GDCSJXSPE001加热弯管技术规格书.docx
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GDCSJXSPE001加热弯管技术规格书
广东省天然气管网一期管道工程项目
加热弯管技术规格书
中国石油工程设计有限责任公司西南分公司
2009.9
中国石油集团工程设计
有限责任公司西南分公司
业主:
广东省天然气管网有限公司
项目编号:
S2009-2D
工程地点:
广东
技术规格书编号:
GD-CS-JX-SPE-001
工程名称:
广东省天然气管网一期管道工程项目
第1页共29页
广东省天然气管网一期管道工程项目
加热弯管技术规格书
0
供业主订货用
2009.09
A
供业主审查
2009.07
版次
说明
编制
校对
审核
审定
会签
日期
目录
1范围3
2引用主要规范和标准3
3术语、注释及符号4
4基本参数5
5原材料及制造工艺6
6弯管性能要求8
7尺寸、几何形状和允许偏差13
8工艺质量和缺陷修整18
9检验和试验19
10标志23
11涂层和保护层24
12质量证明书24
13弯管装运24
附录A25
附录B26
附录C27
说明:
本文件以初步设计A版为基础编制。
1范围
本技术规格书规定了广东省天然气管网一期管道工程项目用感应加热弯管的基本参数、原材料、制造工艺、材料性能、工艺质量与缺陷修补、检验与试验、标志、涂层与保护的最低技术要求。
是对SY/T5257-2004标准的强调与补充,若本技术规格书与SY/T5257-2004相矛盾,以两者之严格者为准。
本技术规格书适用于广东省天然气管网一期管道工程项目用感应加热弯管,适用于最高输送压力为6.3MPa和9.2MPa,并符合GB17820规定的二类气质要求的天然气。
2引用主要规范和标准
下列文件中的条款通过本技术条件的引用而成为本技术条件的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本技术条件。
凡未注明日期的规范和标准为最新版本。
APISPEC5L管线钢规范(44版)
ASTMA370钢产品机械性能试验的方法与定义
ASTME23金属材料缺口冲击试验
ASTME45钢中夹杂物含量的确定方法
ASTME112平均晶粒度测定方法
GB/T9445—2005无损检测人员资格鉴定与认证
GB/T17394—1998金属里氏硬度试验方法
GB17820-1999天然气
GB/T19001质量管理体系要求
GB/T222—2006钢的成品化学成分允许偏差
GB/T223—1991钢铁及合金化学分析方法
GB/T228—2002金属材料室温拉伸试验方法
GB/T232—1999金属材料:
弯曲试验方法
GB/T2975—1998钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备
GB/T4336—2002碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析方法
GB/T17394—1998金属维氏硬度试验方法
GB/T17600—1998钢的伸长率换算第Ⅰ部分碳素钢和低含金钢
SY/T6423.1—1998石油天然气工业承压焊接钢管无损检测方法—埋弧焊钢管焊缝缺欠的射线检测
SY/T6423.3—1998石油天然气工业承压焊接钢管无损检测方法—埋弧焊钢管焊缝纵向和/或横向缺欠的超声波检测
SY/T6423.4—1998石油天然气工业承压焊接钢管无损检测方法—焊接钢管焊缝附近分层缺欠的超声波检测
SY/T6423.5—1998石油天然气工业承压焊接钢管无损检测方法—焊接钢管用钢带/钢板分层缺欠的超声波检测
