海洋工程管道系统用铜镍合金焊接管编制说明送审稿.docx
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海洋工程管道系统用铜镍合金焊接管编制说明送审稿
《海洋工程管道系统用铜镍合金焊接管》行业标准
(送审稿)编制说明
一、项目来源
根据(工信厅科【2018】31号)《工业和信息化部办公厅关于印发2018年第二批行业标准制修订和外文版项目计划的通知》和(有色标委会【2018】33号)《关于转发2018年第一批有色金属行业、协会标准制(修)订项目计划的通知》,其中项目编号“2018-0512T-YS”《海洋工程管道系统用铜镍合金焊接管》有色金属行业标准由江阴和宏精工科技有限公司、苏州富瑞合金科技股份有限公司、中色奥博特铜铝业有限公司、广东省科学院工业分析检测中心负责起草,完成年限为2020年12月。
二、工作简况
2.1、立项目的和意义
随着我国海洋工程技术工业的快速发展,海水管道系统用管口径越来越大(直径已达1016mm、径厚比≥100),使用量大增,但一直依赖进口。
我国铜加工行业近几年对该类用途的铜合金焊接管管材生产进行了研制开发,已经代替进口铜合金焊接管,满足了国内海洋工程的发展。
但是,国内铜合金焊接管制造企业一般参照EEMUAPUB234、DIN86018、ASTMB608等国外标准或海洋工程采购技术协议要求中一些相对应条款进行生产,至今没有该类用途管材相对应统一的国家标准或行业标准可以参照执行。
因此,制定适用于海洋工程用铜合金焊接管的推荐性国家标准已迫在眉睫。
通过本国家标准的及时制订,不仅促进海洋工程管道系统用铜合金焊接管材生产技术质量发展,增加我国海水管道系统铜合金管材的国际竞争力,也对我国海洋工程用海水管道系统的制造发展创造条件。
2.2、项目编制组成员
根据任务落实会会议精神,本项目的编制组由江阴和宏精工科技有限公司负责起草,由苏州富瑞合金科技股份有限公司、中色奥博特铜铝业有限公司、广东省科学院工业分析检测中心单位参与起草,组建了该行业标准制订起草工作小组。
3.3、主编单位技术基础
本标准的负责起草单位江阴和宏精工科技有限公司,专业生产海洋工程海水管系铜镍合金大口径管、铜合金冷凝管、铁路贯通地线、微波炉磁控管、高效换热管等五大类产品。
江阴和宏精工科技有限公司为中国有色金属加工协会理事单位、全国色金属标委会会员单位。
拥有市级企业技术中心创新平台,拥有国家授权专利80多余项,主持(参与)制定国家或行业标准10余项,承担江苏省科技支撑计划重点项目一项。
公司是国内最大的海洋工程海水管系铜镍合金大口径管生产企业之一,拥有铜镍合金大口径管生产的核心关键技术,是国内最具实力的海洋工程海水管系用铜镍合金大口径管生产技术创新与科研开发基地,也是该类产品行业的国内龙头企业、技术领先企业,形成了企业自主知识产权体系,引领者海洋工程海水管系用铜镍合金大口径管生产技术的不断发展。
3.4、主要工作过程
标准制订计划任务正式下达后,立即成立了标准编制小组,并落实起草任务,确定标准的主要起草人,拟定该标准的工作计划。
具体分工为:
由江阴和宏精工科技有限公司总负责市场和同行业信息收集、资料汇总及执笔;由苏州富瑞合金科技股份有限公司、中色奥博特铜铝业有限公司负责补充市场信息和实测产品数据;由广东省科学院工业分析检测中心负责标准数据的验证。
各企业分工明确,紧密合作,将共同完成标准的制订工作。
标准编制组确定后,收集国内外有关海洋工程用铜镍合金焊接管信息,经查阅国内外有关标准,包括美国材料与试验协会标准ASTMB608:
2019《焊接铜合金管标准规范》、德国标准化学会DIN86018-2002《CuNi10Fe1.6Mn焊管·尺寸》、工程设备与材料用户协会EEMUA234-2016《海洋应用中的90/10铜镍合金管道规范》(哪个国家的?
