2024石油天然气工业钛合金感应加热弯管

石油天然气工业钛合金感应加热弯管目 次前 言 IV范围 1规范性引用文件 1术语和定义 2符号和缩略语 3符号 3缩略语 4购方需提供的材料 4材料 4压力等级和设计 5制造工艺 5弯管的基本参数 5弯管工艺评定 5制造工艺规范 6弯制工艺 7弯制后热处理 7弯制后成形和定径 8弯管首批检验 8溯源 8性能要求 9材料性能要求 9母管要求 9外观质量 9表面污染 10尺寸与允许偏差 10端部坡口 13拉伸性能 13夏比（V型缺口）冲击吸收能 14低倍组织 15耐腐蚀性能 15耐压试验 15无损检测 15I检验与试验 16通用要求 1610.2取样 16尺寸与公差 17外观质量 17表面污染 17化学成分分析 17拉伸试验 17夏比冲击试验 17低倍金相组织检验 18无损检测 18弯曲试验 18压扁试验 18耐压试验 1910.12耐腐蚀性能试验 1910.13复验 1910.14修复 1911验收 20一般要求 20质量证明书要求 20验收不合格产品处理 2012标记、包装 2012.1标记 2012.2包装 2012.3运输、存储 21附录A（规范性） 22购方需提供的资料 22一般信息 22补充信息 22附录B（规范性）钛及钛合金焊管 23产品分类 23技术要求 23试验方法 24检验规则 24附录C（规范性）耐腐蚀试验 26耐腐蚀性能试验 26氢致开裂（HIC）试验 26抗硫化物应力开裂（SSC）/应力腐蚀开裂（SCC）试验 26II均匀腐蚀试验 26点蚀试验 27缝隙腐蚀试验 27模拟工况试验 27III石油天然气工业钛合金感应加热弯管范围本文件规定了按照GB/T24259设计的管道系统内钛及钛合金感应加热弯管的术语和定义、材料、制造工艺、试验与检验、标志、包装、运输、贮存等要求。DN15～DN750规范性引用文件（包括所有的修改单适用于本文件。GB/T228.1 金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法GB/T241 金属管液压试验方法GB/T2651 金属材料焊缝破坏性试验横向拉伸试验GB/T3620.1 钛及钛合金牌号和化学成分GB/T3620.2 钛及钛合金加工产品化学成分允许偏差GB/T3621 钛及钛合金板材GB/T3624 钛及钛合金无缝管GB/T3625 换热器及冷凝器用钛及钛合金管GB/T4157 金属在硫化氢环境中抗硫化物应力开裂和应力腐蚀开裂的实验室试验方法GB/T4698 （所有部分）海绵钛、钛及钛合金化学分析方法GB/T5168 钛及钛合金高低倍组织检验方法GB/T5193 钛及钛合金加工产品超声检验方法GB/T8180 钛及钛合金加工产品的包装、标志、运输和贮存GB/T8650 管线钢和压力容器钢抗氢致开裂评定方法GB/T9445 无损检测人员资格鉴定与认证GB/T10124 金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法GB/T10127 不锈钢三氯化铁缝隙腐蚀试验方法GB/T12969.1 钛及钛合金管材超声波探伤方法GB/T12969.2 钛及钛合金管材涡流探伤方法GB/T17897 金属和合金的腐蚀不锈钢三氯化铁点腐蚀试验方法1GB/T23603 钛及钛合金表面污染层检测方GB/T24259 石油天然气工业管道输送系统GB/T37584 钛及钛合金制件热处理GB/T39856 热轧钛及钛合金无缝管材NB/T47013.2 2部分：射线检测NB/T47013.5 5部分：渗透检测NB_T47013.11 11部分：X射线数字成像检测ASTME165 渗透检测操作方法术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1钛和钛合金弯管Titaniumandtitaniumalloybents使用钛及钛合金材料制造而成的弯管，弯曲半径应不小于3倍弯管名义外径。3.2弯曲段arc弯管的完全部分。3.3弯曲角度bendangle整个弯管的方向变化部分所形成的平面角度。3.4母管motherpipe用于制作弯管的钛合金直管。3.5工艺评定 manufacturingprocedurequalification3.6弯曲半径bendradius从弯管的弯曲中心到其中心轴线的距离。3.7外弧侧extrados弯管弯曲段的外侧部分。3.8内弧侧intrados弯管弯曲段的内侧部分。3.9感应加热弯制inductionbending2利用感应加热方法在母管圆周形成一条狭窄的环形加热带，在母管移动的同时，使其连续弯曲的工3.10直管段tangent感应加热弯管两端的直管部分。3.11过渡区transitionzone3.12制造工艺规范manufacturingprocedurespecification3.13表面污染层（α层）surfacepollutionlayer（αcase）,当产品表面温度达到一定范围时,这些元素会扩散渗入产品表面,从而产生由于α稳定剂引起的污染,表面形成富集氧、氮和碳的硬而脆的污染层。3.14酸性环境sourservice暴露于含有H2S和水并能够引起材料按本部分所描述的腐蚀机理开裂的油气田环境。3.15连续热处理批continuousheattreatmentlot连续热处理批定义为采用相同原材料牌号、相近原材料规格（厚度差不大于6mm）和相同热处理工艺。符号和缩略语符号下列符号适用于本文件。D（mm。Dx（m。Din（m。Q弯管端面的垂直度R曲率弯曲）mm。U 管端面平面度N 公差基准面R mm。31（mm。2（mm。bmm。1in（m。n（m。bmm。u 弯管圆度η 弯管外弧侧壁厚减薄率a° 弯管弯曲角度U 管端面平面度l 管管长，位毫（mm。1 皱浪距单为米mm。h1 皱度单为米（m。hm相邻两个褶皱的平均高度，单位为毫米（mm）。D1（m。D2（m。D3（m。S （m。B mm。缩略语下列缩略语适用于本文件。PN：与管道系统元件的力学性能和尺寸特性相关产品的代号（productnumber）BQT：弯管评定试验（bendingqualificationtest）MPQT：弯管工艺评定试验（manufacturingprocedurequalificationtest）MPS：制造工艺规范（manufacturingprocedurespecification）SSC：硫化物应力开裂（sulfidestresscracking）SCC：应力腐蚀开裂（stresscorrosioncracking）HIC：氢致开裂（hydrogen-inducedcracking）购方需提供的材料在订购按本文件制造的弯管时，购方提供材料应符合附录A的规定。材料4用于制造钛及钛合金弯管的材料牌号推荐为TA0、TA1、TA1G、TA2、TA2G、TA3、TA3G、TA8、TA8-1、TA9、TA9-1、TA10、TA18、TA36，经购方与制造商协商后可使用其它牌号的钛及钛合金材料。压力等级和设计钛及钛合金感应加热弯管由其内部流体压力所产生的环向应力不应超过GB/T24259规定的环向许用应力。应通过计算证明符合GB/T24259或者其他适用的设计规范要求，或符合下列要求：弯管外弧侧壁厚为t1；弯管内弧侧壁厚最小值至少应符合公式（1）：tit1

