油阿姆河天然气勘探开发(北京)有限公司、西安向阳航天材料股份有限公司、中国石化石油工程设计有限公司、郑州万达重工股份有限公司、上海海隆复合钢管制造有限公司、沧州隆泰迪管道科技有限公司、宝鸡石油钢管有限责任公司、中海油研究总院有限责任公司。
本标准主要起草人:魏斌、李发根、夏正文、李为卫、赵新伟、方伟、戚东涛、李亚军、姜放、刘有超、吴泽、袁希海、刘建彬、王春建、王晓峰、徐艳迪、曹静、刘云、邱锋、廖青云、吴立斌。
GB/T 37701—2019
石油天然气工业用内覆或衬里耐腐蚀
合金复合钢管
1 范围
本标准规定了石油天然气工业管道输送系统用内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管的购方须知、制造、理化性能、试验方法、检验规则、标志、包装、储存和防护及文件要求。
本标准适用于石油天然气工业领域输送含有腐蚀性介质的石油、天然气和水等流体用耐腐蚀合金复合钢管。
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 228 . 1 金属材料 拉伸试验 第 1 部分:室温试验方法
GB/T 228 . 2 金属材料 拉伸试验 第 2 部分:高温试验方法
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 2653 焊接接头弯曲试验方法
GB/T 4334—2008 金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法
GB/T 4340 . 1 金属材料 维氏硬度试验 第 1 部分:试验方法
GB/T 6394-2017 金属平均晶粒度测定方法
GB/T 6396 复合钢板力学及工艺性能试验方法
GB/T 8923 . 1-2011 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的 目视评定 第 1 部分:未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级
GB/T 9445 无损检测 人员资格鉴定与认证
GB/T 13298 金属显微组织检验方法
GB/T 15970 . 2 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验 第 2 部分:弯梁试样的制备和应用
GB/T 18590 金属和合金的腐蚀 点蚀评定方法
GB 50251 输气管道工程设计规范
GB 50253 输油管道工程设计规范
NB/T 47002 . 1—2009 压力容器用爆炸焊接复合板 第 1 部分:不锈钢-钢复合板
NB/T 47002 . 2—2009 压力容器用爆炸焊接复合板 第 2 部分:镍-钢复合板
NB/T 47013 . 3 承压设备无损检测 第 3 部分:超声检测
NB/T 47013 . 4 承压设备无损检测 第 4 部分:磁粉检测
NB/T 47013 . 5—2015 承压设备无损检测 第 5 部分:渗透检测
NB/T 47013 . 7 承压设备无损检测 第 7 部分:目视检测
NB/T 47014 承压设备焊接工艺评定
NB/T 47015 压力容器焊接规程
SY/T 4109 石油天然气钢质管道无损检测
SY/T 6423 . 1 石油天然气工业 钢管无损检测方法 第 1 部分:焊接钢管焊缝缺欠的射线检测
GB/T 37701—2019
SY/T 6423 . 2 石油天然气工业 钢管无损检测方法 第 2 部分:焊接钢管焊缝纵向和/或横向缺欠的自动超声检测
SY/T 6423 . 4—2013 石油天然气工业 钢管无损检测方法 第 4 部分:无缝和焊接钢管分层缺欠的自动超声检测
SY/T 6423 . 5 石油天然气工业 钢管无损检测方法 第 5 部分:焊接钢管焊缝缺欠的数字射线检测
SY/T 6476 管线钢管落锤撕裂试验方法
SY/T 6601 耐腐蚀合金管线管
YB/T 4282—2012 压力容器用热轧不锈钢复合钢板
TSG Z6002 特种设备焊接操作人员考核细则
ISO 10893-2 : 2011 钢管无损检测 第 2 部分:无缝和焊接(埋弧焊除外)钢管缺欠的 自动涡流检
测 (Non-destructive testing of steel tubes—Part 2 : Automated eddy current testing of seamless and welded (except submerged arc-welded) steel tubes for the detection of imperfections)
ISO 10893-10 : 2011 钢管无损检测 第 10 部分:无缝和焊管(埋弧焊除外)钢管纵向和/或横向缺
欠的全周 自动超声检测[Non-destructive testing of steel tubes—Part 10 : Automated full peripheral ul- trasonic testing of seamless and welded (except submerged arc-welded) steel tubes for the detection of longitudinal and/or transverse imperfections]
ISO 15156-1 石油天然气工业 油气开采中用于含 H 2 S 环境下的材料 第 1 部分:抗裂材料选
择 的 一 般 原 则 ( Petroleum and natural gas industries—Materials for use in H2 S-containing environments in oil and gas production—Part 1 : General principles for selection of cracking-resistant
materials)
ISO 15156-2 石油天然气工业 油气开采中用于含 H 2 S 环境下的材料 第 2 部分:抗裂碳钢和
低合金钢以及铸铁的使用 (Petroleum and natural gas industries—Materials for use in H2 S-containing environments in oil and gas production—Part 2 : Cracking-resistant carbon and low-alloy steels , and
the use of cast irons)
ISO 15156-3 : 2015 石油天然气工业 油气开采中用于含 H 2 S环境下的材料 第 3 部分:抗开裂
耐腐蚀合金和其他合金[Petroleum and natural gas industries—Materials for use in H2 S-containing en- vironments in oil and gas production—Part 3 : Cracking-resistant CRAs ( corrosion-resistant alloys) and other alloys]
API Spec 5L: 2018 管线钢管规范 (Specification for line pipe)
API Spec 5LD 内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范 (Specification for CRA clad or lined steel pipe)
ASTM A263—2012 铬不锈钢复合钢板标准规范 (Standard specification for stainless chromium steel-clad plate)
ASTM A264—2012 铬 镍 不 锈 钢 复 合 钢 板 标 准 规 范 ( Standard specification for stainless
