钢制管件制造工艺标准规范.docx

钢制管件制造工艺标准规范.docx

《钢制管件制造工艺标准规范.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢制管件制造工艺标准规范.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

钢制管件制造工艺标准规范

文件号：

项目号：

钢制管件制造工艺规范

日期：

2016.11.

阶段：

A版

钢制管件

制造工艺规范

（MPS文件）

说明

编制

审核

批准

日期

供招标

1范围…………………………………………………………………………………………………………………2

2规范性引用文件……………………………………………………………………………………………………2

3制造工艺流程………………………………………………………………………………………………………3

4管件基本参数………………………………………………………………………………………………………4

5原材料要求…………………………………………………………………………………………………………5

6制造工艺要求………………………………………………………………………………………………………6

7性能要求……………………………………………………………………………………………………………15

8几何尺寸、形状允许偏差…………………………………………………………………………………………16

9工艺质量和缺陷处理………………………………………………………………………………………………18

10检验和试验…………………………………………………………………………………………………………18

11设计验证试验………………………………………………………………………………………………………22

12标志…………………………………………………………………………………………………………………24

13防护与包装…………………………………………………………………………………………………………24

14产品质量合格证明书………………………………………………………………………………………………25

1范围

1.1本文件规定了山东港联化董家口港-潍坊-鲁中、鲁北输油管道工程管（一期）管件采购项目用L245N、L360M、L450M等材质钢制管件生产的基本参数、原材料、制造工艺、材料性能、几何尺寸与允许偏差、工艺质量与缺陷修补、检验与实验、标志、涂层与保护、质量证明书及装运的要求。

1.2本MPS文件应和GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》、GB/T13401-2005《钢板制对焊管件》、GB/T19326-2012《钢制承插焊、螺纹和对焊支管座》标准及D1630D-GI00-PR01-SP14《清管三通技术规格书》一起使用，凡是出现与GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》、GB/T13401-2005《钢板制对焊管件》、GB/T19326-2012《钢制承插焊、螺纹和对焊支管座》标准及D1630D-GI00-PR01-SP14《清管三通技术规格书》相冲突的条款，应以最严格的为准。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本文件的引用而成为本文件的条款。

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文件，然而，鼓励根据本文件达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本文件。

GB150钢制压力容器

GB/T223钢铁及合金化学分析方法

GB/T228金属材料室温拉伸试验方法

GB/T229金属材料夏比摆锤冲击试验方法

GB/T232金属材料弯曲试验方法

GB/T9711-2011石油天然气工业管线输送系统用钢管

GB/T10561钢中非金属夹杂物显微评定方法

GB/T12459-2005钢制对焊无缝管件

GB/T13401-2005钢板制对焊管件

GB/T19326-2012钢制承插焊、螺纹和对焊支管座

GB50251输气管道工程设计规范

GB50253输油管道工程设计规范

NB/T47008-2010承压设备用碳素钢和合金钢锻件

NB/T47013-2015承压设备无损检测

NB/T47014-2011承压设备用焊接工艺

JB/T4711压力容器涂敷与运输包装

SY/T0609优质钢制对焊管件规范

Q/SYGJX106油气输送管道工程用DN400及以上管件技术条件

ISO9001质量管理体系要求

APISPEC5LSpecificationforLinePipe

ASTMA370钢产品机械性能试验的方法和定义

ASNTNo.SNT-TC-1A无损检测人员资格资质与认定

ASTME45钢中夹杂物含量的确定方法

TSGZ6002-2010特种设备焊接操作人员考核细则

3制造工艺流程

表3.1钢板制对焊弯头制造工艺流程

成品弯头

1.原材料进厂；2.原材料的检验及验收；3.钢板下料；4.毛坯入炉加热；5.压制成型；6.画线切割；7.组对；

8.焊接*；9.整形；10.热处理*；11.坡口；12.表面处理；13.无损探伤；14.尺寸及外观检验；15.刷漆；16.标识；17.坡口防护；18.存放及装运

注：

*为特殊加工工序。

表3.2热推弯头制造工艺流程

成品弯头（热成型）

1.原材料进厂；2.原材料的检验及验收；3.钢管下料；4.推制成型；5.热处理*；6.坡口；7.表面处理；8.无损探伤；9.尺寸及外观检验；10.刷漆；11.标识；12.坡口防护；13.存放及装运

