套管和油管规范API.docx
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套管和油管规范API
套管和油管规范API-5CT(2006年1月1日第8版)
1.范围
1.1本规范规定了直缝电焊钢管(套管、油管)交货技术条件。
适用于API-5CTPSL1等级第1组中H40、J55和K55三个钢级的技术要求。
1.2本规范所涉及的管子规格大于4½(114.3)但小于10¾(273.05)(代号1)的套管可由购方规定用作油管。
2规范性引用文件
ISO9303承压无缝和焊接钢管—纵向缺欠的全园周检测
(与GB/T5777-1996等效)
ISO9764承压电阻焊和感应焊钢管—焊缝纵向缺欠的超声检测
(与SY/T6423.2-1999等效)
ISO11484承压钢管—无损检测(NDE)人员资格及鉴定
(与GB/T9445-1996等效)
ASTMA751钢制品的化学分析的标准测试方法、操作和术语(用GB/T4336-2002发射光谱分析法替代)
ASTME23金属材料缺口冲击试验方法(与GB/T229-1994等效)
3术语、定义
3.1套管
从地表下入已钻井眼作衬壁的管子。
3.2缺陷
按本规范规定拒收产品所依据的足够大的缺欠。
3.3熔炼分析
由炼钢厂报告,对代表一个炉批的化学成分分析。
3.4油管
下入井中用作产液和注液的管子。
3.5第1组
H、J、K、N钢级的所有套管和油管。
3.6代号1
规格或规定外径的无量纲代号,可在订购管子时使用。
3.7代号2
单位长度重量的无量纲代号,可在订购管子时使用。
4.符号和缩写
CVN—夏比V型缺口
J—管子吸收能,焦耳
D—管子规定外径
d—内径
EMI—电磁检验
EW—电焊工艺
N—全长正火(热处理工艺)
NDE—无损检测
OD—外径
PLS—产品规范等级
t—规定壁厚
UT—超声检验
YSmax—规定最高屈服强度,兆帕(Mpa)
YSmin—规定最低屈服强度,兆帕(Mpa)
Mpa—静水压试验压力,兆帕
5购方需提供的资料
5.1在订购API5CT套管或油管时,购方应在订单中规定下列要求:
1)产品标准:
API5CT或ISO11960;
2)数量;
3)管子类型:
套管或油管;
4)代号1或规定外径;
5)钢级牌号及质量等级;
6)长度范围;
7)电焊管特殊端部加工要求;
8)交货日期和装运说明、购方检验及API5CT附录B等。
6制造方法
6.1通则
按API5CT标准供货的钢级和组别的管子应进行晶粒细化处理,作晶粒细化处理的钢含有一种或多种晶粒细化元素,如一定量的铝、鈮、钒或钛,使钢的奥氏体晶粒细化。
6.2热处理
电焊钢管焊缝应>540℃进行热处理,使焊缝中没有回火马氏体组织。
如果订单上有规定,对J55、K55钢级套管和J55级油管应进行热处理。
7检验与试验
7.1化学成分分析
熔炼分析由钢材制造厂提供质量证明书。
对于第1组中H40、J55和K55三个钢级标准只给出磷、硫含量不大于0.030%.其他化学成分由购方提供或供需双方商定。
7.2拉伸性能试验
7.2.1拉伸性能应符合表《C.6》要求
表《C.6》拉伸性能
组别
钢级
类型
加载下的总伸长率%
屈服强度Mpa
抗拉强度
min
Mpa
硬度
max
规定壁后
mm
允许硬度变化
HRC
min
max
HRC
HBW
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
H40
—
0.5
276
552
414
—
—
—
—
J55
—
0.5
379
552
517
—
—
—
—
K55
—
0.5
379
552
655
—
—
—
—
7.2.2伸长率
标距为50.8mm时的最小伸长率(伸长率由引伸计测得)。
见表《C.7》。
7.2.3炉批控制拉伸试验—第1组
作为API5CT标准管子生产用的每一炉钢的控制,制造厂应进行一次拉伸试验。
拉伸试样可取自制管钢板坯料,也可取自成品管上。