chromium-nickel steel-clad plate)
ASTM A265—2012 镍 与 镍 基 合 金 复 合 钢 板 标 准 规 范 ( Standard specification for nickel and
nickel-base alloy-clad steel plate)
ASTM G28—2002 锻制高镍铬轴承合金晶间腐蚀敏感性检测的标准试验方法( Standard test methods for detecting susceptibility to intergranular corrosion in wrought, nickel-rich, chromium-bear- ing alloys)
GB/T 37701—2019
3 术语和定义、符号和缩略语
3 . 1 术语和定义
API Spec 5L: 2018 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3 . 1 . 1
购方 purchaser
负责复合钢管产品订货要求且为所购产品付款的业主、或其代理人、检查人员以及其他被授权的代表。
3.1.2
制造商 manufacturer
负责生产复合钢管且对产品做标志的工厂或公司。
3.1.3
冶金复合 metallurgicalbonding
通过热轧、爆炸、堆焊、热挤压等复合工艺,使 CRA 与碳钢或低合金钢的接触界面形成原子间相互扩散而形成的结合。
3.1.4
基层 backinglayer
复合板或复合钢管的承受力学载荷部分。
注:基层由碳钢或低合金钢材料制成。
3.1.5
基管 backingpipe
用于制造复合钢管基层的碳钢管或低合金钢管。
3.1.6
覆层 cladlayer
结合在基层表面且与基层形成冶金复合的不锈钢、铁镍基合金或镍基合金或其他 CRA材料部分。
3.1.7
衬里层 linedlayer
衬附于基层表面且与基层之间未形成原子扩散的不锈钢、铁镍基合金或镍基合金或其他 CRA 材料部分。
3.1.8
耐腐蚀合金层 corrosionresistantalloylayer
由不锈钢、铁镍基合金或镍基合金或其他 CRA材料制成的衬里层和覆层的统称。
注:耐腐蚀合金层简称 CRA层。
3.1.9
内覆复合钢管 cladsteelpipe
CRA层以冶金复合方式结合在基层内表面所制造成的双金属层钢管。
3 . 1 . 10
衬里复合钢管 linedsteelpipe
CRA层衬附于基层内表面且接触界面间未形成原子扩散而形成的双金属层钢管。
3 . 1 . 1 1
耐腐蚀合金复合钢管 corrosionresistantalloysteelpipe
按照基层承受力学载荷、CRA层材料防腐蚀的原则制成的双金属层钢管。
注:耐腐蚀合金复合钢管简称 CRA复合钢管或复合钢管。
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3 . 1 . 12
焊接内覆复合钢管 weldingcladsteelpipe
采用复合板卷制焊接工艺或以焊接钢管为基层采用堆焊工艺制造的内覆复合钢管。
3 . 1 . 13
无缝内覆复合钢管 seamlesscladsteelpipe
基层为无缝钢管的内覆复合钢管。
3 . 1 . 14
未结合 unbound
复合板或复合钢管的覆层与基层之间的未黏接。
3 . 1 . 15
剪切结合强度 shearbondstrength
使覆层与基层之间发生分离的单位接触面积所需要的切向应力。
3 . 1 . 16
封焊 sealingweld
封闭复合钢管的管端衬里层与基层之间环状间隙的焊缝。
3 . 1 . 17
酸性环境 sourenvironment
H2 S分压大于或等于 0 . 3 kPa并能够引起如 ISO 15156-2 所规定的碳钢或低合金钢材料发生 SSC和 HIC失效形式的含石油、天然气和水等介质的单相或多相流体环境。
3 . 1 . 18
紧密度 tightness
使基层与衬里层发生滑移的单位接触面积所需要的最大应力。
3 . 2 符号和代号
下列符号和代号适用于本文件。
D —复合钢管的规定外径,单位为毫米(mm) ;
d —复合钢管的端部内径,单位为毫米(mm) ;
Rm —抗拉强度,单位为兆帕(MPa) ;
Rt0.5 — 总伸长率 0 . 5%的屈服强度,单位为兆帕(MPa) ;
t —CRA层的公称壁厚,单位为毫米(mm) ;
tb —基层的公称壁厚,单位为毫米(mm)。
3 . 3 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
AUT:自动超声检测(automatic ultrasonic testing)
COWL:组合直缝焊接(combination longitudinal welding)
CLR:裂纹长度率(crack length ratio)
CRA:耐腐蚀合金(corrosion resistant alloy)
CSR:裂纹敏感率 (crack sensitivity ratio)
CTR:裂纹厚度率(crack thickness ratio)
CVN:夏比 V型缺口(Charpy V-notch)
DWT:落锤撕裂试验(drop-weight tear)
HAZ:热影响区(heat-affected zone)
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HFW:高频电阻焊(high-frequency electric welding)
HIC:氢致开裂(hydrogen induced cracking)
MPQT:制造工艺评定试验(manufacturing procedure qualification test)
MPS:制造工艺规范(manufacturing procedure specification)
MT:磁粉检测 (magnetic particle testing)
NDT:无损检测(nondestructive testing)
PREN:耐点蚀当量数(pitting resistance equivalent number)
注:根据材质类型,PREN 可采用(狑Cr+3.3狑Mo+16狑N) 计算,或采用[狑Cr+3. 3(狑Mo+0. 5狑W) +16狑N]计算,其中,狑Cr 、狑Mo 、狑W 、狑N 分别代表 CRA 中元素 Cr、Mo、W 和 N用百分率表示的质量分数。
PT:渗透检测(penetrant testing)
PSL:产品规范水平 (product specification level)
RT:射线检测(radiographic testing)
SCC:应力腐蚀开裂(stress corrosion cracking)
SSC:硫化物应力开裂(sulfide stress cracking)
SAWL:直缝埋弧焊接(submerged arc longitudinal welding)
SMYS:规定最小屈服强度(specified minimum yield strength)
UT:超声检测(ultrasonic testing)
4 购方须知
4 . 1 基本信息
基本信息是购方要求制造商执行本标准的条件下,应由购方在订单中提供的信息,包括但不限于以下信息:
a) 数量 ;
b) 复合钢管的材质和钢级(包括基层和 CRA层);
c) 制造要求;
d) 复合钢管的尺寸,至少应包括:
1) 规定外径 D;
2) 端部内径 d;
3) 基层的公称壁厚 tb ;
4) CRA层的公称壁厚 t;
5) 长度和长度类型(定尺或非定尺);
e) 其他要求(管端加工、特殊长度或其他)。
4 . 2 补充信息
可能情况下,应由购方提供以下补充信息,包括但不限于:
a) 管线运行条件(包括输送流体组成、温度和压力等);
b) 设计温度;
c) 特殊的尺寸要求;
d) 补充的检验和试验要求;
