路径: 主页 > GB/T > 第415页 > GB/T 37577-2019 | 标准编号 | GB/T 37577-2019 (GB/T37577-2019) | | 中文名称 | 低温管道用大直径焊接钢管 | | 英文名称 | Welded large diameter steel pipes for low temperature service piping | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | H48 | | 国际标准分类 | 77.140.75 | | 字数估计 | 18,127 | | 发布日期 | 2019-06-04 | | 实施日期 | 2020-05-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 37577-2019
Welded large diameter steel pipes for low-temperature-service piping
ICS 77.140.75
H48
中华人民共和国国家标准
低温管道用大直径焊接钢管
2019-06-04发布
2020-05-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
中国国家标准化管理委员会 发 布
目次
前言 Ⅰ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 订货内容 2
4 尺寸、外形和重量 2
5 技术要求 4
6 试验方法 11
7 检验规则 11
8 包装、标志和质量证明书 12
附录A(资料性附录) 常用外径和壁厚 13
附录B(规范性附录) 缺陷的处理方法 14
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准由中国钢铁工业协会提出。
本标准由全国钢标准化技术委员会(SAC/TC183)归口。
本标准起草单位:番禺珠江钢管(连云港)有限公司、张家港沙钢金洲管道有限公司、宝鸡石油钢管
有限责任公司(国家石油天然气管材工程技术研究中心)、冶金工业信息标准研究院。
本标准主要起草人:裴银柱、张坤鹏、梁才萌、王兴、杨忠文、董莉、张荣胜、张冰、刘云、王烁、李奇。
低温管道用大直径焊接钢管
1 范围
本标准规定了低温管道用大直径焊接钢管的订货内容、尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验
规则、包装、标志和质量证明书。
本标准适用于-20℃级~-196℃级、外径不小于114.3mm的低温管道用大直径焊接钢管(以下
简称钢管)。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差
GB/T 223.5 钢铁 酸溶硅和全硅含量的测定 还原型硅钼酸盐分光光度法
GB/T 223.9 钢铁及合金 铝含量的测定 铬天青S分光光度法
GB/T 223.12 钢铁及合金化学分析方法 碳酸钠分离-二苯碳酰二肼光度法测定铬量
GB/T 223.14 钢铁及合金化学分析方法 钽试剂萃取光度法测定钒含量
GB/T 223.18 钢铁及合金化学分析方法 硫代硫酸钠分离-碘量法测定铜量
GB/T 223.23 钢铁及合金 镍含量的测定 丁二酮肟分光光度法
GB/T 223.25 钢铁及合金化学分析方法 丁二酮肟重量法测定镍量
GB/T 223.26 钢铁及合金 钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法
GB/T 223.40 钢铁及合金 铌含量的测定 氯磺酚S分光光度法
GB/T 223.58 钢铁及合金化学分析方法 亚砷酸钠-亚硝酸钠滴定法测定锰量
GB/T 223.62 钢铁及合金化学分析方法 乙酸丁酯萃取光度法测定磷量
GB/T 223.68 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后碘酸钾滴定法测定硫含量