SY/T6423.7—1998石油天然气工业承压焊接钢管无损检测方法—无缝和焊接钢管端分层缺欠的超声波检测
SY/T5257—2004油气输送用钢制弯管
SY/T4109—2005石油天然气钢制管道无损检测
GD-CS-GY-SPE-001广东省天然气管网一期管道工程项目天然气输送管道用钢管技术条件
3术语、注释及符号
3.1制造厂
表示按合同提供感应加热弯管的制造厂商
3.2业主
广东省天然气管网有限公司
3.3设计方
中国石油工程设计有限责任公司西南分公司
3.4缺陷
尺寸或分布密度大于本技术条件规定的验收标准的缺欠称为缺陷。
缺陷对弯管的预期用途有不利影响或限制弯管的预期用途。
3.5缺欠
技术条件中所述各种检验方法检查出的管壁或弯管表面的不规则处。
缺欠为技术条件规定的验收标准范围内的缺欠,对产品的预期使用没有实际影响。
3.6符号注释
DN―公称直径;
D―外径,mm;
R―弯曲半径,mm;
t―直管段公称壁厚,mm;
t1―弯管外弧侧壁厚,mm;
h―起皱高度,mm;
a―弯管平面度,mm;
α―弯曲角度(°);
Q―管端面垂直度,mm;
U―管端面平面度,mm;
f―波浪间距,mm;
L―直管段长度,mm。
4基本参数
弯管见图1所示,基本参数应符合表1的规定。
图1弯管
表1弯管基本参数
序号
设计压力MPa
公称直径DN
外径
D(mm)
公称壁厚
t(mm)
钢级
母管型式
弯曲半径
R(mm)
弯曲角
α(°)
直管段长度
L(mm)
1
6.3
450
Φ457
8.7
L360(X52)
直缝埋弧焊管
R=6D
按设计与测量成果表的规定度数
500
2
10
3
9.2
600
φ610
14.2
L415(X60)
4
17.5
5
20
6
9.2
900
φ914
17.5
L485(X70)
7
22.2
8
25
9
9.2
1200
φ1219
22
L555(X80)
10
25
5原材料及制造工艺
5.1原材料要求
5.1.1感应加热弯管应采用直缝埋弧焊钢管制造,对接管不能用于制造感应加热弯管。
5.1.2原材料用钢管应符合GD-CS-GY-SPE-001《广东省天然气管网一期管道工程项目天然气输送管道用钢管技术条件》规定。
其制造商应提供DWTT试验报告,且试验值不低于原材料质证书提供的数值。
5.1.3弯管用钢管表面应无油污。
在钢管制造、搬运、装卸过程中不允许与低熔点金属(Cu、Zn、Sn、Pb等)接触,否则应采用适当的方法(如喷砂)消除。
5.1.4钢管原材料应有钢管制造商质量证明书,无标记、无批号、无质量证明书或质量证明书不全的钢管不能使用。
5.1.5钢管原材料进厂,应由弯管制造商的检验部门按批号、规格、外观和技术资料进行检查验收。
弯管制造商应对钢管材料的质量进行抽检复查。
复验项目为力学性能(Rt0.5、Rm、δ)和冲击韧性;组批为:
同炉批、同规格、同轧制工艺、同交货状态的钢管,DN≥500每50根为一批;DN<500时100根为一批。
5.1.6不允许对母管管体进行补焊。
5.1.7要求弯管制造商应对直缝埋弧焊钢管焊缝逐根进行100%可记录的超声波复验,其结果应满足SY/T4109-2005规定的Ⅰ级合格。
5.2制造工艺要求
5.2.1制造商应持有GB/T19000质量体系认证证书或其它相应的质量体系认证证书和压力管道元件资格证书。
5.2.2弯管的弯曲半径(R)、弯曲角度(α)、直管段公称壁厚(t)、直管段(L)应按本技术规格书表1规定。
5.2.3钢管的纵焊缝应位于弯管内弧侧,距壁厚基本不变的中性弯曲弧面母线10°范围内。