也可将在一根管上进行的炉批控制拉伸试验作为该管所属被试验批的产品试验。
7.2.4试验频率和取样位置
套管和油管的试验频率见表《C.40》规定。
表《C.40》套管和油管的拉伸试验频率
组别
代号1
一批中的最多件数
试验数量
每批
每炉
1
2
3
4
5
1
<6-5/8(168.3)
400
1
1
≥6-5/8
200
1
1
表《C.7》50.8㎜标距下伸长率
试样面积
㎜2
拉伸试样宽度/规定壁厚㎜
钢级
19㎜试样
25㎜试样
38㎜试样
H
J
K
420
—
—
10.93~11.18
29
24
19
410
—
—
10.66~10.92
29
23
19
400
—
—
10.40~10.65
28
23
19
390
—
—
10.14~10.39
28
23
19
380
—
—
9.87~10.13
28
23
19
370
—
—
9.61~9.86
28
23
19
360
—
—
9.35~9.60
28
23
18
350
—
—
9.08~9.34
28
23
18
340
—
—
8.82~9.07
28
23
18
330
—
—
8.56~8.81
27
22
18
320
—
—
8.29~8.55
27
22
18
310
—
—
8.03~8.28
27
22
18
300
—
—
7.77~8.02
27
22
18
290
—
—
7.51~7.76
27
22
18
280
—
—
7.24~7.50
26
22
18
270
—
—
6.98~7.23
26
22
17
260
—
—
6.72~6.97
26
21
17
250
—
9.81~10.19
6.45~6.71
26
21
17
240
—
9.40~98.80
6.19~6.44
26
21
17
230
—
9.01~9.39
5.93~6.18
25
21
17
220
—
8.60~9.00
5.66~5.92
25
21
17
210
—
8.21~8.59
5.40~5.65
25
20
17
200
—
7.80~8.20
5.14~5.39
25
20
16
190
—
7.41~7.79
4.87~5.13
24
20
16
180
—
7.00~7.40
4.61~4.86
24
20
16
170
—
6.61~6.99
4.35~4.60
24
20
16
160
8.16~8.68
6.20~6.60
4.08~4.34
24
19
15
150
7.64~8.15
5.81~6.19
—
23
19
15
140
7.11~7.63
5.40~5.80
—
23
19
15
130
6.58~7.10
5.01~5.39
—
23
19
15
120
6.06~6.57
4.60~5.00
—
22
18
15
110
5.53~6.05
4.21~4.59
—
22
18
15
100
5.01~5.52
3.80~4.20
—
22
18
14
90
4.48~5.00
3.41~3.79
—
21
17
14
80
3.95~4.47
—
—
21
17
14
7.
3.43~3.94
—
—
20
16
13
60
2.90~3.42
—
—
19
16
13
50
2.37~2.89
—
—
19
15
12
7.2.5试样取样
产品管体拉伸试样取条形试样。
如图《D.9》所示。
从电焊钢管截取的条形试样应与焊缝约成90°的位置截取,或从制管用钢板批上平行于轧制方向、在距板边四分之一钢带宽度处截取。
经热处理的管子的拉伸试样应在生产线上最终热处理后的管子上截取。
允许将试样两端部经过机加工或冷压平以减少夹紧面的曲率,则所有条形试样标距长度内的宽度应约为38㎜.否则,规定:
对于管子规格(代号1)<4(101.6),试样宽度应约为19㎜(0.75in);
对于管子规格(代号1)4~7-5/8(193.7),试样宽度应约为25㎜(1.000in);
对于管子规格(代号1)>7-5/8,试样宽度应约为38㎜(1.500in).