GB/T 223.84 钢铁及合金 钛含量的测定 二安替比林甲烷分光光度法
GB/T 223.86 钢铁及合金 总碳含量的测定 感应炉燃烧后红外吸收法
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 241 金属管 液压试验方法
GB/T 246 金属材料 管 压扁试验方法
GB/T 2102 钢管的验收、包装、标志和质量证明书
GB/T 2650 焊接接头冲击试验方法
GB/T 2651 焊接接头拉伸试验方法
GB/T 2653 焊接接头弯曲试验方法
GB/T 2975 钢及钢产品 力学性能试验取样位置及试样制备
GB/T 3531 低温压力容器用钢板
GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法(常规法)
GB/T 19293 对接焊缝X射线实时成像检测法
GB/T 20066 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法
GB/T 20123 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法(常规方法)
GB/T 20125 低合金钢 多元素含量的测定 电感耦合等离子体发射光谱法
GB/T 21835 焊接钢管尺寸及单位长度重量
GB/T 26955 金属材料焊缝破坏性试验 焊缝宏观和微观检验
NB/T 47014 承压设备焊接工艺评定
SY/T 6423.1 石油天然气工业 钢管无损检测方法 第1部分:焊接钢管焊缝缺欠的射线检测
SY/T 6423.2 石油天然气工业 钢管无损检测方法 第2部分:焊接钢管焊缝纵向和或横向缺
欠的自动超声检测
SY/T 6423.4 石油天然气工业 钢管无损检测方法 第4部分:无缝和焊接钢管分层缺欠的自
动超声检测
SY/T 6423.5 石油天然气工业 钢管无损检测方法 第5部分:焊接钢管焊缝缺欠的数字射线
检测
3 订货内容
按本标准订购钢管的合同或订单应包括下列内容:
a) 本标准编号;
b) 产品名称;
c) 钢的牌号;
d) 订购的数量(总重量、总长度);
e) 尺寸规格;
f) 制造方法;
g) 交货状态;
h) 特殊要求。
4 尺寸、外形和重量
4.1 外径和壁厚
4.1.1 钢管的公称外径(D)范围为不小于114.3mm,公称壁厚(t)范围为不大于75mm。钢管的外径
和壁厚应符合GB/T 21835的规定。根据需方要求,经供需双方协商,可供应GB/T 21835规定以外规
格的钢管。
4.1.2 钢管常用外径和壁厚参见附录A。
4.2 外径和壁厚的允许偏差
4.2.1 钢管公称外径允许偏差应符合表1的规定。
4.2.2 钢管壁厚允许下偏差为-0.3mm。
表1 外径的允许偏差 单位为毫米
外径D
允许偏差
除管端外 管端
114.3~168.3 ±0.75%D -
>168.3~610 ±0.75%D,但最大为±3.2 ±0.5%D,最大为±1.6
>610~1422 ±0.5%D,但最大为±4.0 ±1.6
>1422 供需双方协商确定
4.3 长度
4.3.1 通常长度
钢管的通常长度应为3000mm~12000mm。经供需双方协商,并在合同中注明,可交付其他长
度的钢管。
4.3.2 定尺长度
根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注明,钢管可按定尺长度交货。钢管的定尺长度应在
通常长度范围内,钢管的定尺长度允许偏差为+50 0 mm。
4.4 弯曲度
4.4.1 钢管的全长弯曲度应不大于钢管长度的0.2%。
4.4.2 钢管管端弯曲度(每个管端1000mm长度上相对于轴向直线的最大偏离)应不大于4.0mm,如
图1所示。
单位为毫米
说明:
1---平尺;
2---钢管。
图1 管端弯曲度测量
4.5 不圆度
钢管的不圆度(由同一横截面上测得的最大外径和最小外径的差值)应不超过表2的规定值。
表2 钢管不圆度 单位为毫米
外径D
不圆度
除管端a外 管端
≤610 2%D 1.5%D
>610~1422
