标准宣贯-原油输送管道用钢管通用技术条.ppt
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1、1,CDP-S-COP-PL-007-2011-2 原油管道工程钢管 通用技术条件(与“Q/SY GJX 1022010 原油输送管道用钢管 通用技术条件”相同)中国石油集团石油管工程技术研究院,中缅管道建设用管材通用标准宣贯,2,前 言0 总则1 范围1.1 总范围1.2 产品等级水平1.3 钢级1.4 单位2 规范性引用文件3 术语和定义4 订货应提供的信息5 总体要求5.1 原油输送管道级别的划分5.2 性能要求汇总5.3 防止脆性断裂和启裂的韧性要求5.4 低温环境下的裸露管段钢管韧性的要求,目 次,3,6 制造工艺及材料6.1 钢管类型及制造工艺6.2 冷定径和扩径6.3 材料要求6
2、.4 热处理6.5 可追溯性6.6 表面清洁状态6.7 制造工艺确认6.8 首批检验6.9 钢管生产过程控制试验7 性能要求7.1 化学性能7.2 微观组织7.3 常规力学性能7.4 静水压试验7.5 SAWH钢管残余应力控制试验7.6 购方检验7.7 试验的种类及频次,4,8 尺寸、重量、长度和管端加工8.1 总则8.2 直径8.3 椭圆度8.4 壁厚8.5 重量8.6 长度8.7 直度8.8 管端加工9 外观及工艺质量检查9.1 外观检查9.2 工艺质量10 无损检测10.1 无损检测人员专业检测资格要求10.2 检验的标准做法10.3 SAW焊管焊缝无损检测方法10.4 HFW钢管焊缝无
3、损检测10.5 焊接钢管的分层无损检测10.6 剩磁测量要求10.7 缺陷钢管的处理,5,11 标志和保护性涂层11.1 标志11.2 保护性涂层12 文件、装运及管端保护12.1 质量证明书12.2 钢管装运12.3 钢管堆放12.4 管端保护13 工厂资质和质量控制13.1 钢管生产厂资质13.2 钢管制造厂质量控制附 录(规范性附录)缺陷的补焊附 录(规范性附录)购方检验附 录(规范性附录)首批检验附 录(规范性附录)生产过程控制试验附 录(规范性附录)焊接工艺评定附 录(资料性附录)管道设计参数,6,本标准是在美国石油学会管线钢管标准API Spec 5L:2007管线钢管规范(第44
4、版)的基础上,吸收国内外近年来管线钢管技术和经验编制而成。本标准根据原油输送管道设计压力和管径将原油输送管道划分为3个级别,并将不同级别钢管的相应技术要求分别列出。管线设计人员可以根据管线级别确定其相应的技术条件要求,生成该管线钢管的技术规格书,以保证管线钢管的经济适用性和质量可靠性。本标准主要采用API Spec 5L试验方法体系。,前 言,7,本文件是对API Spec 5L:2007(44版)的补充。本文件应与API Spec 5L:2007(44版)一起使用。凡本文件未叙及的条款及内容均按API Spec 5L:2007(44版)及其修改的规定执行。按本标准供应钢管的制造商应具有API
5、 SPEC 5L会标使用权,且已通过ISO 9001质量体系认证或与之等效的质量体系认证。与任一制造商之间的任何约定将列入购方与该制造商的附加协议中。,0.总则,8,1.1 总范围本标准包括陆上原油输送管道用钢管选择、常规性能要求、钢管堆放和装运、工厂资质认证和质量控制等。同时分别规定了不同管线级别对应钢管化学成分、显微组织、力学性能、静水压试验、几何尺寸、工艺质量、无损检测等要求。本标准不适用于输送含有腐蚀性介质的原油或其它腐蚀性介质的管道,也不包括基于应变设计地区使用的抗大变形钢管。穿跨越用钢管除应满足本文件要求外,还应满足相应穿跨越规范的要求。本文件适用于高频焊(HFW)、螺旋缝埋弧焊(