图D.9拉伸试验试样
7.3夏比V型缺口冲击试验
7.3.1夏比V型缺口冲击试验—一般要求
7.3.1.1试验结果的评价
一个试验应包括取自一根钢管同一部位的3个试样。
3个冲击试样的平均值应等于或大于规定的要求。
同时,仅允许其中1个试样的吸收能不得低于规定吸收能的三分之二。
7.3.1.2试样尺寸和取向
当无法截取全尺寸(10㎜×10㎜)㎜横向试样时,应使用表《C.9,C.75》所列尽可能大的小尺寸横向试样。
当无法用这些横向试样进行试验时,应按表《C.9,C.75》所列尽可能大的小尺寸纵向试样。
当使用横向试样进行电焊管冲击试验时,夏比冲击试样缺口应开在焊缝处。
表《C.9,C.75》适用规格冲击试样和吸收能递减系数
试验规格
试样尺寸㎜
递减系数
全尺寸
10.0×10.0
1.00
3/4尺寸
10.0×7.5
0.80
1/2尺寸
10.0×5.0
0.55
7.3.1.3小尺寸试样
小尺寸试样的最小夏比V型缺口吸收能要求应为全尺寸试样吸收能要求值乘以表《C.9C.9,C.75》中的递减系数。
但在任何情况下当递减后吸收能要求低于11J时,不得使用小尺寸试样。
7.3.1.4试验温度
第1组J55和K55钢级试验温度为21℃.试验温度公差为±3℃.
对于J55和K55钢级,当使用小尺寸试样时,可要求降低试验温度。
适用时应使用表《C.79》
表《C.79》小尺寸试样试验温度递减—仅对H40、J55和K55
试验尺寸
规定管子壁厚㎜
温度降低值
10.0×7.5
>10.0
3
10.0×5.0
>10.0
11
10.0×5.0
7.5~10.0
8
10.0×5.0
6.7~7.4
6
10.0×5.0
6.0~6.6
3
7.3.2夏比V型缺口冲击试验—管子吸收能要求
7.3.2.1对H40、J55和K55钢级1类
1)标准对H40、J55和K55钢级没有强制规定夏比V型缺口冲击试验要求;
2)可选择的吸收能要求见5CT标准A.10(SR16).
7.3.2.2当订单上对第1组H40、J55、K55有规定时,则为强制性要求
对H40级,全尺寸横向最小CVN吸收能要求应为CV=16J;全尺寸纵向最小CVN吸收能要求应为CV=20J。
对J55、K55全尺寸横向最小CVN吸收能要求应为CV=20J;全尺寸纵向最小CVN吸收能要求应为CV=27J。
一个试样应按《A.10.2.1》规定的每批管中的一根上截取的3个试样组成。
3个冲击试样的平均值应等于或大于规定的要求,其中1个不得低于规定吸收能的三分之二。
7.4压扁试验
7.4.1压扁试验要求应符合表《C.23》的规定。
表《C.23》电焊管压扁试验平行板间距
钢级
D/t
平行板最大距离㎜
H40
≥16
0.5×D
<16
D×(0.830-0.0206D/t)
J55、K55
≥16
0.65×D
3.93~16
D×(0.980-0.0206D/t)
<3.93
D×(1.104-0.0518D/t)
7.4.2试验频率
试验频率应按表《C.44》规定。
表《C.44》套管和油管压扁试验频率
组别
热处理类型
试验数量
第1组
非整体
如注所示
整体
规格(代号1)≤4-1/2
(114.3)
与非整体热处理相同或每批(100根或少于100根)1次
规格(代号1)>4-1/2
与非整体热处理相同或每批(20根或少于20根)1次
注:
每个卷板制成的第一根管子的前端应取两个试样进行压扁试验:
一个在90°,另一个在0°位置。
每个卷板制成的居中一根管子上应取两个试样进行压扁试验:
一个在90°,另一个在0°位置。
每个卷板制成的最后一根管子上应取两个试样进行压扁试验:
一个在90°,另一个在0°位置。
若在备尺长管的生产过程中产生停焊,则在停焊处每一侧的切头端截取两个试样,焊缝置于0°和90°进行,这可代替居中一根管的压扁试验。
7.4.3试样
试样长度不小于63.5㎜(2-1/2)的试样环或切头。
从备尺卷板上切下的管子,在一根管的一端上进行的试验应代表下根管相邻端上的试验。
试样应在热处理之后截取。
对于整体正火的电焊钢管,其压扁试验可选在热处理之前或热处理之后截取。
7.4.4复验
如果代表一根管的任一试样不符合规定要求,可以同一根管的同一端取样进行补充试验,直到满足要求。