e) 管线设计标准或设计系数;
f) 热处理 ;
g) 基层的高温力学性能要求;
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h) 静水压试验要求;
i) 耐腐蚀性能要求(包括基层和 CRA层);
j) 表面要求;
k) 涂敷或喷涂要求;
l) 标志要求(如果与本标准不同);
m) 包装和装运说明;
n) 第三方检验机构;
o) 检验文件;
p) 检验文件的格式和附加内容要求;
q) 其他特殊要求。
5 制造
5 . 1 原材料
5 . 1 . 1 复合板
5 . 1 . 1 . 1 用于制造内覆复合钢管的不锈钢-钢复合板应符合 NB/T 47002 . 1—2009 或 YB/T 4282—2012 或ASTM A263—2012 或 ASTM A264—2012,铁镍基合金-钢或镍基合金-钢复合板应符合 NB/T 47002 . 2 — 2009 或 ASTM A265—2012 。若 NB/T 47002 . 1—2009、NB/T 47002 . 2—2009、YB/T 4282—2012 、ASTM A263—2012、ASTM A264—2012、ASTM A265—2012 有不一致之处,应由购方与制造商协商确定所采用的标准。
5 . 1 . 1 . 2 用于制造内覆复合钢管的复合板宜采用爆炸复合法、轧制复合法或经购方与制造商协商确定的其他冶金复合制造工艺。
5 . 1 . 1 . 3 在热处理并经校平后应按照 NB/T 47013 . 3 对复合板逐张进行 100%UT,检测基层和覆层界面结合状态,不锈钢-钢复合板检测结果应符合 NB/T 47002 . 1—2009 中 B1 级要求或 YB/T 4282 — 2012 中 R1 级要求或 ASTM A263—2012、ASTM A264—2012 中 1 级要求,铁镍基合金-钢或镍基合金-钢复合板检测结果应符合 NB/T 47002 . 2—2009 中 B1 级要求或 ASTM A265—2012 中 1 级要求。 也可采用 AUT对复合板结合状态进行检测和采用 100%PT对覆层表面裂纹进行检测。
5 . 1 . 1 . 4 除非另有协议,应对复合板结合状态未达到 5 . 1 . 1 . 3 要求的未结合区覆层进行补焊,但复合板覆层拼接焊缝及其两侧 50 mm 范围内不准许补焊,复合板边缘 100 mm 范围内不准许补焊。 补焊应按照评定合格的焊接工艺进行,补焊部位的耐腐蚀性能不应低于覆层母材。 补焊区域应进行 UT 和 PT, UT结果应符合 5 . 1 . 1 . 3 要求,PT结果应符合 NB/T 47013 . 5—2015 中 Ⅰ 级要求。 同一部位只允许补焊一次。
5 . 1 . 1 . 5 复合板的基层不应存在拼接焊缝,单张复合板的覆层拼接焊缝不应超过一条,且覆层拼接工艺应按照评定合格的工艺进行,覆层拼接焊缝的力学性能和耐腐蚀性能不应低于覆层母材,且不得影响基层与覆层之间界面结合质量等级。
5 . 1 . 1 . 6 复合板应依据 GB/T 6396 进行剪切结合强度试验,剪切结合强度不应低于 210 MPa。
5 . 1 . 1 . 7 若复合钢管输送流体属于酸性环境,应由购方与制造商协商确定复合板的基层材料是否需要满足 ISO 15156-1 和 ISO 15156-2 相关要求。
5 . 1 . 2 基管
5 . 1 . 2 . 1 基管应为符合 API Spec 5L: 2018 中 PSL2 要求的无缝钢管或只有一条纵向直焊缝的 HFW 钢
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管、SAWL钢管或 COWL钢管。 如果协商,基管可选择 API Spec 5L: 2018 以外其他牌号的碳钢和低合金钢材料并满足相应标准要求。 基管不应有对接环焊缝。
5 . 1 . 2 . 2 基管为焊管时,内焊缝余高不应超过 0 . 5 mm,外焊缝余高不应超过 3 . 5 mm,且与临近母材平滑过渡。 除咬边处外,内外焊缝不应低于临近母材表面。
5 . 1 . 2 . 3 基管应为全镇静钢,母材平均晶粒度不应低于 7 级,晶粒度按照 GB/T 6394—2017 测定。
5. 1 .2.4 除非另有协议,基管的 NDT应符合 API Spec 5L: 2018 中附录 E要求。
5 . 1 . 2 . 5 若复合钢管输送流体属于酸性环境,应由购方与制造商协商确定基管是否需要满足 API Spec 5L: 2018 中附录 H 和附录 K、ISO 15156-1 和 ISO 15156-2 相关要求。
5. 1 .3 CRA管
5 . 1 . 3 . 1 用于制造衬里复合钢管的 CRA管宜选用 API Spec 5LD规定的材料制造,经购方与制造商协商,可选择其他牌号的 CRA材料并满足相应标准要求。
5 . 1 . 3 . 2 CRA 管应为符合 SY/T 6601 规定的轧制无缝管或 CRA 板(卷)经填充金属焊接的焊管。 除非另有协议,CRA焊管只允许有一条纵向直焊缝,不应有对接环焊缝,任何冷拔工艺不得用于 CRA 管的制造。 焊接材料宜采用比母材更高级别合金材料。
5. 1 .3.3 CRA管的公称壁厚不应小于 2.5 mm,其偏差应在+ .0 mm 范围内。
5 . 1 . 3 . 4 CRA管的纵向焊缝表面应平滑,外焊缝余高不应超过 0 . 5 mm, 内焊缝余高不应超过 1 . 0 mm,不准许存在咬边。
5 . 1 . 3 . 5 CRA管应为固溶状态。
5 . 1 . 3 . 6 CRA管的晶间腐蚀试验、NDT、工艺质量、外观检查和缺陷修补应符合 SY/T 6601,其他检验可由制造商与购方协商确定。
5 . 1 . 4 原材料复验
5 . 1 . 4 . 1 制造复合钢管的所有原材料应有质量合格证明书,其检验项 目应符合本标准的规定或订货技术要求。
5 . 1 . 4 . 2 制造商应对原材料进厂后按本标准相应要求进行复验。 对具有同一质量保证体系,复合板、基管或 CRA管与复合钢管为同一制造商生产,相应原材料可不再做入厂复验。
5 . 1 . 4 . 3 复合板的复验应满足以下要求:
a) 应逐张进行外观、工艺质量、几何尺寸和覆层结合状态 100%UT;
b) 按同基层熔炼批、同覆层熔炼批、同基层钢级、同规格、同制造工艺和同热处理工艺为一检验批,每批不多于 50 张抽检 1 张进行复验,复检项 目应包括但不限于:基层和覆层的化学成分、基层拉伸性能、基层断裂韧性和剪切结合强度。
5 . 1 . 4 . 4 基管和 CRA管的复验应满足以下要求:
a) 逐根进行外观、工艺质量和几何尺寸检验;
b) 按同熔炼批、同钢级、同规格、同制造工艺和同热处理工艺为一检验批进行抽检复验,外径小于500 mm 时每批不多于 100 根抽检 1 根,外径不小于 500 mm 时每批不多于 50 根抽检 1 根,复检项目应包括但不限于:化学成分、母材和焊缝的拉伸性能、焊缝 100%RT 和 100%UT。
5 . 1 . 4 . 5 复合板、基管和 CRA管表面不应有铜、铝、锡、铅、锌等低熔点金属污染,CRA层表面不应有铁离子污染,如果产生,应采用有效的方法进行清除。
5 . 1 . 4 . 6 用于制造复合钢管的其他原材料的复验由购方与制造商协商确定。
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5 . 2 制造工艺
5 . 2 . 1 内覆复合钢管
宜采用以下制造工艺:
a) 采用复合钢板经卷制成型,采用熔化金属填充焊进行焊接;
b ) 在基管内表面堆焊 CRA层;
c) 经购方与制造商协商,可采用热轧、热挤压、爆炸、热等静压、粉末冶金或其他冶金复合工艺。
5 . 2 . 2 衬里复合钢管
5 . 2 . 2 . 1 宜采用以下制造工艺:
a) 将 CRA管嵌套入基管组装成复合管坯,将复合管坯装入限位模具中,采用液压使 CRA 管与基管之间形成紧密贴合;