6、SAWH)和直缝埋弧焊(SAWL)三种类型的钢管。钢管外径(D)范围219.1 mm1219 mm。,1.范 围,9,1.2 产品等级水平:API Spec 5L PSL2级。1.3 钢级:包括API Spec 5L 中的 L290X42L555X80钢级。1.4 单位:采用SI单位。,1.范 围,10,本标准主要采用API Spec 5L试验方法体系。可采用满足引用标准要求的其它标准代替本标准中的引用标准。采用其它标准代替本标准中的引用标准的制造厂应负责以文件资料证明其引用标准的等效性。,2.规范性引用文件,除了API Spec 5L外,补充了输送管常用的8项术语和定义。,3.术语和定义,1
7、1,4.1 根据本标准编制的原油管线钢管数据单应至少包括表4.1列出的内容和附录的参数:,4.订货应提供的信息,12,5.1 原油输送管道级别的划分 为了区别管线的重要程度,根据设计压力、管径将原油输送管道划分为3级,见表5.1,在后面章节中根据不同级别提出钢管的性能和检验的不同要求。,5.总体要求,表5.1 原油输送管道级别的划分,13,5.2 性能要求汇总5.2.1 制造工艺及材料要求,表5.2 制造工艺及材料要求汇总表,14,5.2.2 理化性能以及工艺控制试验要求,表5.3 钢管理化性能及工艺控制要求汇总表,15,5.2.3 无损检测要求,表5.4 无损检测要求汇总表,16,5.2.4
8、 尺寸、外观、重量及工艺质量要求,表5.5 尺寸、重量、管端加工、外观及工艺质量要求汇总表,17,5.2.5 标志、文件、装运、堆放以及管端保护要求,表5.6 标志、文件、装运、堆放以及管端保护要求汇总表,18,5.3 防止脆性断裂和启裂的韧性要求原油输送管道防止脆断和启裂的CVN冲击功要求应满足7.3.3.1和表7.6的规定。CVN试验管体断口剪切面积应满足7.3.3.1要求,DWTT试验管体断口剪切面积应满足表7.7要求。焊缝和热影响区不规定断口剪切面积要求。购方另有要求的,按照合同规定执行。5.4 非埋地管段钢管韧性的要求非埋地管段钢管韧性的要求应符合7.3.3.1和7.3.3.2的规定
9、。,19,6.1 钢管类型及制造工艺 按本标准采购的钢管包括三种类型:高频焊(HFW)管 直缝埋弧焊(SAWL)钢管(包括UOE、JCOE、RBE等)螺旋缝埋弧焊(SAWH)钢管,6.制造工艺及材料,表6.1 不同管型钢管的推荐规格范围,20,6.1.1 焊接钢管6.1.1.1 高频(HFW)焊管6.1.2.2 直缝埋弧焊(SAWL)钢管6.1.2.3 螺旋缝埋弧焊(SAWH)钢管 采用埋弧焊方法、自动埋弧焊工艺生产的、带有一条螺旋焊缝的钢管,内外焊缝各不得少于一个焊道。,21,6.2 冷定径和扩径3级管道的螺旋埋弧焊管管端150 mm范围内应进行冷扩径。机械扩径过程中,应采用适当的措施,防止
10、内扩径装置与焊缝相接触。6.3 材料要求6.3.1 用于生产螺旋缝埋弧焊钢管的钢板或板卷的宽度不得小于钢管外径的1.0倍,也不得大于钢管外径的2.5倍。-API 5L:0.8-3倍6.3.2 制造钢管用钢带或钢板不应含有任何补焊焊缝,制管过程中也不允许进行补焊。6.3.3 对于3级原油管道钢管用钢,应为细晶粒的镇静钢,晶粒尺寸和非金属夹杂物级别限制的要求见7.2。,22,6.4 热处理埋弧焊钢管应保持其轧制状态。经购方和制造商,也可进行适当的热处理。6.5 可追溯性 钢管的制造厂应建立并遵守文件化程序,以保持所有钢管的炉批标识和试验批标识。该程序应能将任一根钢管追溯至相应的试验批和相关的化学分