),经过对比发现,标准水平基本相当,技术内容又有差异。
因此本标准的制订是结合我国近年海洋工程用铜镍合金焊接管的实际生产制造及用户要求,参照采用工程设备与材料用户协会EEMUA234-20《焊接铜合金管标准规范》和16《海洋应用中的90/10铜镍合金管道规范》(这是什么标准?
)进行制订,同时参照美国材料与试验协会标准ASTMB608:
2019《焊接铜合金管标准规范》和德国标准化学会DIN86018-2002《CuNi10Fe1.6Mn焊管·尺寸》进行制订。
经过标准编制小组及有关人员的共同努力,通过整理收集本企业生产产品的技术要求及产品使用现状,对国内外现状及发展趋势进行分析,并结合国内的实际情况,根据市场需求和客户的特殊要求,参照国外先进标准,形成了本标准《讨论稿》及《编制说明书》。
2019年12月由全国有色金属标准化技术委员会组织在深圳召开了标准讨论会,对本标准《讨论稿》及《编制说明书》进行了讨论,与会专家提出了的修改意见。
会后根据标准讨论会会议精神,编制小组对照修改意见进行了修改,并再次向参与起草单位以及相关使用单位征集了主要技术要求的测试数据和意见,并于2020年5月形成了本标准《预审稿》及《编制说明书》。
2020年6月由全国有色金属标准化技术委员会组织在杭州召开了标准预审会,对本标准《预审稿》及《编制说明书》进行预审讨论。
会后编制小组根据标准预审会议精神和各专家提出的修改意见,对标准《预审稿》及《编制说明书》进行了补充和完善,形成了本标准《征求意见稿》及《编制说明书》,于2020年7月发送《征求意见稿》的单位数9个;回函并有建议或意见的单位数9个;没有回函的单位数0个。
编制组根据回函意见,于2020年8月完成了本标准《送审稿》及《编制说明》。
三、标准编制原则
本标准起草单位自接受起草任务后,立即成立了本标准编制工作小组,负责收集生产统计、检验数据、市场需求及客户要求等信息。
确定了《海洋工程用铜镍合金焊接管》标准起草所遵循的基本原则和编制依据。
1)查阅相关标准和客户的相关技术要求;
2)根据国内外铜镍合金焊接管生产企业具体情况,力求做到标准的合理性与实用性;
3)根据技术发展水平及检测数据确定技术指标取值范围;
4)完全按照GB/T1.1和有色加工产品标准和国家行业标准编写示例要求格式和结构进行编写。
四、确定标准主要内容的依据
4.1、标准题目和适用范围
4.1.1本标准立项题目“海洋工程用铜镍合金焊接管”。
此标准名称体现了产品材料和产品形状等产品情况。
4.1.2规定了本标准适用范围:
本标准焊接管适用于海洋工程海水管道系统。
4.2、要求
4.2.1产品分类
产品分类是对海洋工程用铜镍合金焊接管产品的牌号、状态、尺寸范围应符合的规定,同时规定了产品标记方法。
1)本标准根据国内外海洋工程铜镍合金焊接管应用的实际,本标准确定GB/T5231-2012标准中BFe10-1.6-1(T70620)为铜镍合金焊接管的牌号。
同时本标准确定GB/T9460-2008标准中焊丝型号SCu7158为铜镍合金焊接管焊缝填充料牌号。
2)状态的确定,结合国内外的实际情况,参照GB/T29094-2012国家标准,确定:
热轧或退火态板材焊接(WM50)一种状态。
3)规格范围,本标准根据海水管系使用铜镍合金焊接管的要求,根据实际生产控制水平和目前用户使用要求,规定规格为:
直径419mm~1620mm、壁厚4.50mm~19.00mm,都能满足目前用户的使用要求。
4)产品标记方法,按照GB/T1.1-2020的规定,按照产品名称、标准编号、牌号、状态和规格的顺序表示,标准中分别给出了海洋工程用铜镍合金焊接管的典型标记示例。
4.2.2化学成分
本标准中的牌号所指的BFe10-1.6-1(T70620)来自国家标准GB/T5231中的牌号,化学成分应符合GB/T5231的规定。
焊缝填充材料SCu7158来自国家标准GB/T9460中焊丝型号,化学成分应符合GB/T9460的规定。
4.2.3外形尺寸及允许偏差
本标准外形尺寸及尺寸允许偏差根据海洋工程海水管系使用铜镍合金焊接管的要求,参考相关铜镍合金焊接管的标准而制定的。
4.2.3.1外形尺寸(为什么不列与ASTMB608:
2019的指标对比)
本标准外形尺寸见表1。
外形尺寸与EEMUAPUB234-2016和DIN86018-2002标准对比见表1.