注：

*为特殊加工工序。

表3.3推制弯头制造工艺流程

成品弯头（冷成型）

1.原材料进厂；2.原材料的检验及验收；3.钢管下料；4.推制成型；5.热处理*；6.画线切割齐头；7.坡口；8.表面处理（碳钢、合金钢管件喷砂除锈，不锈钢管件酸洗钝化）；9.无损探伤；10.尺寸及外观检验；11.刷漆（碳钢管件）；12.标识；13.坡口防护；14.存放及装运

注：

*为特殊加工工序。

表3.4模压三通制造工艺流程

成品三通（冷成型）

1.原材料进厂；2.原材料的检验及验收；3.下料；4.压制成型；5.整形；6.管端切割；7.热处理*；8.坡口；9.表面处理（碳钢、合金钢管件喷砂除锈，不锈钢管件酸洗钝化）；10.无损探伤；11.尺寸及外观检验；12.刷漆（碳钢管件）；13.标识；14.坡口防护；15.存放及装运

注：

*为特殊加工工序。

表3.5模压三通制造工艺流程

成品三通（热成型）

1.原材料进厂；2.原材料的检验及验收；3.钢管下料；4.加热压扁；5.压制鼓包；6.鼓包开孔；7.加热及拔制；8.整形；9.管端切割；10.热处理*；11.坡口；12.表面处理；13.无损探伤；14.尺寸及外观检验；15.刷漆；16.标识；17.坡口防护；18.存放及装运

注：

*为特殊加工工序。

表3.6管帽制造工艺流程

管帽

1.原材料进厂；2.原材料的检验及验收；3.下料；4.加热；5.压制；6.整形；7.管端切割；8.热处理*；9.坡口；10.表面处理（碳钢、合金钢管件喷砂除锈，不锈钢管件酸洗钝化）；11.无损探伤；12.尺寸及外观检验；13.刷漆（碳钢管件）；14.标识；15.坡口防护；16.存放及装运

注：

*为特殊加工工序。

表3.7钢板制对焊异径接头制造工艺流程

成品异径接头（钢板制）

1.原材料进厂；2.原材料的检验及验收；3.钢板下料；4.卷管焊接*；5.整形；6.管端切割；7.热处理*；8.坡口；9.表面处理；10.无损探伤；11.尺寸及外观检验；12.刷漆；13.标识；14.坡口防护；15.存放及装运

注：

*为特殊加工工序。

表3.8对焊支管座制造工艺流程

支管座

1.原材料进厂；2.原材料的检验及验收；3.钢板下料；4.锻造；5.热处理*；6.无损检测；7.车加工；8.线切割；9.表面处理（碳钢、合金钢管件喷砂除锈，不锈钢管件酸洗钝化）；10.无损探伤；11.尺寸及外观检验；12.标识；13.防护；14.存放及装运

注：

*为特殊加工工序。

表3.9清管三通制造工艺流程

成品清管三通

1.原材料进厂；2.原材料的检验及验收；3.钢管下料；4.开孔；5.加热及拔制；6.整形；7.管端切割；8.热处理*；9.坡口；10.表面处理；11.无损探伤；12.尺寸及外观检验；13.防腐；14.标识；15.坡口防护；16.存放及装运

注：

*为特殊加工工序。

4管件基本参数

管件的基本生产参数均需符合山东港联化董家口港-潍坊-鲁中、鲁北输油管道工程管（一期）管件采购项目管件招标文件的要求。

清管三通优先采用GB50251、GB50253、ASMEB31.3、ASMEB31.8或国家认可的压力容器或压力管道规范确定的计算分析方法进行强度设计，也可按照SY/T0609-2006第6章“设计验证试验”方法进行设计确定壁厚。