b ) 经购方与制造商协商,可将 CRA 管嵌套入基管组装成复合管坯,采用爆燃、旋压或其他方式对 CRA管扩径或对基管缩径或其组合使 CRA管与基管之间形成紧密贴合。
5 . 2 . 2 . 2 基管与 CRA管组装成复合管坯后,宜采用感应加热方式对基层与 CRA 管之间的环形空间进行干燥处理,复合管坯的表面温度不应低于 120 ℃ 。
5 . 2 . 2 . 3 若基管与 CRA管均为焊管,组装成复合管坯时,纵向焊缝之间的夹角应控制在 45°~90°之间。
5.2.2.4 基管与 CRA管装配前,基管内表面应进行抛丸处理并达到 GB/T 8923.1—2011 规定的 Sa2.5级,CRA管应进行整体酸洗钝化处理,经酸洗钝化处理后,CRA 管内表面应避免与碳钢直接接触而被污染,如果发生污染,应重新进行酸洗钝化处理。
5 . 3 热处理
5 . 3 . 1 对采用堆焊工艺制造的复合钢管,在保证内覆层堆焊工艺不影响基层各项性能的前提下,堆焊后的复合钢管可不再进行热处理。
5 . 3 . 2 对于衬里复合钢管,在组装成复合管坯之前,可分别对 CRA 管和基管进行热处理,除非另有协议,CRA管应以固溶状态交付。
5 . 3 . 3 对于除 5 . 3 . 1 以外内覆复合钢管,应根据材质和加工过程,由购方和制造商协商确定不进行热处理或选择合适的热处理工艺。
5 . 3 . 4 热处理炉应采用自动控制热处理系统,热处理炉应至少每年鉴定一次,热电偶应每半年鉴定一次。热处理炉温差应控制在±15 ℃以内。 经购方和制造商协商,也可选用电磁感应等其他热处理方式。
5 . 4 冷定径与冷扩径
5 . 4 . 1 由复合板制造的焊接内覆复合钢管应进行全长冷扩径或冷定径,扩径率或定径率应控制在0 . 8%~1 . 5%之间,冷扩径或冷定径不得造成内覆层的表面损伤和耐腐蚀性能下降。
5 . 4 . 2 用于制造衬里复合钢管的基管的定径率不应超过 1 . 5%, 除非对冷定径后的基管整体进行正火、淬火+回火或消应力热处理。
5 . 4 . 3 对于经过冷定径或冷扩径而未进行热处理或消除应力的基管,还需要考虑衬里复合过程或内覆复合后需要进行的冷定径或冷扩径,除非另有协议,基管在各制造环节中的总形变率不应超过 2 . 0%。
5 . 4 . 4 衬里复合钢管制造过程中的 CRA管总形变率不应超过 10%,宜控制在 5%以内。
5.4.5 定径率和扩径率应按照 API Spec 5L: 2018 中 8.9.3 规定计算。
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5 . 5 焊接
5 . 5 . 1 -般规定
复合钢管的所有纵向焊缝、堆焊、封焊和修补焊接应由考核合格的焊工按照评定合格的焊接工艺完成,焊接工艺规程应满足 NB/T 47015 要求,焊接工艺评定应按照 NB/T 47014 进行,焊工考试应按TSG Z6002 进行。
5 . 5 . 2 焊接内覆复合钢管的纵向焊缝
对于由复合板制造的焊接内覆复合钢管,纵向焊缝应为填充金属焊缝,宜采用钨极惰性气体保护焊、熔化极气体保护焊或等离子焊接方式进行,不应采用手工电弧焊和药芯焊丝电弧焊进行;纵向焊缝应为双面对接焊缝,CRA层的焊缝应从复合钢管内部进行堆焊,堆焊层的壁厚不应小于内覆层,并与内覆层的耐腐蚀性能相当或更高;定位焊接应在基层进行,焊接工艺不应污染 CRA层。
5 . 5 . 3 管端堆焊
5 . 5 . 3 . 1 衬里复合钢管宜对管端进行堆焊处理,堆焊长度不应小于基层公称壁厚的 2 倍,且不小于30 mm,堆焊材料宜采用 PREN不低于衬里层材料的不锈钢、铁镍基合金或镍基合金,堆焊工艺应根据评定合格的焊接工艺进行。
5 . 5 . 3 . 2 堆焊宜采用冷/热丝钨极惰性气体保护焊或其他热输入量较少的焊接方法,不准许采用手工堆焊、冷金属过渡堆焊和药芯焊丝堆焊。 应采用多层堆焊,前后相邻堆焊层间的搭接长度不应小于每层堆焊层宽度的 30%,且焊道的不平度和相邻焊道之间的凹下量不应大于 0 . 5 mm。
5 . 5 . 3 . 3 宜对管端堆焊层进行机械加工以满足尺寸与公差要求。 机械加工完成后,若 D 小于 219 . 1 mm,堆焊层厚度不应小于 2 . 5 mm;若 D 大于或等于 219 . 1 mm,堆焊层厚度不应小于 3 mm。
5 . 5 . 3 . 4 堆焊层与衬里层结合处应为圆滑过渡,堆焊层与衬里层搭接长度不应小于 3 mm,过渡台阶应小于 0.4 mm。
5 . 6 管端切斜与坡口
5 . 6 . 1 管端切斜
管端切斜不应大于 1 . 6 mm。
5 . 6 . 2 坡口
5 . 6 . 2 . 1 复合钢管的焊端坡口应采用机加工方式加工,坡口形式应按照 GB 50251 或 GB 50253 和焊接工艺评定结果确定。
5 . 6 . 2 . 2 若内覆层为高镍含量的 CRA,焊端坡口可适当提高斜度。 对于 tb小于 5 mm 的复合钢管,焊端坡口可加工成略有斜边或直边型。
5 . 7 表面处理
5 . 7 . 1 复合钢管最终检验前应对内覆层表面进行酸洗钝化和干燥处理。 对管端堆焊层的机加工应在酸洗钝化前进行。
5 . 7 . 2 酸洗钝化处理后应使用蓝点法(使用铁氰化钾溶液)对 CRA 层内表面进行表面检测,以证实钝化膜无缺陷和无铁离子污染,蓝点法可依据 GB/T 25150 进行。
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5 . 8 制造工艺评定
正式生产前,应对不同材质和不同规格的试制复合钢管按照附录 A 进行制造工艺评定,并编制用于正式生产的 MPS文件。
6 理化性能
6 . 1 基层的化学成分
6 . 1 . 1 对于 tb小于或等于 25 mm 的复合钢管,基层的化学成分应符合 API Spec 5L: 2018 对 PSL2 钢管要求。 API Spec 5L: 2018 表 5 中 PSL2 的化学成分可适用于 tb大于 25 mm 的复合钢管,否则,基层化学成分应协商确定。
6 . 1 . 2 经购方与制造商协商,基层也可选择 API Spec 5L: 2018 中 PSL2 钢管以外其他牌号的碳钢和低合金钢材料并满足相应标准要求。
6 . 1 . 3 若复合钢管输送流体属于酸性环境,应由购方与制造商协商确定基层化学成分是否需要满足API Spec 5L: 2018 中附录 H。
6 . 1 . 4 对于采用复合板制造的焊接内覆复合钢管,基层焊缝金属也应进行化学分析,验收指标由购方与制造商协商确定。
6 . 2 CRA层的化学成分
6 . 2 . 1 CRA层应优先选用 API Spec 5LD规定的奥氏体不锈钢、双相不锈钢、铁镍基合金或镍基合金,且母材的化学成分应符合 API Spec 5LD,填充金属焊缝的化学成分宜符合 API Spec 5LD。 经购方与制造商协商,CRA层也可选择其他牌号的 CRA材料并满足相应标准要求。
6 . 2 . 2 产品分析结果应符合购方对 CRA层的 PREN要求。
6 . 2 . 3 堆焊层的化学分析元素 Cr、Ni、Mo 的测量值不应低于填充金属成分的 90%,且元素 Fe 在堆焊层中的稀释率不应超过 5%。
6 . 3 拉伸性能
6 . 3 . 1 基层材料的拉伸性能应满足 API Spec 5L: 2018 要求。 经购方和制造商协商,也可对 CRA层或复合板的力学性能提出要求。
6 . 3 . 2 如果复合钢管的设计温度超过 100 ℃,应对基层材料进行高温拉伸试验,合格性判据由购方和制造商协商确定。
6 . 3 . 3 若基层选用除 API Spec 5L: 2018 中 PSL2 以外的其他碳钢或低合金钢,应由购方与制造商协商确定拉伸性能验收指标。
6 . 4 断裂韧性
6.4. 1 基层母材、焊缝和 HAZ 的标准全尺寸 CVN 冲击试验结果应满足 API Spec 5L: 2018 中 9.8. 1、 9 . 8 . 2 和 9 . 8 . 3 的要求,试验温度应为 0 ℃或由购方与制造商协商确定的最低设计温度。 对于输送天然气的复合钢管,可提出满足管道止裂需要的比本标准更高的冲击韧性指标。