表1外形尺寸以及与EEMUAPUB234和DIN86018标准对比
公称
外径
mm
本标准
EEMUA234-2016
DIN86018-2002
壁厚mm
壁厚mm
壁厚mm
—
1.4MPa
1.6MPa
2.0MPa
1.6MPa
2.0MPa
419
—
—
—
9.0
7.0
9.0
—
457
4.5
7.0
8.0
9.5
8.0
9.5
4.5
508
5.0
7.5
8.5
11.0
8.5
11.0
5.0
610
5.0
9.0
10.5
13.0
10.5
13.0
5.0
711
6.0
10.5
12.0
15.0
12.0
15.0
6.0
813
6.0
12.0
13.5
17.0
13.5
17.0
6.0
914
8.0
13.5
15.5
19.0
15.5
19.0
8.0
1016
8.0
8.0
1220
8.0
8.0
1420
8.0
8.0
1620
10.0
10.0
4.2.3.2允许偏差
1)内径尺寸允许偏差:
本标准管材内径允许偏差见表2。
内径允许偏差与EEMUAPUB234-2016和DIN86018-2002标准对比见表2。
表2内径允许偏差以及与EEMUAPUB234和DIN86018标准对比
允许偏差±
外径
419
457
508
610
711
813
914
1016
1220
1420
1620
本标准
1.00
1.50
DIN86018-2002
1.00
1.50
EEMUAPUB234-2016
0.80
1.50
2)壁厚允许偏差:
本标准管材壁厚允许偏差见表3。
壁厚允许偏差与EEMUAPUB234-2016和DIN86018-2002标准对比见表3。
表3壁厚允许偏差以及与EEMUAPUB234和DIN86018标准对比
壁厚允许偏差±mm
4.5
5.0
6.0
7.0
7.5
8.0
8.5
9.0
9.5
10.0
10.5
11.0
12.0
13.0
13.5
15.0
15.5
17.0
19.0
本标准
0.50
0.75
DIN86018-2002
0.70
0.80
0.90
EEMUAPUB234-2016
12.5%Wt.
3)长度允许偏差
本标准管材长度允许偏差见表4。
长度允许偏差与EEMUAPUB234-2016标准对比见表4。
表4长度允许偏差以及与EEMUAPUB234和DIN86018标准对比
公称外径
长度允许偏差
≥2000~4000
≥4000~6000
≥6000~9000
本标准
≥419~610
+8
0
+10
0
+12
0
≥610~914
+10
0
+12
0
+15
0
≥914~1620
+15
0
+20
0
+25
0
EEMUAPUB234-2016
公称外径
>1000~3000
>3000~6000
>6000~9000
≤419
﹢7
0
+10
0
+12
0
>419
+12
0
+12
0
+13
0
4)直度允许偏差
本标准管材直度允许偏差见表5。
直度允许偏差与EEMUAPUB234-2016标准对比见表5。
表5直度允许偏差以及与EEMUAPUB234标准对比
允许偏差
本标准
每米应不大于3mm,任意每3米长管材最大弯曲度不得超过12mm。
EEMUAPUB234-2016
每米应不大于3mm。
5)切斜度允许偏差
本标准管材端部切斜度允许偏差见表6。
管材端部切斜度允许偏差与EEMUAPUB234-2016标准对比见表6。
表6切斜度允许偏差以及与EEMUAPUB234标准对比
切斜度
本标准
不得超过管材外径尺寸的1.5%。
EEMUAPUB234-2016
不得超过管材外径尺寸的1.6%。
6)圆度允许偏差
本标准管材圆度允许偏差任一横截面上的最大和最小外径之差不得大于2.0%OD.。
管材圆度允许偏差与EEMUAPUB234-2016标准对比见表7。
表7圆度允许偏差以及与EEMUAPUB234标准对比
圆度
本标准
≤2.0%OD.。
EEMUAPUB234-2016
≤2.0%OD.。
7)偏移
本标准管材焊缝的两个对接面的径向最大偏移量见表8。
管材焊缝两个对接面的径向偏移量与EEMUAPUB234-2016和ASTMB608-2019焊缝对接面偏移量对比见表8。
表8最大偏移量以及与EEMUAPUB234和ASTMB608标准对比
规定壁厚mm
焊缝偏移允许偏差mm
本标准
≥4.50~12.00
1.00