按本规格书制造的清管三通，其许用强度值应根据GB50251、GB50253的规定，采用相同钢级（或钢号）、等直径及等壁厚承受内压的无缝值管（或焊接接头系数等于1.0的焊接管）进行计算。

5原材料要求

5.1用于制造管件的原材料应是采用吹氧转炉或电炉冶炼的全镇静钢，且具有要求的韧性和热处理状态，并适合与符合输送管道工程用管材标准等相应标准要求的管件、法兰和钢管进行现场焊接。

5.2制造管件的原材料应为无缝钢管、钢板、锻件。

其化学成分和力学性能应符合原材料标准的要求，化学成分的检验设备如下所示。

图5.2.1移动式只读火花光谱仪（化学成分分析）

图5.2.2硅锰磷分析仪

5.3除清管三通技术规格书的规定外，清管三通用钢的力学性能应符合SY/T0609中10、12、13部分的要求。

清管三通用钢应具有良好焊接性能的碳钢或高强度的低合金钢。

可采用（但不限于）以下标准的材料：

GB/T9711。

5.4原材料应有质量证明书，其检验项目应符合相关标准的规定或订货要求。

无标记、无批号、无质量证明书或质量证明书项目不全的钢材不能使用。

不允许使用低价劣质材料，材料的来源应经业主审批，未得到书面认可，不得使用。

5.5原材料进厂后，我公司应按其质量证明书等进行验收，并对原材料的外观、尺寸和理化性能进行抽检。

5.6原材料表面应无油污，在制造、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）清除。

6制造工艺要求

6.1管件成形工艺

6.1.1钢板制对焊弯头成型工艺：

（碳钢、合金钢弯头）

1）按照排版图用气割枪进行下料；

2）单片压制；

a）加热温度：

碳钢管件850～900℃，合金钢管件900～950℃；保温1～1.5min/mm后出炉；

b）设备：

加热炉、叉车、液压机；

c）工装：

弯头模具；

d）压制速度：

120mm/min～240mm/min；

e）压制前首先进行工件定位：

弯头片内弧中心与模具的间距大于弯头片外弧中心与模具的间距约80mm。

3）弯头单片切割

A.按照工艺尺寸进行画线；

B.设备：

弯头切割机；

4）组对，焊接

A.将两片压制好的弯头进行对接点焊，其焊点间距50～100mm。

B.点焊时其错口量不得超过8%壁厚，且不得大于1.6mm，否则作必要的牵引。

不允许采用焊接修补方法对错边超标处进行修补。

C.焊缝与管体应平滑过渡，焊缝余高应在0～3mm范围内。

D.采用手动电弧焊工艺进行对接，所有对接焊缝应全焊透。

角焊缝应具有满焊喉，并且若无其他规定，两焊脚应大致等长。

如果使用焊接支撑，应在热处理前去除。

焊缝质量应符合GB150的规定：

焊缝表面应平滑且无弧坑、裂纹、气孔、夹渣、咬边等缺陷。

6.1.2弯头热成型工艺：

（碳钢、合金钢弯头）

1）按照下料尺寸要求用带锯床进行下料；

2）弯头推制成型

a）调整中频电源对芯头进行加热，随着管坯向前推进，应逐渐加大加热电流，并用测温仪监控管坯加热温度，工艺管坯加热温度：

碳钢管件850～900℃，合金钢管件900～950℃；

b）设备：

中频感应加热圈、弯头推制机；