6.4.2 若采用较小尺寸的 10 mm×7.5 mm 或 10 mm×5.0 mm试样,其 CVN 冲击吸收能要求值应分别为对应方向标准全尺寸试样规定值的 0 . 75 和 0 . 5 。
6 . 4 . 3 对于 D 大于或等于 508 mm 的焊接复合钢管,应对基层材料进行 DWT试验。 试验温度为 0 ℃
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时,每组(2 件试样)试验的平均剪切面积不应低于 85%,如果协商,可在较低的温度下进行试验。 若 tb大于 25 . 4 mm,DWT试验的验收要求应协商确定。
6 . 4 . 4 若基层选用除 API Spec 5L: 2018 PSL2 以外的其他碳钢或低合金钢,应由购方与制造商协商确定断裂韧性验收指标。
6 . 5 导向弯曲性能
对于基层带有填充金属焊缝的焊接内覆复合钢管和基层为 SAWL管或 COWL管的衬里复合钢管应进行导向弯曲试验。 导向弯曲试验结果应满足以下要求:
a) 试样不应完全断裂;
b) 焊缝处不应出现长度大于 3 . 2 mm 与深度无关的裂纹;
c) 在 HAZ、熔合线和母材处,不应出现任何长度大于 3 . 2 mm 的裂纹或深度大于 12 . 5%tb 的裂纹;
d) 试验期间,起源于试样边缘长度不大于 6 . 4 mm 的裂纹,可不成为拒收的依据,但由于夹渣或缺陷引起的边缘开裂,该试样视为不合格,应重新取样进行试验。
6 . 6 抗压扁性能
6 . 6 . 1 所有类型的内覆复合钢管、以无缝管或 HFW 钢管为基层的衬里复合钢管应进行压扁试验。
6 . 6 . 2 压扁试验结果应满足以下要求:
a) 在两板间距离小于 H 之前,基层、CRA层的内表面、外表面和试样边缘不应出现裂纹和开裂,内覆层不应发生剥离;
H 按式(1)计算。
H …………………………( 1 )
式中:
H—压扁试验中两板间临界距离,单位为毫米(mm),修约到最接近的 0 . 1 mm。
b) 对于内覆复合钢管,应继续压扁直至试样断裂或内覆层内壁贴合,内覆层不应发生剥离。
6 . 7 截面硬度
除非另有协议,内覆复合钢管的横截面和衬里复合钢管的端部堆焊段的横截面维氏硬度值应符合表 1 的规定。
表 1 硬度检测要求
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6 . 8 焊缝宏观与微观金相组织
6 . 8 . 1 应对焊接内覆复合钢管的焊缝和堆焊层(包括衬里复合管的管端堆焊层)进行截面宏观检查,焊缝区域不应存在裂纹、气孔、夹碴、未焊透等缺陷,内、外焊道应充分熔合,焊缝的几何尺寸和工艺缺陷应符合表 2 要求。
表 2 焊缝尺寸和金相组织合格性要求
6 . 8 . 2 内覆复合钢管的纵向焊缝和内覆层以及衬里复合钢管的管端堆焊层应进行金相组织检验,结果应符合表 2 要求,基层母材平均晶粒度不应低于 7 级 。
6 . 9 内覆复合钢管的剪切结合强度
6 . 9 . 1 内覆复合钢管的剪切结合强度不应低于 200 MPa。采用堆焊工艺制造的内覆复合钢管,可不进行剪切强度试验。
6 . 9 . 2 经购方和制造商协商,可用 6 . 6 和 7 . 5 规定的压扁试验替代内覆复合钢管的剪切强度试验。
6 . 10 衬里复合钢管的紧密度
6 . 10 . 1 若采用附录 B规定的方法,除非另有协议,紧密度不应低于 0 . 2 MPa。
6 . 10 . 2 若采用 API Spec 5LD规定的残余应力法,紧密度的合格性指标由购方与制造商协商确定。
6 . 1 1 衬里复合钢管的抗高温塌陷性能
衬里复合钢管经高温塌陷试验后衬里层应无鼓包、波痕、弯曲和裂纹。
6. 12 CRA层的耐晶间腐蚀性能
CRA层若属于不锈钢、铁镍基合金或镍基合金,除非另有协议,晶间腐蚀试验应选择表 3 所列其中
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任一方法,试验结果应满足所选用方法的对应要求。 对于其他 CRA材料或采用其他试验方法,验收要求应由购方与制造商协商确定。
表 3 CRA层的耐晶间腐蚀性能要求
6 . 13 基层的耐腐蚀性能
若复合钢管输送流体属于酸性环境,应由购方与制造商协商确定是否需要在制造工艺评定和正式生产批次检验中对基层材料进行 HIC试验和 SSC试验。 若进行 HIC试验和 SSC试验,附录 C 给出了建议的试验结果。
6. 14 CRA层的耐腐蚀性能
在制造工艺评定和正式生产批次检验中,针对服役条件的 CRA 层材料的耐腐蚀性能评价结果应符合附录 D。
6 . 15 管端剩磁强度
成品复合钢管的管端剩磁强度不应超过 15 Gs。
6 . 16 静水压试验强度
6 . 16 . 1 除 6 . 16 . 2 所述情形外,复合钢管在完成所有制造工序之后和 NDT之前应进行静水压试验。 复合钢管应能承受基层材料 95%SMYS 的环向应力,且管体和焊缝应无渗漏和明显变形。
6 . 16 . 2 对于衬里复合钢管,如果制造商能证明其制造工艺能使复合钢管全长承受比理论计算更高的静水压试验压力,经购方同意后可不进行静水压试验。
6 . 17 表面状况、缺欠和缺陷
6 . 17 . 1 基层
6 . 17 . 1 . 1 基层的表面状况、缺欠和缺陷核查以及处置应符合 API Spec 5L: 2018 中 9 . 10 的要求。
6 . 17 . 1 . 2 对于由复合板制造的焊接内覆复合钢管,除摔坑外,由于制造操作造成复合钢管实际轮廓相对于正常圆柱轮廓的几何尺寸偏离(如扁平块或獗嘴等),其极端点与复合钢管的正常轮廓延伸部分之间的间距超过 3 . 2 mm 的应判为缺陷,应按照附录 E 的 E. 4 处理。
6. 17.2 CRA层
6 . 17 . 2 . 1 CRA层表面存在的焊缝咬边、坑点、划痕或其他未影响到 CRA层最小壁厚的表面缺陷,应按
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E. 2 进行修磨处理。 平滑、孤立的圆底痕可以不修磨。 不准许采用锤击或补焊修补母材部位的缺陷。
6 . 17 . 2 . 2 CRA层母材表面存在的任何裂纹、电弧烧伤、过热、硬点、缩孔、夹杂以及影响到 CRA 层最小壁厚的凹坑和凿痕均应判为缺陷,不准许修磨或焊接修补,应按 E. 4 处理。
6 . 17 . 2 . 3 对于衬里复合钢管的衬里层实际轮廓相对于正常圆柱轮廓的几何尺寸偏离(如鼓包或塌陷),其极端点与正常轮廓延伸部分之间的间距超过 3 . 2 mm应判为缺陷,不准许采用锤击方式修复,除非采用经购方与制造商协商一致的修复方式,否则,应按 E. 4 处理。
6 . 17 . 3 焊缝余高
所有复合钢管的焊缝余高应满足以下要求:
a) 基层外焊缝余高不应超过 3 . 5 mm,超出部分应修磨至规定范围;
b ) CRA层焊缝余高不应超过 1 . 0 mm,超出部分应修磨至规定范围;
c) 除咬边外,内、外焊缝不应低于邻近母材表面,且应与邻近母材表面平滑过渡。
6 . 18 尺寸、质量及其偏差
6 . 18 . 1 直径
6 . 18 . 1 . 1 复合钢管的外径应符合 API Spec 5L: 2018 中表 9 要求。 经购方和制造商协商,可选用 API Spec 5L: 2018 中表 9 所列外径的中间尺寸。
6 . 18 . 1 . 2 复合钢管的直径应符合表 4 中规定的偏差范围要求,管端直径公差应适用于内径。 经购方和制造商协商,复合钢管可按内径进行交付。
表 4 复合钢管的直径和椭圆度偏差 单位为毫米
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6 . 18 . 2 椭圆度
复合钢管的椭圆度应符合表 4 中规定的偏差范围要求。 外径椭圆度应由同一横截面上测得的最大外径和最小外径的差值确定,管端部分的内径椭圆度由同一横截面上测得的最大内径和最小内径的差值确定。