D/t≤75时1.5%D,但最大为15 D/t≤75时1%D,但最大为13
D/t >75时供需双方协商确定 D/t >75时供需双方协商确定
>1422 供需双方协商确定
a 管端包括钢管每个端头100mm长度范围内的钢管。
4.6 管端
4.6.1 钢管两端端面应与钢管轴线垂直,切口毛刺应予清除。钢管端部的切斜应符合如下规定:
a) 外径大于1422mm时,切斜应不超过2.4mm;
b) 其余钢管切斜应不超过1.6mm。
4.6.2 钢管两端端面应为平头(不加工坡口)。根据需方要求,钢管两端端面可加工坡口,坡口尺寸应
在合同中注明。
4.7 重量
4.7.1 钢管按实际重量交货,也可按理论重量交货。钢管的理论重量按式(1)计算。
W =0.0246615t(D-t) (1)
式中:
W ---单位长度重量,单位为千克每米(kg/m);
t ---公称壁厚,单位为毫米(mm);
D ---公称外径,单位为毫米(mm)。
4.7.2 钢管的实际重量与理论重量的允许偏差为+7-3%。
5 技术要求
5.1 钢的牌号和化学成分
5.1.1 钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表3的规定。根据需方要求,经供需双方协商,可供应
表3规定以外牌号的钢管。
5.1.2 成品化学成分允许偏差应符合GB/T 222的规定,其中08Ni3DR、06Ni9DR钢中P、S成品化学
分析允许偏差为:P+0.003%,S+0.002%。
表3 钢的牌号和化学成分
序号 牌号
化学成分(质量分数)a、b/%
C Si Mn Ni Mo V Nb Altc
P S
不大于
1 16MnDR ≤0.200.15~0.501.20~1.60 ≤0.40 - - - ≥0.020 0.020 0.010
表3(续)
序号 牌号
化学成分(质量分数)a、b/%
C Si Mn Ni Mo V Nb Altc
P S
不大于
2 15MnNiDR ≤0.180.15~0.501.20~1.600.20~0.60 - ≤0.05 - ≥0.020 0.020 0.008
3 15MnNiNbDR≤0.180.15~0.501.20~1.600.30~0.70 - - 0.015~0.040 - 0.020 0.008
4 09MnNiDR ≤0.120.15~0.501.20~1.600.30~0.80 - - ≤0.040 ≥0.020 0.020 0.008
5 08Ni3DR ≤0.100.15~0.350.30~0.803.25~3.70 ≤0.12 ≤0.05 - - 0.015 0.005
6 06Ni9DR ≤0.080.15~0.350.30~0.808.50~10.00 ≤0.10 ≤0.01 - - 0.008 0.004
a 为改善性能,钢中可添加微量V、Ti、Nb等元素,V+Nb+Ti≤0.12%,添加元素质量分数应在质量证明书中
注明。
b 作为残余元素,Cr≤0.25%,Cu≤0.25%,Ni≤0.40%,Mo≤0.08%,若供方能保证合格可不做分析。
c Alt质量分数可用测定 Als 质量分数替代,此时 Als≥0.015%;当 V+Nb+Ti≥0.015%时,Al含量不做验收
要求。
5.2 制造方法
5.2.1 原材料
制管用原材料应符合如下规定:
a) 钢由氧气转炉或电炉冶炼,并采用炉外精炼工艺;
b) 钢板应符合GB/T 3531的规定或质量要求不低于GB/T 3531的规定;
c) 任何污染焊接坡口和周围区域的润滑剂、油污等,都应在焊接前清除干净。
5.2.2 钢管的制造方法
5.2.2.1 钢管应采用高频焊(HFW)或电熔焊(EFW)焊接方法制造。
注:电熔焊是指通过电弧加热,并且使用填充材料,使被焊金属达到原子间结合而形成永久性接头的焊接工艺,主
要包括埋弧焊(SAW)、焊条电弧焊(SMAW)、熔化极气体保护焊(GMAW 和FCAW)、带填充金属钨极气体保
护焊(GTAW)以及它们之间的工艺组合。
5.2.2.2 焊接前可对母材进行预热处理。除非合同另有规定,预热温度和母材范围由制造厂根据母材