6.1.3弯头冷成型工艺：

（碳钢、合金钢、不锈钢弯头）

1）按照下料尺寸样板用带锯床进行下料并按照下料样板调整锯床角度。

2）弯头推制成型

A.打开模具将涂好润滑剂的工件放入模腔导向段内。

B.压紧油缸将上下模压紧，侧推缸将预先放置在模腔导向段的管坯推入成型腔，并在模芯内成型。

下图为液压机。

图6.1.3.1YL32-2000四柱式液压机

6.1.4三通冷成型工艺：

（碳钢、合金钢、不锈钢三通）

1）下料

按照三通下料参数表的要求用带锯床进行下料；

2）压制

a）设备：

管件冷成型模具、压力机；

b）将检验合格的原材料表面涂刷二硫化钼或套上塑料薄膜后放入模具内腔，然后关闭挡板；

c）调设压力，进行管件一次成型压制工艺。

3）利用带锯床切除三通支管端部圆盖，根据标准当中规定的三通尺寸要求，每端各留2mm-3mm加工余量，以加工坡口。

下图为三通冷成型液压机及三通模具。

图6.1.4.1YK65-1600型框式三通冷挤压成型液压机

图6.1.4.2YKST65-400T型框式三通冷挤压成型液压机

图6.1.4.3冷成型冲压三通模具

6.1.5三通热成型工艺：

（碳钢、合金钢三通）

1）按照下料尺寸要求用带锯床进行下料；

2）压扁

a）加热温度：

碳钢管件850～900℃，合金钢管件900～950℃，保温1～1.5min/mm后出炉。

b）设备：

加热炉、叉车、液压机；

c）根据管件工装压下100～150mm；

d）三通焊缝应置于支口180º位置。

3）压制鼓包

1.加热温度：

碳钢管件850～900℃，合金钢管件900～950℃，保温1～1.5min/mm后出炉。

2.设备：

加热炉、叉车、液压机；

3.工装：

三通成型模具。

4.将加热后的压扁管段吊装出炉，将工件一侧浸入到水中冷却，浸入深度为压扁管段椭圆长轴的1/2到2/3之间。

冷却完成将工件吊装到三通模具上，放置时，要上下垂直，左右对正，红热侧在下部。

5.压力机上滑块压下，压制到预先设定好的行程为止。

6.在压制过程中要多观察，发现起皱时要停机处理。

7.将压制完成后的工件重新装炉，重新装炉加热保温后重复上述第4、5步操作，直至三通上下模具合模。

4）鼓包开孔

1.设备：

割枪、叉车；

2.开口尺寸：

开孔大小见开孔清单；

5）拔口

1.加热温度加热温度：

碳钢管件850～900℃，合金钢管件900～950℃，保温1～1.5min/mm后出炉。

2.设备：

加热炉、叉车、液压机；

3.工装：

三通拉拔模具（支管口朝下）；

4.检查压力，工作正常后开始拔口；

5.将加热后的三通吊装出炉，放置到三通模具上，放入支管拔口模具，进行拔口；

6.压力机上滑块压下，完成第一次拔口；

7.将压制完成后的三通重新装炉，重新装炉加热保温后重复5和6步操作，依次做第二道、第三道、第四道模具拔口。

8.拔口过程中允许的最大压力为10MPa。

9.拔口过程中允许的最大速度为50mm/min。

6.1.6管帽成型工艺：

1）按照下料排版图用割枪进行下料。

2）压制成型

a.坯料按规定要求加热，加热温度：

碳钢、合金钢850～900℃，不锈钢1050℃～1100℃。