≥12.00~20.00
1.50
ASTMB608-2019
~6.35
0.81
>6.35~9.53
1.20
>9.53~12.7
1.60
>12.7~19.1
1.60
>19.1
2.40
本标准外形尺寸内径、圆度、切斜度以及长度等指标允许偏差与EEMUA234-2016《90/10CoppernickelalloypipingforoffshoreapplicationsSpecification》、ASTMB608《StandardSpecificationforWeldedCopper-alloyPipe》以及DIN86018-2002《GeschweißteRohreausCuNi10Fe1,6MnfürRohrleitungenMaße》等标准指标要求规定相当,壁厚以及焊缝偏移量严于上述标准指标要求规定。
4.2.3.3外形尺寸测量数据的收集和统计
本标准起草制订选取大批量生产Ø508×5.00mm、Ø711×10.50mm、Ø813×17.00mm、Ø914×8.00mm、Ø914×15.5mm等典型规格管材进行外形尺寸测量数据收集和统计。
1)内径实测数据统计见表9.
表9内径实测数据统计表单位为毫米
序号
规格
内径
样品数量(个)
内径测量结果范围
数据偏差范围
1
Ø508×5.00
498
37
497.27~498.76
-0.73~+0.76
2
Ø711×10.50
690
22
689.13~690.88
-0.77~+0.88
3
Ø813×17.00
779
27
777.78~780.13
-1.22~+1.13
4
Ø914×8.00
898
33
896.87~899.26
-1.13~+1.26
5
Ø914×15.50
883
19
881.79~884.20
-1.21~+1.20
2)壁厚实测数据统计见表10。
表10壁厚实测数据统计表单位为毫米
序号
规格
壁厚
样品数量(个)
内径测量结果范围
数据偏差范围
1
Ø508×5.00
5.00
37
4.77~4.36
-0.23~+0.36
2
Ø711×10.50
10.50
22
10.13~10.84
-0.37~+0.34
3
Ø813×17.00
17.00
27
16.38~17.53
-0.62~+0.53
4
Ø914×8.00
8.00
33
7.67~8.36
-0.33~+0.36
5
Ø914×15.50
15.50
19
14.89~16.12
-0.61~+0.62
3)直度实测数据统计见表11。
表11直度实测数据统计表单位为毫米
样品数量(个)
直度
测量结果范围
数据偏差范围
57
57
每米
0.72~1.86
0.72~1.86
36
任一3米
5.33~9.82
5.33~9.82
4)圆度实测数据统计见表12。
表12圆度实测数据统计表单位为毫米
序号
规格
外径
样品数量(个)
内径测量结果范围
数据偏差范围
1
Ø508×5.00
508
37
505.17~510.96
-2.83~+2.96
2
Ø711×10.50
711
22
708.63~713.78
-2.37~+2.78
3
Ø813×17.00
813
27
809.37~816.73
-3.63~+3.73
4
Ø914×8.00
914
33
909.47~919.36
-4.53~+5.36
5
Ø914×15.50
914
19
908.29~919.22
-5.71~+5.22
5)焊缝偏移量实测数据统计见表13。
表13焊缝偏移量实测数据统计表单位为毫米
序号
规格
壁厚
样品数量(个)
偏移量测量结果范围
数据偏差范围
1
Ø508×5.00
5.00
37
0.36~0.66
0.36~0.66
2
Ø711×10.50
10.50
22
0.43~0.81
0.43~0.81
3
Ø813×17.00
17.00
27
0.68~1.23
0.68~1.23
4
Ø914×8.00
8.00
33
0.38~0.56
0.38~0.56
5
Ø914×15.50
15.50
19
0.59~1.12
0.59~1.12
由统计可知,内径、壁厚、圆度、直度以及焊缝偏移量等全部在本标准规定的允许偏差范围内,外形尺寸偏差技术要求制订合理,该类型产品属于成熟产品。
4.2.4横向力学性能
本标准管材焊缝横向力学性能的规定要求见表14。
与EEMUAPUB234(未规定方向!