5.2.4弯管应采用电感应加热弯制工艺制造,弯制过程应连续不间断进行,不允许中断。
为保证弯管性能均匀,应进行弯后回火热处理,可采用均热区温度能控制在±10℃范围内的连续炉或分批装料热处理炉进行热处理。
炉子的记录仪器系统应能记录各区时间温度曲线。
弯管曲率半径(R)和/(或)壁厚(t)不同的每一种规格的弯管,应对感应加热弯制工艺和弯后回火热处理工艺进行工艺评定,工艺评定试验可按附录A的规定进行,制造商工艺评定结果应报购方认可。
5.3制造工艺确认
5.3.1制造商取得按本技术规格书提供弯管的订货合同前应提交制造弯管的工艺规范的详细说明。
制造工艺应包括附录A规定的内容。
制造商连同报价单将制造工艺详细说明提供给购方确认。
5.3.2合同授予后,正式批量生产之前,应按SY/T5257-2004标准中7.2.1条制定弯管MPS文件,并按该标准7.2.3条进行评定。
5.4首批检验
首批生产的弯管应按附录B的要求进行首批检验,首批检验合格后经购方书面认可后才能进行正式生产。
6弯管性能要求
6.1拉伸试验、夏比冲击试验、焊缝导向弯曲试验、硬度试验和金相检验的取样位置见表4,试样取向如图3所示。
6.2拉伸性能
6.2.1弯曲段管体试样(包括内弧侧纵向、横向,外弧侧纵向、横向,厚度基本不变的中性区横向)加热过渡区(左、右过渡区)的外弧侧管体纵向试样及直管段的管体横向试样的抗拉强度、屈服强度、伸长率、屈强比应符合表2的规定。
6.2.2弯曲区及直管段焊缝横向试验的拉伸结果应符合表2的规定。
表2弯管拉伸性能要求
试样位置编号
屈服强度
(Rt0.5)MPa
抗拉强度
RmMPa
屈强比Rt0.5/Rm
伸长率δ%
L360(X52)弯管
弯管管体
图3中1、3、4、5、6、7、9、3’
≥360
≥460
≤0.85
允许5%≤0.88
按APISPEC5L相应壁厚钢管的要求
弯管焊缝
图3中2、8
-
≥460
-
-
L415(X60)弯管
弯管管体
图3中1、3、4、5、6、7、9、3’
≥415
≥520
≤0.85
允许5%≤0.88
按APISPEC5L相应壁厚钢管的要求
弯管焊缝
图3中2、8
-
≥520
-
-
L485(X70)弯管
弯管管体
图3中1、3、4、5、6、7、9、3’
≥485
≥570
≤0.90
允许5%≤0.93
按APISPEC5L相应壁厚钢管的要求
弯管焊缝
图3中2、8
-
≥570
-
-
L555(X80)弯管
弯管管体图3中1、3、4、5、6、7、9、3’
≥555
≥625
≤0.90
允许5%≤0.93
按APISPEC5L相应壁厚钢管的要求
弯管焊缝
图3中2、8
-
≥625
-
-
6.3夏比冲击韧性
6.3.1弯曲段管体横向试验(包括内弧侧、外弧侧、壁厚基本不变区)、加热过渡区(左、右过渡区)管体纵向试样在0℃的夏比冲击试验结果应符合表3的规定。
6.3.2弯曲段及直管段焊缝横向试样(包括焊缝中心及热影响区)的0℃的夏比冲击试验结果应符合表3的规定。
表3夏比冲击韧性要求
试样位置编号
夏比冲击试样断口剪切面积
SA%
夏比冲击功(0℃)
(10mm×10mm×50mm)J
单个试样最小值
三个试样平均值
单个试样最小值
三个试样平均值
X52
弯管管体
图3中3、3’、5、7、9、
≥70
≥85
≥55
≥70
焊缝(焊缝中心、热影响区)
图3中2、8
≥40
≥50
≥30
≥40
X60
弯管管体
图3中3、3’、5、7、9、
≥70
≥85
≥90
≥120
焊缝(焊缝中心、热影响区)
图3中2、8
≥40
≥50
≥55
≥70
X70
弯管管体
图3中3、3’、5、7、9、
≥80
≥90
≥140