加热的坯料应保证温度均匀，并保温1～1.5min/mm后出炉，使坯料各部温度一致。

b.设备：

加热炉、叉车、液压机；

c.工装：

管帽成型模具；

d．压制速度：

120mm/min～240mm/min。

6.1.7钢板制对焊异径接头成型工艺：

（碳钢管件）

1）下料卷管

⏹按照排版图用气割枪进行下料；

⏹设备：

割枪、卷管机。

⏹对割好的钢板坯料采用热切割法进行对接焊缝坡口，坡口角度：

30º，钝边：

1～2mm。

⏹对切割后的的钢板坯料在卷管机上进行卷管。

2）焊接

A.焊缝的对口错边量b≤10%钢板厚度，且不得大于2mm。

B.焊缝与管体应平滑过渡，焊缝余高应在0～3mm范围内。

C.采用手动电弧焊工艺进行对接，所有对接焊缝应全焊透。

如果使用焊接支撑，应在热处理前去除。

焊缝质量应符合GB150的规定：

焊缝表面应平滑且无弧坑、裂纹、气孔、夹渣、咬边等缺陷。

D.焊接后对钢管内径和厚度进行检测，钢管外径应和接管保持一致，壁厚不应小于接管壁厚。

6.1.8清管三通成型工艺：

1）按照下料尺寸要求用带锯床进行下料；

2）开孔

i.设备：

割枪、叉车；

ii.开口尺寸：

开孔大小见开孔清单；

iii.三通焊缝应置于支口开口180º位置。

3）拔口

1.设备：

叉车、3000T液压机；

2.工装：

三通拉拔模具（支管口朝上）；

3.检查压力，工作正常后开始拔口；

4.将三通放置到三通模具上，对开口区域保持中性火焰加热，温度为：

1050～1100℃；

5.加热达到规定温度后，开启压力机拉出芯模完成拔口；

6.拔口过程中允许的最大压力为10MPa。

7.拔口过程中允许的最大速度为50mm/min。

6.2整形

管件成型后，应先检测管件管端直径，若超差，则用液压机、整形胎整口，整形后的管端直径其圆度不应超过GB/T12459-2005、GB/T13401-2005、GB/T19326-2012标准、D1630D-GI00-PR01-SP14《清管三通技术规格书》的规定。

6.3热处理

6.3.1管件成形后应进行正火+回火的热处理；锻制管件机加工后无需热处理。

图6.3.1和图6.3.2分别为MTL-350和MTL-2000热处理炉，适用于各种规格的管件热处理。

图6.3.1MTL-350热处理炉（5.6米×3.2米×3米）

图6.3.2MTL2000（14.5米×4.5米×3.5米）

6.3.2清管三通应在完成挡条焊接后再进行最终热处理。

清管三通应在正火状态（空冷）下交货。

也可以采用SY/T0609允许的淬火加回火的热处理工艺。

且我公司提供长度不小于200mm的短节供焊接工艺评定试验使用。

短节材质与清管三通材质相同、热处理条件相同。

6.4生产中的表面硬度检验

所有管件的外表面采用便携式硬度仪进行硬度检查，检查位置：

三通主管管体（包括腹部及肩部）、支管管体，焊缝及热影响区；弯头内弧侧、外弧侧及中性区、焊缝及热影响区；管帽顶部和端部；异径接头大端、小端、焊缝及热影响区，每个位置应取3～5点进行测量然后取读数的平均值，并形成生产中的硬度检测报告，硬度值应满足：