的交货状态、化学成分、力学性能、焊接性能、焊件厚度、焊接接头的拘束程度、焊接方法等确定,必要时
通过试验确定。
5.2.3 双缝钢管
根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注明,外径不小于914mm的钢管可供应双缝钢管。
双缝钢管的焊缝应相距约180°。
5.2.4 钢管对接
经供需双方协商,并在合同中注明,可供应对接管。对接管应符合如下规定:
a) 对接所用短管长度应不小于1500mm;
b) 在对接管环焊缝上,直焊缝间的环向间隔应不小于50mm;
c) 对接钢管的弯曲度应符合4.4的规定。
5.3 交货状态
除非合同另有规定,钢管应以焊接或整管消除应力热处理状态交货。钢管的推荐热处理制度见
表4。
表4 钢管的推荐热处理制度
序号 牌号 消除应力热处理温度范围/℃ 按厚度确定的最少保温时间/(min/mm)
16MnDR
15MnNiDR
09MnNiDR
08Ni3DR
600~650(t >25mm的钢管)a
600~650(t >20mm的钢管)b
600~650
600~650
600~650
厚度小于50mm时为2.4min/mm,最
少保温时间为30min;
厚度不小于50mm时,保温时间为2h
加厚度每增加25mm 保温时间增加
15min
at≤25mm的钢管可不进行热处理。
bt≤20mm的钢管可不进行热处理。
5.4 力学性能
5.4.1 拉伸试验
5.4.1.1 钢管的室温拉伸性能应符合表5的规定。
5.4.1.2 外径不小于168.3mm的钢管应进行焊接接头拉伸试验。试样应沿钢管横向或从焊接试板上
截取。焊缝应位于试样中心,且与试样轴线垂直,焊缝余高应去除。焊接接头拉伸试验只测定抗拉强
度,其值应不低于表5规定的抗拉强度下限值。
表5 钢管的力学性能
牌号
下屈服强度ReLa/MPa 抗拉强度Rm/MPa
公称壁厚t/mm
≤16
>16
~36
>36
~75
≤16
>16
~36
>36
~75
断后
伸长
率A
冲击吸收能量KV2
试验
温度℃
三个试样平均值b
母材
焊缝及
热影响区
1 16MnDR ≥315 ≥295 ≥285 490~620 470~600 460~590 ≥21 -40 ≥24 ≥24
2 15MnNiDR ≥325 ≥315 ≥305 490~620 480~610 470~600 ≥20 -45 ≥30 ≥30
3 15MnNiNbDR ≥370 ≥360 ≥350 530~630 530~630 520~620 ≥20 -50 ≥30 ≥30
4 09MnNiDR ≥300 ≥280 ≥270 440~570 430~560 430~560 ≥23 -70 ≥30 ≥30
5 08Ni3DR ≥320 ≥320 ≥320 490~620 490~620 490~620 ≥21 -100 ≥30 ≥30
6 06Ni9DR ≥560 c c 680~820 680~820 680~820 ≥18 -196 ≥50 ≥50
a 当屈服现象不明显时,可测量Rp0.2代替ReL。
b 仅允许其中1个试样的冲击吸收能量低于规定平均值,但应不低于规定平均值的70%。
ct >16mm~30mm时,下屈服强度要求为:≥560MPa;t >30mm~75mm时,屈服强度要求为:≥550MPa。
5.4.2 冲击试验
5.4.2.1 钢管母材、焊缝和热影响区应分别进行夏比V型缺口横向冲击试验(当无法切取允许的最小
横向试样时,应使用5mm~10mm之间最大宽度的纵向试样),试验结果应符合表5的规定。表5中
的冲击吸收能量值为全尺寸试样夏比V型缺口冲击吸收能量要求值。
5.4.2.2 制取钢管焊缝试样时,缺口的轴线应尽可能接近外焊缝中心线,取样应尽可能接近钢管的外表
面;对于HFW钢管焊缝试样,缺口的轴线应位于或尽可能接近焊缝熔合线。
5.4.2.3 制取钢管热影响区试样时,缺口轴线应尽可能接近如图2所示的外焊缝熔合线位置。取样应
尽可能接近钢管的外表面。
5.4.2.4 如果无法截取全尺寸试样,应制备尽可能大的宽度为7.5mm或5mm小尺寸试样,小尺寸试