11、析和力学性能试验结果。6.6 表面清洁状态 制造商应保持钢管表面清洁,钢管表面上应无油脂、焊剂和腐蚀物等。,23,6.7 制造工艺确认6.7.1 制造商应连同报价单一起提交其推荐的制管工艺的详细说明(MPS)。6.7.2 制造商按本文件生产焊管之前,应提交制管工艺的详细说明(MPS文件)供购方审查认可。6.7.3“购货合同”签订后,制造商如果对按6.7.1提交的文件有变动,应立即报告购方认可。如果不能按时报告并得到认可,则被视为拒绝执行合同的依据。6.7.4 制造商提供的所有制造工艺文件需要得到购方或购方委托人的签字方可认为有效,否则购方有权拒收制造商提供的所有产品。6.8 首批检验 所有级别
12、的原油管道用钢管,正式生产前应按附录的要求进行首批检验。首批检验合格后,方可进行正式生产。6.9 生产过程控制试验 2级及其以上原油管道用钢管应按附录的规定进行生产过程控制试验。,24,技术条件中关于过程控制的要求 目的:过程控制检验使产品质量受控,减少不合格的风险,25,过程控制检验与成品检验的区别,26,7.1 化学性能7.1.1 化学成分7.1.1.1 对于t25.0 mm的钢管,其化学成分应符合表7.1的要求。-选用API 5L PSL2级别的钢管 M态成分7.1.1.2 基于表7.1要求的化学成分可适用于t25.0 mm的钢管。否则,化学成分应协商确定。,7.性能要求,27,表7.1
13、 t25.0 mm钢管的化学成分,28,7.1.2 元素分析每次要求的化学分析至少应包括下列元素:a)碳、锰、磷、硫、铬、铌、铜、钼、镍、硅、钛和钒;b)硼:如果B的熔炼分析结果小于0.0005,那么在产品分析中就无需包括B元素的分析,在碳当量计算中可将B含量视为0;c)除脱氧之外的其它目的,在炼钢时添加的其它合金元素。7.1.3 碳当量7.1.3.1 碳的质量分数等于或小于0.12的钢管,计算碳当量CEPcm 7.1.3.2 中碳的质量分数大于0.12的PSL2钢管,计算碳当量CEIIW,29,7.1.4 化学成分试验7.1.4.1 取样频数 每炉钢应进行一次熔炼分析和两次产品分析。7.1.
14、4.2 取样方法由制造厂选择,产品分析试样可从成品钢管、钢板、钢带、拉伸试样或压扁试样上截取。对螺旋焊缝钢管,取样位置与邻近的焊缝的距离不得小于螺旋焊缝的螺距的1/4。7.1.5 化学成分试验方法化学分析方法应按照ASTM A 751的规定进行。化学分析结果应符合7.1.1的要求。,30,7.2 金相组织7.2.1 管体对于3级原油管道钢管用钢,晶粒尺寸应为ASTM E112(或GB/T 4335)No.7级或更细,钢中非金属夹杂物级别限制见表7.2。显微组织检验按GB/T 13298进行,晶粒度评定按ASTM E112(或GB/T 4335)或购方与制造商商定的其他方法进行,夹杂物级别按AS
15、TM E45 A法进行检验。显微组织检验应在首批检验、生产过程控制试验以及必要时进行,晶粒度和夹杂物检验应每1检验批进行1次。特殊情况下,由购方与制造商双方协商确定。,31,7.2.2 HFW钢管7.2.3 SAW钢管焊缝制管厂应从每班(最长12 h)至少一次钢管中截取一个焊缝横断面试样进行宏观照相检验,焊缝的焊偏量及焊缝余高应满足9.2.2和9.2.3的规定,定位焊缝应熔入到最终的埋弧焊缝中。制管厂应在首批检验、生产过程控制试验以及必要时进行焊缝金相检验,并应提供低倍和高倍金相检验的照片。显微组织照片应显示内焊道、外焊道和热影响区的组织。,32,7.3 常规力学性能7.3.1 总则样品应从钢