≥190
焊缝(焊缝中心、热影响区)
图3中2、8
≥40
≥50
≥60
≥90
X80
弯管管体图3中3、3’、5、7、9、
≥80
≥90
≥150
≥200
焊缝(焊缝中心、热影响区)
图3中2、8
≥40
≥50
≥85
≥105
6.4硬度
6.4.1弯曲区(包括内弧侧、外弧侧、壁厚基本不变中性区)及加热过渡区外弧侧的管体横截面上靠近内外表面(1.5mm)及壁厚中心处各3点(见图2a)的维氏硬度不超过248HV10。
6.4.2弯曲区及直管段焊缝横截面(见图2b)上各点(1~16)的维氏硬度不应超过270HV10。
6.4.3弯曲区(包括内弧侧、外弧侧及焊缝)在制备力学性能试样前应采用便携式里氏硬度计或等效的其它硬度计(应提供文件经买方确认)进行宏观硬度试验,三个位置的宏观硬度试验平均值作为6.4.4生产硬度试验的参照值。
图2a管体维氏硬度横截面位置
a-b热影响区与未受热影响母材边界(腐蚀后可见)。
c-d焊缝金属与焊缝热影响区边界(腐蚀后可见),称为熔合线即熔合边界。
注:
硬度压痕2、3、6、7、10、14和15点应完全在热影响区,并应尽量靠近熔合线;1、8、9、16压痕应在母材上。
图2b焊缝维氏硬度横截面位置
6.4.4生产的所有弯管至少沿内弧侧、外弧侧及焊缝三个位置采用便携式里氏硬度计进行宏观硬度试验。
三个位置的宏观硬度平均值与6.4.3对应位置测定的硬度平均值的波动不大于15%,并且弯管管体任何部分最大硬度与焊缝、热影响区的最大硬度值强度级别415MPa及以下钢材硬度≤240HV10;强度级别450MPa及以上钢材硬度≤265HV10,其它等效的便携式硬度计的测量值应与之等效。
当有争议时应以HV10硬度为准。
图3力学性能和金相检验试样取样位置及取向
要求的试验类型
试样位置
直管段
过渡区
弯曲区内弧侧
弯曲区外弧侧
中性轴
1
2
3
3'
4
5
6
7
8
9
管体横向
焊缝横向
外弧侧
外弧侧
管体纵向
管体横向
管体纵向
管体横向
焊
缝
横
向
管
体
横
向
拉伸试验
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
维氏硬度试验
×
×
×
×
×
×
×
金相检验1)
×
×
×
×
×
×
×
夏比冲击试验2)
×
×
×
×
×
×
×
导向弯曲试验
×
×
生产中硬度试验3)
×
×
×
×:
表示进行一次试验。
1)金相试样可以用硬度试验的同一试样,低倍照相可用4倍或其它放大倍数,金相照相可用100倍或更高的放大倍数,显示每个位置试样的近表面、壁厚中心和内表面的显微组织。
试样应保留至合同完成后一年。
2)每个位置的每个试验需要3个试样。
3)每个位置最小5个等间距的硬度读数。
表4试验项目及试样取样位置
6.5焊缝导向弯曲性能
直管段及弯管区的焊缝应进行面弯、背弯试验。
弯曲角为180º,弯轴直径如下:
钢号
L360(X52)
L415(X60)
L485(X70)
L555(X80)
弯轴直径
4T
5T
6T
6T
T:
为直管段壁厚或试样厚度
6.6金相组织及晶粒度检查
6.6.1直管段及弯管区焊缝应进行横向截面低倍检查(见图4),并对焊缝中心、热影响区进行金相检查(见图4)。
6.6.2应对直管段与弯曲段过渡区、弯曲段(包括内弧侧、外弧侧、壁厚基本不变中性区)的管体横向截面靠近内外表面、壁厚中心的显微组织进行检查。
弯管管体原始奥氏体晶粒度应为ASTME112No.6级或更细。
图4宏观与金相组织照相位置
7尺寸、几何形状和允许偏差
7.1直径与周长
直管段用周长法测量的外径允许偏差为+2mm,-1mm。
7.2外弧侧壁厚减薄率见式