但取样后的成品管长度不应小于初次切头的长度的80%。
如代表一批产品的一根管的任一试样不符合规定要求,则可以从该批产品中另取两根管子切取试样复验。
若这些试样都符合规定要求,则除最初选作试验的那根钢管外,该批所有管子合格。
若任一个复验用试样不符合规定要求,则可将该批剩余管子逐根取样试验。
也可选择该批管子重新热处理并作为新的一批重新试验。
7.5静水压试验
标准静水压试验压力是按下列公式计算的,其数值圆整到最临近的0.5Mpa(100psi),其最大值限于69.0Mpa(10000psi)。
P=(2·f·ysmin·t)/D
式中:
P—静水压试验压力,Mpa(ib/in);
f—系数,规格(代号1),对于H40、J55、K55钢级,
当外径>9-5/8(244.48㎜)时,f=0.6;
当外径≤9-5/8(244.48㎜)时,f=0.8。
ysmin—管体规定最低屈服强度,Mpa(ib/in);
t—规定壁厚,㎜(in);
D—规定外经,㎜(in)。
注:
我公司静水压试验能力最高为36Mpa。
8尺寸、重量、公差和缺陷
8.1代号和规格
在API5CT标准的尺寸表中,管子是用代号和规格(外径)命名的。
8.2尺寸和重量
代号1规格大于4-1/2(114.3㎜)而小于10-3/4(273.05㎜)的套管可由购方规定用作油管。
表《C.25》标准油管尺寸和重量
代号(油管)
外径D
㎜
壁厚t
㎜
内径d
㎜
通经直径
㎜
平端wpc
kg/m
1
2
2.063
8-5/8
3.24
52.40
3.96
44.48
4.73
2-3/8
4.00
60.32
4.24
51.84
5.86
4.60
4.83
50.66
6.61
2-7/8
6.40
73.02
5.51
62.00
9.17
7.80
7.01
59.00
11.41
3-1/2
7.70
88.90
5.49
77.92
11.29
9.20
6.45
76.00
11.32
10.20
7.34
74.22
14.76
4
9.50
101.60
5.74
90.12
13.57
10.70
6.65
88.30
15.57
13.20
8.38
84.84
19.27
4-1/2
12.60
114.30
6.88
100.54
18.23
15.20
8.56
97.18
22.32
17.00
9.65
95.00
24.90
18.90
10.92
92.46
27.84
注:
顾客也可以把表《C.24》标准套管作为油管订货。
作为油管订货时,其要求比套管还要高一些,如对内毛刺残留高度就不同,见8.8条。
通径棒尺寸规格见8.9条。
表《C.24》标准套管尺寸和重量
代号
外径D
㎜
壁厚t
㎜
内径d
㎜
通经直径
㎜
平端wpc
kg/m
1
2
4-1/2
9.50
114.3
5.21
10.3.88
100.70
14.02
10.50
5.69
102.92
99.74
15.24
11.6
6.35
101.60
98.42
16.639
13.50
7.37
99.56
96.38
19.44
15.10
8.56
97.18
94.00
22.32
5
11.50
127.00
5.59
115.82
112.64
16.74
13.00
6.43
114.14
110.96
19.12
15.00
7.52
111.96
108.78
22.16
5-1/2
14.00
139.70
6.20
127.30
124.12
20.41
15.50
6.98
125.74
122.56
22.85
17.00
7.72
124.26
121.08
25.13
6-5/8
20.00
168.28
7.32
153.64
150.46
29.06
24.00
8.94
150.40
147.22
35.13
7
17.00
177.80
5.87
166.06
162.88
24.89
20.00
6.91
163.98
160.80
29.12
23.00
8.05
161.70
158.52
33.70
26.00
9.19
159.42
156.24
38.21
7-5/8
24.00