6 . 18 . 3 壁厚
基层的公称壁厚及其偏差应满足 API Spec 5L: 2018 中表 9 和表 11 要求。 除非另有协议,复合钢
管的 CRA层公称壁厚不应小于 2.5 mm,其偏差应在+ .0 mm 范围内。
6 . 18 . 4 长度
复合钢管宜按定尺长度交货,定尺长度范围宜为 3 000 mm~12 500 mm,按定尺长度交货的复合
钢管的长度偏差应在+ 00 mm 范围内。 经购方与制造商协商,复合钢管可按非定尺长度交货,按非定
尺长度交货的复合钢管的长度宜符合 API Spec 5L: 2018 中表 12 要求。
6 . 18 . 5 直度
复合钢管全长相对于直线的总偏离不应大于全长的 0 . 1%,每个管端 1 000 mm 长度范围内相对于直线的局部偏离不应大于 4 . 0 mm。
6 . 18 . 6 质量
平端复合钢管的单位长度理论质量应按 API Spec 5LD确定。
7 试验方法
7 . 1 化学成分分析
7 . 1 . 1 除非另有协议,由制造商选择,用于产品分析的试样可取自成品复合钢管、复合板、基管或 CRA管 。对于焊接管,母材取样位置应与焊缝至少相隔 90°,焊缝金属应取自焊缝中心部位。
7 . 1 . 2 堆焊层的化学分析试样应取自堆焊层中间,应距表面 1 . 0 mm 以下,且距离熔合线 1 . 0 mm 以上,需分析的元素应包括但不限于 C 、Mn、P、S、Cr、Ni、Mo 和 Fe。
7 . 1 . 3 化学成分分析宜按照 ASTM A751 或 ASTM E353 执行。
7 . 2 拉伸试验
7 . 2 . 1 拉伸试验用试样应符合 API Spec 5L: 2018 中 10 . 2 . 3 . 2 的规定,试样数量、方向和取样位置应符合表 5,可取圆棒试样或代表基层全壁厚的矩形试样,试样上的 CRA 层应清除,焊缝应磨平,局部缺陷应去除。
7 . 2 . 2 基层母材的拉伸试验应测定 Rm 、Rt0.5 和断裂伸长率,焊缝拉伸试验应测定 Rm 。常温拉伸试验应按照 GB/T 228 . 1 进行。 拉伸试验报告应注明试样的类型、规格以及取样位置。
7 . 2 . 3 高温拉伸试验应依据 GB/T 228 . 2 进行。
7 . 3 断裂韧性试验
7 . 3 . 1 CVN 冲击试样应取自成品复合钢管的基层,试样数量、方向和取样位置应符合表 5 要求,试样上
的 CRA层应清除,取样应符合 API Spec 5L: 2018 中 10.2.3.3 的规定。
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7 . 3 . 2 对于衬里复合钢管,若制造过程不会导致基管断裂韧性的降低,经协商,CVN 冲击试样可在复合前的基管上截取。
7 . 3 . 3 CVN 冲击试样的加工应符合 GB/T 229 的规定,试样应未压平,且应优先选用标准全尺寸试样,其次采用较小尺寸的 10 mm×7.5 mm 或 10 mm×5.0 mm 的横向试样。
7 . 3 . 4 CVN 冲击试验应依据 GB/T 229 进行,试验报告应注明试样的类型、规格以及取样位置。
7 . 3 . 5 DWT试验方法和试样应按照 SY/T 6476 要求进行,试样数量、方向和取样位置应符合表 5 要求,试样上的 CRA层应清除。
表 5 拉伸与断裂韧性试验取样数量、方向和位置
7 . 4 导向弯曲试验
7 . 4 . 1 每组试样包括两件,分别为一件面弯和一件背弯试样,从内覆复合钢管上截取的试样应保留CRA层,从衬里复合钢管上截取的试样应去除衬里层。 经购方与制造商协商,衬里复合钢管的导向弯曲试样可在复合前的基管上截取。
7 . 4 . 2 试样应按照 GB/T 2653 制备,若内覆复合钢管总壁厚(t+tb) 或衬里复合钢管的基层壁厚 tb不超过 19 mm,应经冷压平制作成全壁厚平板试样;若内覆复合钢管总壁厚 t+tb大于 19 mm 时,可从基
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层的外表面加工成厚度 18 mm 的矩形横截面试样;若衬里复合钢管的基层壁厚tb大于 19 mm 时,应从完全受拉面的反面加工成厚度 18 mm 的矩形横截面试样。 试样上不应有补焊焊缝,焊缝两面余高应磨除。
7.4.3 导向弯曲试验应按照 GB/T 2653 或 API Spec 5L: 2018 中 10.2.4.6 进行。弯模直径应按照基层的钢级和 API Spec 5L: 2018 中 10 . 2 . 4 . 6 要求确定,弯模直径不应超过 6tb 。面弯、背弯试样在弯模内弯曲约 180°,焊缝应位于试样中部。
7 . 5 压扁试验
7 . 5 . 1 压扁试样应包括两件,应在单根复合钢管的两端各截取一件长度不小于 63 . 5 mm 管段作为压扁试验用试样。
7 . 5 . 2 将试样放置在两平行板之间,对于基层带有纵向焊缝的复合钢管,其中一件试样焊缝置于 6 点或 12 点位置,另一件试样的焊缝置于 3 点或 9 点位置,按以下步骤进行压扁试验:
a) 第一步,延性试验,对于所有试样,应压扁至两板间距离不小于按照 6 . 6 . 2a)确定的 H 后进行外观检查,检查试样的内表面、外表面和边缘是否出现裂纹、断裂或内覆层剥离;
b) 第二步,坚固性试验,对于内覆复合钢管,应在第一步延性试验基础上,继续压扁至试样断裂或内壁贴合,检查内覆层是否发生剥离。
7 . 6 截面硬度试验
7 . 6 . 1 内覆复合钢管的硬度试验压痕位置应符合以下要求:
a) 对于焊接内覆复合钢管,应分别在焊缝、距离纵向焊缝 90°和 180°处管体各取 1 件横向试样,焊缝试样的压痕位置见图 1a),其余两件管体试样的压痕位置见图 1b) ;
b) 对于无缝内覆复合钢管,应沿圆周方向每间隔 120°取 3 个横向试样,硬度测量位置见图 1b) ;
c) 若 tb小于 4 . 0 mm, 基层部分仅需检验基层中间壁厚硬度;若 tb 等于或大于 4 . 0 mm 且小于 6 . 0 mm,基层部分仅需检验靠近基层内表面和外表面的硬度。
a)焊缝试样
图 1 内覆复合钢管截面硬度试验压痕位置
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b)管体试样
说明:
A — 1.5 mm,偏差范围应为+ .5 mm;
B — 基层中间壁厚处;
C — 1.0 mm,偏差范围应为- .5 mm;
D — 1.0 mm,偏差范围应为- .5 mm。
图 1(续)
7 . 6 . 2 衬里复合钢管的管端堆焊部分硬度试验压痕位置宜按照 7 . 6 . 1 要求进行。
7 . 6 . 3 除非另有协议,管体未受到热影响的母材硬度压痕间距应为 1 . 0 mm, HAZ 和焊缝的硬度压痕间距应为 0 . 75 mm,距熔合线最近的高温热影响区硬度点离熔合线的距离不应超过 0 . 5 mm,无缝管的硬度压痕间距应为 1 . 0 mm。
7 . 6 . 4 应依据 GB/T 4340 . 1 使用维氏测试法进行截面硬度检测。
7 . 7 焊缝宏观与微观金相检验
7 . 7 . 1 对于内覆复合钢管和衬里复合钢管的管端堆焊部分,金相检验部位与截面硬度检测部位一致,金相试样横截面应包括焊缝两侧的熔合线、HAZ 及母材。 应抛光至 1 μm,酸蚀后应使用光学显微镜(至少放大 10 倍)进行焊缝宏观检查。
7 . 7 . 2 微观金相组织检验应按照 GB/T 13298 进行,不锈钢焊缝和内覆层的铁素体含量测定宜依据GB/T 13305 进行 。
7 . 7 . 3 基层晶粒度应按照 GB/T 6394—2017 进行测定。
7 . 8 内覆复合钢管的剪切结合强度试验
应依据 GB/T 6396 进行剪切结合强度试验,宜在远离焊缝部位取 3 件纵向试样进行试验。
7 . 9 衬里复合钢管的紧密度试验