(1)
(1)
式中:
t1min―弯管外弧最薄处壁厚,mm;
tmin―直管段壁厚的最小值,mm;
弯管壁厚最大减薄率应不大于9%。
7.3椭圆度
椭圆度如图5所示按下式计算:
见式
(2)
(2)
式中:
Dmax―弯管横截面上的最大外径,mm;
Dmin―弯管横截面上的最小外径,mm;
弯管直管段距管端100mm范围内,椭圆度应不大于0.6%,DN500以上的弯管管端椭圆度不超过0.8%;弯管弯曲段的椭圆度应不大于2.5%。
图5弯管横截面椭圆度
7.4弯曲角度与弯曲半径
弯曲角度偏差应不超过±0.5°:
曲率半径的极限偏差为±0.5%R。
7.5弯管平面度△a
弯管平面度△a如图6所示,△a应不大于7mm。
图6弯管平面度
7.6管端垂直度
弯管管端面的垂直度的检测如图7所示,管端面的垂直不大于2.5mm。
图7弯管管端面垂直度
7.7端面平面度
弯管管端面的平面度如图8所示,管端面的平面度应不大于0.8mm。
图8弯管管端面平面度
7.8管端
管端坡口角度α应与施工单位落实,根据焊接工艺评定结果确定,坡口钝边为1.6±0.8mm。
弯管应按图9对弯管端部进行内削边,具体数据见表5。
图9弯管管端坡口图
地区类别
弯管规格φ×δ1
S(mm)
δ2(mm)
线路用管
DN450弯管
二类
Φ457×8.7
5
7.1
Φ457×7.1X52
三类
Φ457×10
4
8.7
Φ457×8.7X52
DN600弯管
二类
φ610×14.2
10
11.9
φ610×11.9X60
三类
φ610×17.5
10
14.2
φ610×14.2X60
四类
φ610×20
8
17.5
φ610×17.5X60
DN900弯管
二类
Φ914×17.5
5
16
Φ914×16X70
三类
Φ914×22.2
14
17.5
Φ914×17.5X70
四类
Φ914×25
9
22.2
Φ914×22.2X70
DN1200弯管
二类
Φ1219×22
14
17.5
Φ1219×17.5X80
三类
Φ1219×25
9
22
Φ1219×22X80
表5弯管端部削边数据
7.9弯管最小壁厚要求
地区类别
弯管规格φ×δ1
弯管最小壁厚要求(mm)
备注
DN450
二类
Φ457×8.7
7.3
设计压力6.3MPa
三类
Φ457×10
9.1
设计压力6.3MPa
DN600
二类
φ610×14.2
12.9
设计压力9.2MPa
三类
φ610×17.5
16
设计压力9.2MPa
四类
φ610×20
18.2
.
设计压力9.2MPa
DN900
二类
Φ914×17.5
16
设计压力9.2MPa
三类
Φ914×22.2
20.2
设计压力9.2MPa
四类
Φ914×25
22.75
设计压力9.2MPa
DN1200
二类
Φ1219×22
20
设计压力9.2MPa
三类
Φ1219×25
22.75
设计压力9.2MPa
8工艺质量和缺陷修整
8.1表面质量
8.1.1弯管不得有裂纹、过热、过烧存在。
8.1.2弯管表面应无硬点。
8.1.3弯管内外表面应光滑,无有损强度及外观的缺欠,如结疤、划痕、重皮等缺欠。
检查发现的缺欠应修磨,修磨处应圆滑,直至用着色或磁粉检测,确认缺欠完全消除为止。
8.1.4弯管表面不允许有明显折皱。
内弧侧起皱高度h应不大于1.32mm,且起皱波浪间距f与起皱高度h之比(f/h)应大于150,如图10。
图10弯管波浪
8.2凹痕
弯管管体上深度超过3.15mm的摔坑或焊缝上深度超过1.5mm的摔坑是不可接受的缺陷,不允许采用捶击方法修理凹痕。
8.3支撑及校圆校圆