193.68
7.62
178.44
175.26
34.96
26.40
8.33
177.02
173.84
38.08
29.70
9.52
174.64
171.46
43.24
8-5/8
24.00
219.08
6.91
205.66
202.48
35.14
28.00
7.72
203.64
200.46
40.24
32.00
8.94
201.20
200.02
46.33
36.00
10.16
198.76
195.528
52.35
9-5/8
32.30
244.48
7.92
228.60
224.66
46.20
36.00
8.94
226.60
222.63
51.93
40.00
10.03
224.40
220.45
57.99
10-3/4
32.75
273.05
7.09
258.90
254.91
46.50
40.50
8.89
255.30
251.31
57.91
51.00
10.16
252.70
248.77
65.87
55.50
11.43
250.20
246.23
73.75
车载重量偏差
数量
公差
单根
+6.5%~3.5%
18144kg(400001b)或18144kg以上的车载量
-1.75%
少于18144kg(400001b)的车载量
-3.5%
18144kg(400001b)或18144kg以上的订货量
-1.75%
少于18144kg(400001b)的订货量
-3.5%
8.3.2外径
外径偏差应符合如下的规定
外径D
代号
外径(D)公差
D<4—1/2
±0.79mm(±0.031in)
D≥4—1/2
+1%D~0.5%D
8.4壁厚t
壁厚不应小于规定的允许公差下限—12.5%。
每根管都应测量壁厚以验证其符合要求。
壁厚测量采用机械式测径仪、通止规或经过校准的具有一定精度的无损检测仪器进行。
有争议时以机械式测径仪为准。
8.5管端的工艺质量
所有的管子端部的内外棱边都不应有毛刺。
8.6直度
所有的管子均应进行目视直度检查。
对有问题的管子或端部弯曲应进行如下直度测量:
对直线的偏离或弦高不应超过如下要求:
a)对规格(代号1)4-1/2和更大规格的管子,从管子一端到另一端总长度的直线的偏离不超过0.2%;
b)在每端1.5㎜(5.0ft)长度范围内的偏离不应超过3.18㎜.
8.8焊缝飞边的修整
电焊钢管外飞边应修整至平齐状态。
套管焊缝内飞边高度不应超过1.14㎜,油管焊缝内飞边高度不应超过0.38㎜,测量应在紧接该飞边的内表面上进行。
对于各种壁厚,焊缝内飞边修整后产生的凹槽不应大于下列数值。
凹槽深度为距焊线约25㎜处测得的壁厚与凹槽底部剩余壁厚之差。
壁厚修正深度
壁厚
最大修整深度
3.84mm~7.64mm(0.151in~0.301in)
0.38mm(0.015in)
≥7.64mm(0.301in)
0.05t
8.9通径要求
每根套管和油管都应进行全长通径试验。
通径棒尺寸(长度和直径)应符合《C.31》要求的圆柱型通径棒。
表《C.31》通径要求
产品
通径棒长度
通径棒直径
套管
<9-5/8
152mm
d-3.18mm
≥9-5/8
305mm
d-3.97mm
油管
≤2-7/8
1067
D-2.38mm
>2-7/8
1067
D-3.18㎜
由购方规定用作油管使用的其规格(代号1)大于4-1/2而小于10-3/4的套管应用如下所示的通径棒进行通径试验。
代号1
通径棒长度㎜
通径棒直径㎜
>4-1/2~≤8-5/8
1067
d-3.18mm
>8-5/8~<10-3/4
1067
d-3.97mm
8.10称重
对规格(代号1)1.660和更大规格的每根套管和每根油管应单独称重。
8.11外观检查
8.11.1通则
所有外观检查应由经过培训并对表面缺欠具有敏感观察力的人员进行。
检查表面的光照度不应低于500lx(lux)(50ft-candle).
8.11.2管体
对每根管整个外表面进行外观缺欠检查。
8.11.3管端
距端面至少450㎜(18吋)范围内的管端外表面应进行外
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