除非另有协议,若 D 小于或等于 273 . 1 mm,紧密度试验应依据附录 B采用推出法进行;若 D 大于273.1 mm,紧密度试验应采用 API Spec 5LD 中规定的残余应力法进行。
7 . 10 衬里复合钢管的高温塌陷试验
7 . 10 . 1 塌陷试验用试样的管端应与产品的交货形式一致,宜为堆焊或封焊方式,取两件试样进行试验,试样长度宜不小于 6 m。
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7 . 10 . 2 应将复合钢管加热到不低于 240 ℃ ,至少保温 15 min。 冷却至室温后应采用内窥镜、高清摄像机或其他计算机成像技术对复合钢管内表面进行检查,检查是否存在鼓包、波痕或弯曲和裂纹。
7 . 1 1 晶间腐蚀试验
7 . 1 1 . 1 每组试样应包括 3 件平行试样。 对于带有纵向焊缝的 CRA层,母材试样应沿圆周方向在距离焊缝 90°、180°和 270°三个位置分别取 1 件纵向试样作为一组;按 GB/T 4334—2008 方法 E 开展试验的焊缝试样应取 3 件横向试样作为一组,按 GB/T 4334—2008 方法 B、ASTM G28-2002 方法 A 开展试验的焊缝试样应取 3 件纵向试样作为一组,且焊缝应位于试样中心,试样母材边缘至熔合线距离不应小于10 mm。 对于无纵向焊缝的 CRA层或堆焊层(若能取样),应沿圆周方向各 120°三个位置分别取 1 件纵向试样作为一组。
7 . 1 1 . 2 试样尺寸宜符合 GB/T 4334—2008 或 ASTM G28—2002 。
7 . 1 1 . 3 试样应将碳钢或低合金钢材料完全去除,取自衬里层的试样内外表面不应进行加工,试样表面若有氧化皮或划痕,可采用酸洗或无铁磨料研磨方式去除。
7 . 1 1 . 4 除非另有协议,不锈钢、铁镍基合金或镍基合金材料的晶间腐蚀试验应选择表 3 所列其中任一方法。
7 . 12 基层的腐蚀试验
基层材料的 HIC试验和 SSC试验方法参见附录 C。
7. 13 CRA层的耐腐蚀性能评价
CRA层材料的腐蚀试验应依据附录 D进行。
7 . 14 管端剩磁强度检验
出厂前,应逐根检测成品复合钢管的管端剩磁强度,若管端剩磁强度大于 15 Gs,应对管端进行消磁处理。
7 . 15 静水压试验
7 . 15 . 1 静水压试验应采用氯离子含量低于 50 mg/L 的洁净水在室温下进行,在试验压力下,稳压时间不应少于 10 s。 水压试验压力按式(2) 计算,试验压力不应超过最低试验压力的 5%。 由制造商选择,可采用比规定要求更高的试验压力。
P …………………………( 2 )
式中:
P —静水压试验压力,单位为兆帕(MPa),修约到最接近的 0 . 1 MPa;
σSMYS —基层的 SMYS,单位为兆帕(MPa) 。
7 . 15 . 2 静水压试验机应配备能记录试验压力和压力保持时间的记录仪,并将静水压记录与生产记录一起保留,压力测量装置的校准证书应在有效期内。
7 . 15 . 3 静水压试验完成后,应对复合钢管进行干燥处理,并使用管帽对管端封堵以保持复合钢管的内表面干燥。
7 . 16 外观检查
7 . 16 . 1 复合钢管的外观检查应在所有制造工序和静水压试验完成后进行。 检查前,复合钢管内、外表面应清洁,不应有污垢、油脂、油漆、氧化皮等外来物。
GB/T 37701—2019
7 . 16 . 2 除 7 . 16 . 3 允许外,所有复合钢管的内表面、外表面、管端堆焊层、封焊环焊缝应在光照强度不低于 500 lx条件下按照 NB/T 47013 . 7 进行外观检查,应对 CRA层纵向焊缝进行全长外观检查。 对于不便于直接目视检查的位置应采用带有高清摄像机的内爬行器、内窥镜或其他计算机成像技术进行检测。
7 . 16 . 3 外观检查可用已证实具有检测表面缺陷能力的其他方法代替。
7 . 16 . 4 对于复合板制焊接内覆复合钢管,应在管端焊缝处,用模板测量扁平块和哌嘴相对于复合钢管正常圆柱轮廓的最大偏离,模板应垂直于复合钢管轴向,且长度为 0 . 25D 或 200 mm 的最小值。
7 . 16 . 5 外观检查应由符合以下要求的人员进行:
a) 经过检测和评定表面缺欠的培训;
b) 具有符合 NB/T 47013 . 7 或相当标准要求的视觉敏锐度。
7 . 17 尺寸检测与称重
7 . 17 . 1 应采用卷尺、环规、卡规或光学测量仪器对所有复合钢管的外径进行检测,应使用环规、卡规或光学测量仪器对所有复合钢管距离端头 100 mm 长度范围的内径进行检测,内表面局部椭圆度应使用覆盖弧长不小于 200 mm 的内径量规测量。
7 . 17 . 2 复合钢管上任意位置的壁厚均应符合 6 . 18 . 3,复合钢管的壁厚检验应满足以下要求:
a) 在正式生产阶段,应检查所有复合钢管的基层和 CRA 层壁厚。 内覆复合钢管的总壁厚和衬里复合钢管的基层壁厚宜依据 ASTM E797 采用手动 UT 按网格法或采用 AUT 扫查测量,检测面积不应少于每根复合钢管外表面的 25%;衬里层壁厚宜依据 ASTM E797 采用手动UT测量;端部堆焊层和内覆层壁厚宜依据 ASTM B499 采用电磁法测量;
b) 在制造工艺评定和正式生产批次抽检中,应采用金相法对内覆复合钢管或衬里复合钢管的堆焊部分的基层壁厚和内覆层壁厚进行检测,应采用卡尺测量衬里复合钢管的基层壁厚和衬里层壁厚。
7 . 17 . 3 应检查所有复合钢管的长度,用于测量长度的测量装置,其精度不应低于 10 mm。
7 . 17 . 4 应检查所有复合钢管的全长直度偏差和端部直度偏差,检测方法宜按照 API Spec 5L: 2018 中
9 . 11 . 3 . 4 规定 。
7 . 17 . 5 由制造商选择对复合钢管逐根称重或以方便的批次称重。
7 . 17 . 6 制造商应采用适当的方法验证复合钢管对 5 . 6 规定的管端尺寸的符合性。
7 . 18 无损检测
7 . 18 . 1 一般规定
7 . 18 . 1 . 1 NDT应在复合钢管所有制造工序和静水压试验(若需要)完成后进行。
7 . 18 . 1 . 2 NDT人员应按 GB/T 9445 或其他等效标准进行评定,检测人员如未从事该项无损检测工作超过 12 个月,其资质应重新评定。 NDT 的显示结果应由 Ⅱ 、Ⅲ级人员评定。
7 . 18 . 2 表面检测
7 . 18 . 2 . 1 对于基层带有纵向焊缝的复合钢管,应对基层的纵向焊缝外表面按照 NB/T 47013 . 4 要求进行 100%MT或按照 NB/T 47013.5—2015 要求进行 100%PT,验收等级均为 Ⅰ 级。
7 . 18 . 2 . 2 若 CRA 层 带 有 纵 向 焊 缝,应 对 CRA 层 的 管 端 100 mm 范 围 内 的 纵 向 焊 缝 内 表 面 按NB/T 47013.5—2015 要求进行 100%PT,验收等级为 Ⅰ 级。
7 . 18 . 2 . 3 表面检测发现的缺陷应按照 E. 2 进行修磨处理。
7 . 18 . 3 管体和焊缝
7 . 18 . 3 . 1 内覆复合钢管
7. 18.3. 1 . 1 应使用能定位缺陷位置的 AUT依据 SY/T 6423.4—2013 要求对内覆复合钢管进行 100%检
GB/T 37701—2019
查,检测基层的分层缺陷和内覆层的未结合缺陷,扫描间隔不应大于 25 mm。焊缝两侧 50 mm宽的范围内不应存在任何分层、未结合和裂纹缺陷。 其他位置的分层缺陷验收等级不应低于 SY/T 6423 . 4—2013规定的 U2 级,内覆层的未结合的验收等级不应低于 5 . 1 . 1 规定的相应复合板的要求。
7. 18.3. 1 .2 纵向焊缝应按照 SY/T 6423. 1 要求进行 100% RT 和按照 SY/T 6423. 2 要求进行 AUT。若采用数字射线对焊缝进行检测,应按照 SY/T 6423 . 5 进行。