材质为L245N、L360M≤255HV10；材质为L450M≤265HV10。

硬度的检测设备有布维硬度计，如图6.4.1。

图6.4.1布氏硬度计

6.5坡口

1）管件焊接端面应机加工成型，执行GB/T12459-2005及GB/T13401-2005标准的管件，其钝边尺寸和坡口角度应符合图1要求。

执行GB/T19326-2012等标准的管件，其坡口形式应满足执行标准的规定。

清管三通的端部坡口应遵循GB50251等标准的有关规定并与相焊管线匹配。

清管三通加工图上应注明坡口详图，提交设计审查。

图1管件的坡口型式

2）我公司的坡口设备有7台制作坡口的机器，列举其中几台如下图，进行坡口加工。

图6.5.11200电动坡口机

图6.5.2920坡口机

图6.5.3数控车床

6.6表面处理

每只碳钢、合金钢管件无损检测前，应采用喷砂、打磨等方法去除管件表面的氧化皮及其他污物，并保证其表面粗糙度可满足MT、UT、RT检测要求。

下图为我公司的自动喷砂房和工作人员现场进行喷砂、超声波检测与渗透检测。

图6.6.1自动喷砂房

图6.6.2喷砂

图6.6.3超声波检测

图6.6.4渗透检测

6.7无损检测

在热处理后，应对每只管件进行无损检测，方法及判据见本MPS文件第12条无损检测。

6.8外观检验及修补见本MPS文件第10条工艺质量和缺陷处理。

6.9尺寸检验

进行全尺寸检验，几何尺寸和形位偏差应符合本MPS文件第9条的规定。

6.10制造工艺确认

6.10.1管件尺寸必须满足标准的规定。

6.10.2我公司取得按本技术条件提供管件的订货合同前应向业主提交材料性能（包括焊接性能）要求及制造工艺文件（MPS）、检验和试验报告等；一经业主确认，不得任意改变。

在未得到业主的书面批准前，不允许制造。

6.10.3合同授予后，我公司如果对提交的制造工艺规范内容有变更，应立即报告业主认可。

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。

6.11焊接

6.11.1所有焊缝（包括返修焊缝）应由考核合格的焊工按照评定合格的焊接工艺完成。

焊接工艺评定按照JB4708进行，焊工考试按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》进行。

6.11.2所用焊接材料在产品热处理后，其焊接接头拉伸性能和夏比冲击韧性应满足第7章相关条款要求。

6.11.3所有对接接头均应采用全焊透结构。

焊接方法应采用熔化焊工艺，宜优先采用埋弧焊。

焊接方式宜选用双面焊，若采用单面焊，不应使用垫环。

我公司有10个持证焊工，20台ZX7-400电焊机，有2台WZ-1200埋弧焊机如下图。

完全能满足我公司的生产要求。

图6.11.1WZ-1200埋弧焊机

7性能要求

7.1拉伸性能

管件的拉伸性能应符合表7.1的要求。

表7.1拉伸性能要求

强度等级

屈服强度Rt0.5

MPa

抗拉强度Rm

MPa

伸长率A

％

L245N

245～450

415～760

符合原材料技术要求的规定

L360M

360～530

460～760

L450M

450～600

535～760

7.2夏比冲击韧性

对管件规定部位的试样应进行的夏比冲击试验，试验方法见GB/T229-2007,试验结果应符合原材料标准要求，锻制管件免做此项试验。

清管三通在规定温度下标准试样的夏比V型缺口冲击试验应满足母材的3个试验的平均值≥60J和单个试样最小值≥45J；焊缝及热影响区的3个试样的平均值≥40J和单个试样最小值≥30J。

7.3焊缝导向弯曲试验（仅限有缝管件）

对于有对接焊缝的管件，应进行焊缝横向导向弯曲试验。

弯曲试验后，在焊缝、热影响区和母材处，不得出现任何长度大于3.18mm的裂纹；起源于试样边缘的裂纹，在任何方向上裂纹长度应不大于6.35mm。

7.4硬度

硬度值应满足6.4条的规定。

7.5金相组织及晶粒度检查

7.5.1管件管体和焊缝横向截面上的金相试样应进行低倍检查，不应存在裂纹或超过原材料及焊缝标准规定的其它缺陷。

7.5.2对管体横向截面靠近内外表面、壁厚中心的夹杂物等级和晶粒度进行检查，钢中A、B、C、D类非金属夹杂物级别限定如表7.5所示（按ASTME45方法A检验）。

管体原始奥氏体晶粒度应为GB/T6394-2002规定的6级或更细，检验报告应附照片。

表7.5非金属夹杂物级别限定

A

B

C

D

薄

厚

薄

厚

薄

厚

薄

厚

≤2.5

≤2.5

≤2.5

≤2.5

≤2.5

≤2.5

≤2.5

≤2.5

8几何尺寸、形状允许偏差

8.1执行GB/T12459-2005、GB/T13401-2005标准的管件，其几何尺寸、形位公差要求见表8.1。

执行GB