样夏比V型缺口冲击吸收能量要求值应分别不小于表5中规定值的75%或50%。对于无法制取宽度
为5mm试样的钢管,冲击试验不做要求。
说明:
1---冲击试样缺口取样位置为焊缝热影响区(靠近熔合线);
2---冲击试样缺口中心线。
图2 热影响区夏比V型缺口冲击试验试样位置
5.5 水压试验
5.5.1 钢管应逐根进行水压试验,试验压力P 应按式(2)计算,计算结果圆整到最邻近的0.1MPa。
D≤457mm钢管的压力保持时间应不少于5s,D >457mm钢管的压力保持时间应不少于10s。
P=2St/D (2)
式中:
P ---水压试验压力,单位为兆帕(MPa);
S ---水压试验环向应力,单位为兆帕(MPa),其数值为表5中屈服强度最小值的80%;
t ---公称壁厚,单位为毫米(mm);
D ---公称外径,单位为毫米(mm)。
5.5.2 如果在水压试验中采用了产生轴向压应力的端面密封堵头,当规定试验压力产生的环向应力超
过了规定最小屈服强度的90%时,水压试验压力P 可用式(3)确定,计算结果圆整到最邻近的
0.1MPa。
P=
PR×AR
AP
êê
úú
2t-
AI
AP
(3)
式中:
P ---水压试验压力,单位为兆帕(MPa);
S ---水压试验环向应力,单位为兆帕(MPa);
PR ---端面密封液压缸内压力,单位为兆帕(MPa);
AR ---端面密封液压缸横截面积,单位为平方毫米(mm2);
AP ---管壁截面积,单位为平方毫米(mm2);
D ---公称外径,单位为毫米(mm);
t ---公称壁厚,单位为毫米(mm);
AI ---钢管内径横截面积,单位为平方毫米(mm2)。
5.5.3 在试验的整个过程中,钢管不应出现渗漏。
5.5.4 水压试验的最大试验压力为25MPa。
5.6 工艺性能
5.6.1 压扁
高频焊钢管应按照图3所示进行取样、压扁试验。压扁试验应符合如下规定:
a) 对于牌号06Ni9DR的钢管,其公称壁厚不小于12.7mm时,在两平板间的距离小于钢管原始
外径的66%之前,焊缝不应出现开裂;其他钢管在两平板间的距离小于钢管原始外径的50%
之前,焊缝应不出现开裂;
b) 对于D/t >10的钢管,在两平板间的距离小于钢管原始外径的33%之前,焊缝之外的部位应
不出现裂纹或开裂;
c) 继续压扁,直到钢管的管壁贴合,在整个试验过程中不应出现分层或金属过烧迹象。
说明:
1---焊接;
2---钢带(卷)端部;
3---从每卷钢带端部取两个试样;
4---停焊点;
5---两个试样,停焊点前后各取一个。
图3 压扁试验取样及试验
5.6.2 焊缝导向弯曲
5.6.2.1 电熔焊钢管应进行焊缝正反面导向弯曲试验。
5.6.2.2 导向弯曲试样应从钢管上垂直焊缝截取,焊缝位于试样的中间,试样上不应有补焊焊缝,焊缝
余高应去除。试样在弯模内弯曲约180°,弯芯直径为钢管公称壁厚的8倍。厚度大于30mm的钢管可
以用侧弯代替。试验后,应符合如下规定:
a) 试样不应完全断裂;
b) 试样上焊缝金属中不应出现长度超过3.2mm的裂纹或破裂,不考虑深度;
c) 母材、热影响区或熔合线上不应出现长度超过3.2mm的裂缝或深度超过公称壁厚12.5%的
裂纹和破裂;
d) 试验过程中,出现在试样边缘且长度小于6.4mm的裂纹,不应作为拒收的依据。
5.7 表面质量
5.7.1 表面缺陷
钢管内外表面不应有折叠、裂纹、分层、电弧烧伤及其他深度超过壁厚下偏差的缺陷存在。这些缺
陷应完全清除,清除处的剩余壁厚应不小于壁厚所允许的最小值。
5.7.2 摔坑
钢管管壁上不应有深度超过6.4mm的摔坑。摔坑长度在任何方向应不超过0.5D。凹陷部分带
有尖锐划伤时,摔坑深度应不超过3.2mm。当凹陷部分带有尖锐划伤时,应对尖锐划伤进行修磨,修磨
后的凹陷深度、长度应符合本条规定,修磨处剩余壁厚应符合相应要求。
注:摔坑深度是指凹陷处最低点与钢管原始轮廓延伸部分之间的距离。
5.7.3 咬边
5.......
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