)以及ASTMB608-2019力学性能对比见表14。
表14力学性能以及与EEMUAPUB234和ASTMB608标准对比
牌号
状态
抗拉强度
Rm
MPa
规定塑性延伸强度
Rp0.2
MPa
断后延伸伸长率
A50mm
%
维氏硬度
HV5
本标准
BFe10-1.6-1
WM50
≥290
≥105
≥30
≤120
EEMUAPUB234-2016
CuNi10Fe1.6Mn
退火态板材
≥280
≥105
≥30
≤120
ASTMB608-2019
C70620
退火态板材
≥275
—
—
—
本标准力学性能规定与EEMUA234-2016《90/10CoppernickelalloypipingforoffshoreapplicationsSpecification》标准指标值相当,高于ASTMB608-2019《StandardSpecificationforWeldedCopper-alloyPipe》标准指标要求规定。
本标准起草制订对横向力学性能指标的实测数据进行收集和统计。
抗拉强度Rm、规定塑性延伸强度Rp0.2、断后延伸伸长率A50mm以及维氏硬度HV5等力学性能数据频数和频率统计分布表分别见表15、16、17、18,其频数直方图分别见图1、2、3、4所示。
表15室温横向力学性能检测频数和频率统计分布表(抗拉强度Rm)
组号
区间
组中值
频数
频率
1
[290-295]
292.5
0
0
2
(295-300]
297.5
0
0
3
(300-305]
302.5
0
0
4
(305-310]
307.5
1
0.019
5
(310-315]
312.5
5
0.093
6
(315-320]
317.5
5
0.093
7
(320-325]
322.5
9
0.167
8
(325-330]
327.5
6
0.111
9
(330-335]
332.5
14
0.259
10
(335-340]
337.5
10
0.185
11
(340-345]
342.5
4
0.074
54
图1抗拉强度频数直方图
表16室温横向力学性能检测频数和频率统计分布表(规定塑性延伸强度Rp0.2)
组号
区间
组中值
频数
频率
1
[105-110]
107.5
5
0.093
2
(110-115]
112.5
2
0.037
3
(115-120]
117.5
4
0.074
4
(120-125]
122.5
8
0.148
5
(125-130]
127.5
6
0.111
6
(130-135]
132.5
8
0.148
7
(135-140]
137.5
13
0.241
8
(140-145]
142.5
7
0.130
9
(145-150]
147.5
1
0.019
54
图2屈服强度直方图
表17室温横向力学性能检测统计表(断后延伸伸长率A50mm)
组号
区间
组中值
频数
频率
1
[30-32]
31
0
0
2
(32-34]
33
0
0
3
(34-36]
35
0
0
4
(36-38]
37
3
0.056
5
(38-40]
39
19
0.352
6
(40-42]
41
11
0.204
7
(42-44]
43
20
0.370
8
(44-46]
45
1
0.019
54
图3伸长率直方图
表18室温横向力学性能检测统计表(维氏硬度HV5)
组号
区间
组中值
频数
频率
1
[76-78]
77
2
0.037
2
(78-80]
79
14
0.259
3
(80-82]
81
24
0.444
4
(82-84]
83
14
0.259
5
(84-86]
85
0
0
54
图4维氏硬度HV5直方图
由上述图表可知,WM50态管材抗拉强度Rm、规定塑性延伸强度
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