16、管、钢板或钢带上截取。拉伸试验、CVN冲击试验、DWT试验、弯曲试验和压扁试验用样品的截取和相应试样的制备应按适用的引用标准规定。各种试验用样品和试样应按API Spec 5L的适用位置截取。对于本章规定的任何力学试验,任一试样显示出与该力学试验意图无关的机加工缺陷或材料缺欠,无论是在试验前还是在试验后发现的,该试样可报废,并用从同一根钢管上截取的另一试样代替。,33,试样方向和取样位置与API 5L表20配合使用,a)SMLS钢管,b)CW、LFW、HFW、LW、SAWL和COWL钢管,1 W横向试样,中心线位于焊缝上2 T180横向试样,中心线位于距直焊缝180处3 T90横向试样,中心线
17、位于距直焊缝90处4 L90纵向试样,中心线位于距直焊缝90处,1 W横向试样,中心线位于螺旋焊缝上2 L纵向试样,中心线位于沿纵向距螺旋焊缝至少a/4处(90)T横向试样,中心线位于沿纵向距螺旋焊缝至少a/4处4 钢带/钢板对头焊缝,长度为a5 WS横向试样,中心线位于距螺旋焊缝和钢带/钢板对头焊缝交点至少a/4处,34,代号说明:示例“1T180”“1”表示数量,“T”代表方向,为横向,“180”代表据焊缝的角度位置见图5。,35,36,7.3.2 拉伸性能7.3.2.1 拉伸性能要求屈服强度应为试样标距长度内产生0.5总伸长(用引伸计测定)时所需的拉伸应力。当需记录或报告伸长率时,如采用
18、板状试样,记录或报告中应注明试样的公称宽度;如采用圆棒试样,应注明直径和标距长度;如采用全截面试样亦应予以注明。钢管的拉伸性能应符合表7.3规定的要求。,37,7.3.2.2 拉伸试验方法7.3.2.2.1 总则拉伸试验应按ASTM A370进行,胀环试样试验方法应由购方和制造厂协商。对于管体试验,应测定屈服强度、抗拉强度和断裂后的伸长率百分比。应报告标距长度为50 mm的断裂后伸长率百分比。对于标距长度小于50 mm的试样,应按ASTM A370将所测量的断裂后伸长率换算为50 mm内的伸长率百分比。拉伸试验结果应符合7.3.2.1对相应钢级的要求。拉伸试样不得热压平、人工时效或热处理。,3
19、8,7.3.2.2.2 拉伸试样代表钢管全壁厚的矩形试样应按ASTM A370和API SPEC 5L图5所示截取,横向试样应压平。也可使用由未经压平的样品加工的圆棒试样。L555/X80级别的钢管应采用圆棒试样,试样直径尽可能大。T19.0 mm的钢管的纵向拉伸试验用试样直径应为12.7 mm。横向拉伸试验用试样直径应为表7.4所给值,由制造厂选择可使用相邻较大直径试样除外。如经协商,可使用胀环试样测定横向屈服强度。,39,7.3.2.2.3 焊接接头拉伸试验焊接接头拉伸试样应垂直于焊缝截取,且焊缝位于试样中央,从钢管上所截取的试样应能代表钢管的整个壁厚。焊缝余高应去除。焊接接头拉伸试验无须
20、测定屈服强度和伸长率。,40,表7.3 钢管的拉伸试验结果要求,与API 5L相同,41,表7.4 钢管尺寸和横向拉伸试验用圆棒试样直径之间的关系,42,异常拉伸曲线,43,利用拉伸过程记录曲线对结果进行修正,44,7.3.3 断裂韧性7.3.3.1 夏比冲击试验要求7.3.3.1.1 总则如果使用小尺寸试样,则所要求的最低平均(三个试样一组)冲击功应是全尺寸试样要求值乘以小尺寸试样规定宽度与全尺寸试样规定宽度之比,这种方法得出的数值圆整到最接近的焦耳值。任何试样的单个试验值应不低于所要求的最低平均(三个试样一组)冲击功的75。如果在低于规定试验温度的温度下进行的试验能满足在此温度下的冲击功和