7 . 18 . 3 . 1 . 3 应使用能定位缺陷位置的 AUT依据 ISO 10893-10 : 2011 对无缝内覆复合钢管进行全管体纵向缺陷检验,验收等级不应低于 U2/C级要求。
7 . 18 . 3 . 1 . 4 如果购方与制造商有协议,可采用 ISO 10893-10 : 2011 对无缝内覆复合钢管的横向缺欠进行 UT,验收等级不应低于 U2/C级要求。
7 . 18 . 3 . 1 . 5 对于 AUT 设备无法检验的管端区域,应使用手动或半 自动 UT,手动扫查速度应小于150 mm/s,其检测灵敏度和检验参数应与 AUT相同。
7 . 18 . 3 . 1 . 6 如果购方与制造商有协议,可采用 ISO 10893-2 : 2011 规定的涡流方法,对内覆复合钢管的全管体进行检验,验收等级为 E2 。
7 . 18 . 3 . 1 . 7 距管端 100 mm 以内和焊缝两侧 50 mm 宽的范围内的未结合缺陷应按照 E. 4 处理;其他位置的未结合缺陷应按 E. 3 进行焊接修补,否则,应按 E. 4 处理。
7 . 18 . 3 . 1 . 8 对于采用 UT、AUT、RT或数字射线检测发现的焊缝缺陷应按 E. 3 进行焊接修补,否则,应按 E. 4 处理。
7 . 18 . 3 . 1 . 9 应按 E. 4 处理管体的分层、裂纹、横向和纵向缺陷。
7 . 18 . 3 . 2 衬里复合钢管
7 . 18 . 3 . 2 . 1 复合之前,基管和 CRA管均应分别进行 NDT。 除非另有协议,NDT应分别满足 API Spec 5L: 2018 中附录 E 和 SY/T 6601 的要求。
7 . 18 . 3 . 2 . 2 对于衬里复合钢管,若基层为焊管,应对焊缝按照 SY/T 6423 . 1 要求进行 100%RT 和按照SY/T 6423 . 2 要求进行 100% UT, UT 验收等级应满足 U2 或 U2H。 若采用数字射线检测,应依据SY/T 6423 . 5 进行 。
7 . 18 . 3 . 2 . 3 对于采用 UT、AUT、RT或数字射线检测发现的基层焊缝缺陷应按 E. 3 进行焊接修补,否则,应按 E. 4 处理。
7 . 18 . 4 管端
7 . 18 . 4 . 1 内覆复合钢管
7. 18.4. 1 . 1 对每根内覆复合钢管距离管端 100 mm 范围内,应按照 SY/T 6423.4-2013 采用 UT检查分层,沿圆周方向尺寸大于 6 . 4 mm且面积大于 100 mm2 的分层应判为缺陷,应按 E. 4 处理。
7 . 18 . 4 . 1 . 2 对每根内覆复合钢管的管端面或坡口面应进行 100%PT 以检查分层,PT 应按 SY/T 4109进行。 圆周方向尺寸大于 6 . 4 mm 的分层应判为缺陷,应按 E. 4 处理。
7 . 18 . 4 . 2 衬里复合钢管
7. 18.4.2. 1 若管端进行了堆焊,应对所有管端堆焊层进行 100%PT 和 100%UT, PT 按照 SY/T 4109进行,UT按照 SY/T 6423 . 4—2013 进行,检测结果应无裂纹、分层及其他缺陷。 堆焊层若需要机械加工,所有检验应在机械加工后进行,UT 范围不包括堆焊层与衬里层之间的过渡区域。
7 . 18 . 4 . 2 . 2 应根据 SY/T 6423 . 1 要求对管端堆焊层与衬里层结合处的环形焊缝进行 100%RT,验收指标应由购方与制造商协商确定。
7 . 18 . 4 . 2 . 3 若对管端进行了封焊,应对所有封焊环焊缝进行 100%PT 和 100%RT,经购方与制造商协商一致,可使用 AUT代替 RT。 封焊焊缝所有检验的验收标准应由购方与制造商协商确定。
7 . 18 . 4 . 2 . 4 对每根复合钢管的管端面或坡口面应进行 100%PT 以检查分层,PT 应按 SY/T 4109 进
GB/T 37701—2019
行 。 圆周方向尺寸大于 6 . 4 mm 的分层缺欠应判为缺陷,应按 E. 4 处理。
8 检验规则
8 . 1 检验项目
8 . 1 . 1 试验与检验应在复合钢管制造下线 24 h后进行。 除非在试验方法中另有规定,试样应在室温环境下进行状态调节。
8 . 1 . 2 复合钢管应进行制造工艺评定和批次检验,检验项目见表 6 。
表 6 复合钢管的检验项目
GB/T 37701—2019
8 . 2 取样方式
8 . 2 . 1 拉伸和断裂韧性试验用试样数量、方向和取样位置应按照表 5 进行,其他试验与检验用试样应按照 7.1、7.4~7.18 要求进行。
8 . 2 . 2 宜采取冷切割或等离子切割方式取样,若采用火焰切割方式取样,应采用机加工方式去除火焰切割造成的热影响区。
8 . 2 . 3 对于表 6 规定的物理试验,若发现试样有加工缺陷或与相应试验无关的材料缺欠,无论是在试验前还是在试验后发现,均可将该试样作废,并从同一根复合钢管上重新取样。
8 . 3 检验频次
8 . 3 . 1 在制造工艺评定阶段,不同钢级、不同熔炼炉批次(包括基层和 CRA层)、不同规定外径、不同制造工艺、不同热处理工艺、不同公称壁厚(包括基层和 CRA层)的试制复合钢管应各抽取不少于两根进行 MPQT。
8 . 3 . 2 正式生产阶段,除非另有协议,同钢级、同一熔炼炉批次(包括基层和 CRA 层)、同规定外径、同制造工艺、同热处理工艺、同公称壁厚(包括基层和 CRA 层)的复合钢管,D 小于 508 mm 时不多于100 根作为一检验批,D 大于或等于 508 mm 时不多于 50 根作为一检验批,每批应抽取不少于 1 根进行试验或检验。
8 . 4 复验
8 . 4 . 1 在正式生产的批次检验中,若不合格项为化学成分、物理试验或腐蚀试验,由购方选择,可在同一复合钢管上两倍取样复验不合格项,或在同批次复合钢管中重新两倍抽样并分别取样复验不合格项,或对该批复合钢管重新进行一次热处理并按本标准重新进行所有物理试验和腐蚀试验。 若上述复验合格,则除先前检验不合格的那根复合钢管外,则判该批其他复合钢管相应检验项 目合格,否则该批复合钢管应判为不合格。
8 . 4 . 2 重新热处理仅允许进行一次。 但在复验中,仅因抗拉强度或屈服强度为不合格项,允许经购方同意后该批复合钢管降低压力等级予以使用。
9 标志
9 . 1 标志方法
由制造商选择,宜采用字模压印或模板漆印在复合钢管表面制作标志,字体与颜色应易于辨认,标志应清楚和耐久。 不应采用冷、热字冲模锤印标志。
9 . 2 标志位置
若复合钢管外径 D 大于 48 . 3 mm,应从距离管端 100 mm处开始,在复合钢管两端外表面做标志,标志不得喷刷或印在焊缝处。 若复合钢管外径 D 小于或等于 48 . 3 mm,宜在复合钢管捆的标签上或捆绑带上牢固清楚地制作标志。
9 . 3 标志内容
复合钢管的标志应包括以下内容:
a) 制造商的名称或标志;
b) 本标准编号;
GB/T 37701—2019
c) 规定外径 D,基层公称壁厚 tb和 CRA层的公称壁厚 t,单位为毫米(mm) ;
d) 单位长度理论质量,单位为千克每米(kg/m) ;
e) 基层钢级,基层钢级由字母 L 和表示基层强度水平的数字组成,数字部分为以兆帕(MPa) 为单位的向上圆整的基层的 SMYS;可在数字后加注后缀字母表示基层的热处理状态,热处理状态的字母表示方法应按照 API Spec 5L: 2018 中表 3 进行;
f) CRA层材料类型,采用下列符号:
CRA层的材料类型 UNS 编号
g) 基层与 CRA层的制造工艺,采用下列符号:
— 内覆复合钢管:
无缝 S
焊接 E
— 衬里复合钢管:
无缝 SL
焊接 EL
h) 静水压试验压力(若试验),单位为兆帕(MPa) ;
i) 可追溯管号,可追溯管号号编制规则宜由购方与制造商协商确定。 如复合钢管的壁厚过小无法压印,可经购方与制造商协商采用其他标识方法。
示例:
由制造商 ABCO
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