在回火处理前管端允许冷校园,校圆时径向永久变形不得大于1.5%D,回火处理后一般不允许冷校圆,任何冷校圆工艺应需购方认可,不允许用焊接方法把支撑物与管子上固定。
8.4缺陷的修补
8.4.1弯管上的任何裂纹、过烧、过热或硬点不允许修补。
8.4.2弯管管体的缺陷不允许焊接修复,已修补过的焊缝处也不允许重复修补。
8.4.3弯管上的纵缝如需补焊,应符合SY/T5257-2004和GB/T9711.2-1999的相关规定。
9检验和试验
9.1力学性能试验和金相检验
9.1.1弯管力学性能试验和金相检验样件可采用弯曲段长度不小于1000mm,直管段长度500mm的弯管,其原材料、曲率半径、直管段壁厚、感应加热弯制和弯后热处理过程应与所代表的一批弯管相同。
9.1.2由同一批钢管材料、同一弯制工艺,同一回火工艺(分批装炉或分炉热处理)生产的同一曲率半径、同一直管段壁厚弯管公称直径大于等于500时不多于50根为1批,公称直径小于500时不多于100根为1批。
每批在一根弯管样件上进行6.1~6.5规定的一次试验和检验。
9.1.3弯管管体各规定位置的纵向、横向拉伸试验应各取一个板状试样。
切取的试块经缓慢冷压平加工成规定的板状试样。
弯管规定位置的焊缝横向拉伸试样,应将切取的试块经冷压平后,加工成规定的板状试样。
9.1.4每个规定位置的夏比冲击试验应取一组3个全尺寸或尽可能大的3/4、2/3亚尺寸的试样,不同直径和直管段公称壁厚弯管可取出的尽可能大尺寸夏比冲击试样。
试块不允许冷压平。
试样中心线应位于样件壁厚中心,缺口取向应垂直壁厚表面。
焊缝中心和热影响区夏比冲击试样缺口位置(见图10)应采用浸蚀方法确定,缺口取向应垂直于样件壁厚表面。
过渡区纵向夏比冲击试样缺口开在管壁纵断面一侧,缺口中心线通过弯曲起始线或终了线(可采用浸蚀确定)垂直于试样壁厚表面。
试验应在规定温度下进行。
图11焊缝中心线和热影响区取样位置
9.1.5焊缝导向弯曲试验应从规定位置各取一个面弯和背弯试样(试样上不应有补焊焊缝),试样应符合API5L图10规定,弯曲试验弯轴直径为第6.5条规定值,试样180°弯曲后,其受拉伸面上焊缝金属、热影响区出现长度大于1.5mm的任一横向(与试样宽度方向一致)裂纹或缺陷,以及长度大于3mm的任一纵向(与试件纵向一致)裂纹或缺陷为不合格。
试样边缘开裂一般不计,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。
9.1.6从弯管样件规定位置取横截面试样,经抛光和/或浸蚀后(浸蚀仅对焊缝试样)按图2a、3a规定位置进行维氏10kg载荷硬度检验,对样件规定位置表面采用便携式里氏硬度计G型冲击装置的宏观硬度检查,每个位置取5个等间距硬度点的读数的平均值。
样件及生产的所有弯管在规定位置的硬度检测及换算按GB/T17394规定或制造商提供的经购方认可的方法规定进行。
9.1.7规定位置的金相检查可用9.1.6试验相应位置的试样进行,焊缝宏观组织和显微组织的检查位置和放大倍数如图4所示,放大倍数也可由检验单位选择合适的倍率。
晶粒度评定在上述规定位置的管体试样上按ASTME112-1996的规定进行。
9.1.8如果代表一批弯管的弯管样件所有试验均符合6.2~6.6的规定,则该批弯管合格,如果代表一批弯管的样件的任一试验项目不合格,则允许对该批弯管重新进行一次回火热处理
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- GDCSJXSPE001 加热 弯管 技术 规格书
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