21、断口剪切面积要求,则该试验应是合格的。,45,7.3.3.1.2 夏比冲击功和断口剪切面积要求对表7.5所列规格和规定壁厚的钢管,应进行横向夏比V型缺口冲击试验。对于壁厚较薄而无法加工表中最小尺寸(1/2)的横向试样的钢管,应取管体纵向试样进行试验。对于无法加工管体纵向最小尺寸试样(1/3)的钢管,可以免做夏比冲击试验。对于埋地管道,夏比冲击试验温度为0。如果管道钢管的最低设计温度低于0,可在最低设计温度下进行试验。对非埋地钢管,夏比V型缺口冲击试验温度参照Q/SY GJX 104执行。对于钢管管体、焊缝和热影响区,每组试验(三个试样为一组)的最小平均夏比冲击功应符合表7.6要求。对于外径在5
22、08 mm以下的钢管,钢管管体每组试验(三个试样为一组)的最小平均剪切面积应大于等于85%,单个试样最小剪切面积应大于等于70%。,46,表7.5 钢管尺寸与夏比冲击试样之间的关系,47,表7.6 钢管夏比V型缺口冲击功要求,与API 5L 相同,48,7.3.3.2 落锤撕裂性能要求对于钢级不低于L360/X52,管径在508 mm及其以上的钢管,应进行落锤撕裂试验。落锤撕裂试验的剪切面积要求和试验温度如表7.7所示。,API 5L PSL2级钢管要求:0 下 SA平均值最小85%。25.4mm以上壁厚的,双方协商。,49,7.3.3.3 夏比冲击试验7.3.3.3.1 试验方法夏比冲击试验
23、应按ASTM A370,除非订单上规定了ISO 148-1和所要求的冲头半径(2 mm或8 mm)。7.3.3.3.2 试样试样应按ASTM A370制备,除非订单上规定了ISO 148-1和要求的冲头半径。缺口轴线应垂直于钢管表面。钢管焊缝和热影响区试验用的每个试样在加工刻槽前均应酸蚀,以确定适当的刻槽位置。在SAW钢管焊缝上截取的试样的刻槽轴线应位于外焊道中心线上或尽可能靠近该中心线。在SAW钢管热影响区上截取的试样的刻槽轴线应如图7.1和图7.2所示尽可能靠近外焊道边缘。在HFW钢管焊缝上截取的试样的刻槽轴线应位于焊缝上或尽可能靠近焊缝。,50,图7.1 焊缝中心和热影响区取样和缺口位置
24、,图7.2 存在焊偏时焊缝中心和热影响区冲击试样缺口位置,51,7.3.3.4 落锤撕裂(DWTT)试验7.3.3.4.1 试验方法落锤撕裂试验应按SY/T 6476的规定进行试验和评定。7.3.3.4.2 落锤撕裂试验试样试样应按SY/T 6476的规定制备。,52,7.3.4 硬度试验7.3.4.1 硬度试验方法硬度试验用试样应从钢管端部截取,对焊接钢管,应在试样中心包括一段纵缝或螺旋焊缝。试样应为经过抛光、侵蚀的焊接接头横向试样(包括管体、焊缝和热影响区)。对焊接钢管硬度测试位置如图7.3 a)、b)所示,壁厚T4 mm,只需测量壁厚中部横向位置,壁厚4 mmT6 mm时,只需测量内外表
25、面横向位置。,53,母材的硬度试验应按照ASTM E92(维氏硬度试验方法)或ASTM E18(洛氏硬度试验方法)的规定进行,由制造厂选择。有争议时,应采用维氏硬度试验方法。热影响区(HAZ)和焊缝的硬度试验应按照ASTM E92的规定进行。当外观检验发现有可疑的硬块时,根据所采用的方法使用便携式硬度试验设备及分别符合ASTM A956、ASTM A1038或ASTM E110的方法,按ASTM A370的要求进行硬度试验。,54,图7.3 硬度测量位置,a)埋弧焊(SAW)钢管,按新版API 5L,硬度试验点多。,55,7.3.4.2 硬度试验要求钢管管体、焊缝和热影响区的最大允许硬度值应视
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