2RD/22(RD/

……（1）制造工艺弯管的基本参数1所示。图1弯管基本参数弯管工艺评定弯管应于首批生产之前进行弯管试制和工艺评定试验。工艺评定试验结果应作为购方验收资料。5工艺及保证措施应报告购方。弯管基本参数（除弯曲角度和直管段长度外、母管、制造工艺改变时，均应进行工艺评定。评定试验弯管应与每一个准备的MPS一致，试制弯管数量一般不应少于3根。弯管的检查和试验应（起始过渡区和终止过渡区评定试验用弯管的试验和检验应与产品弯管一致。仅是母管壁厚不同时，经购方同意可将评定合格的制造工艺用于不同壁厚的弯管。制造过程对于表1中每一个控制参数，生产使用的MPS应注明：a）试验弯管制造记录；b）弯管生产时允许范围。依据表1对控制参数及最大允许偏差进行控制。表1控制参数和最大允许偏差参数名称最大允许偏差加热方式不允许母管公称外径不允许弯制速度±5mm/min弯制温度±25℃冷却介质流量或压力±10%冷却介质种类不允许冷却介质温度±15℃感应圈设计不允许感应加热频率±20%弯后热处理方法不允许保温时间+15min保温温度±10℃加热和冷却速率协商确定制造工艺规范制造工艺规范至少应包括如下内容：母管。制造商名称；母管牌号；母管制造所执行的标准或规范管材成型工艺；管材尺寸；管材化学成分；管材力学性能；热处理供货状态；6弯管的感应加热成型工艺。弯管热处理工艺。d)e)无损检测方法。弯制工艺MPS文件进行生产，以确定加热温度、弯制时推进速度、冷却介质流量与冷却后介质温度在规定范围内。感应加热过程不允许中断停留。工艺参数弯制工艺至少应包括如下弯制工艺参数：a）弯制前母管清理方法及要求；b）弯制加热温度；推进速度；感应线圈宽度；e）f）弯制过程中温度控制及测定方法；g）起弯、终弯处直段的加热及冷却；h）冷却介质压力或流量；i）冷却介质的温度偏差。弯制后热处理GB/T37584的要求进行热处理，制造商应提供详细的热处理工艺。有特殊要求时应按订货技术要求规定进行热处理。热处理工艺参数若适用，弯后热处理至少应包括如下工艺参数：a）热处理类型b）加热温度；c）保温时间；d）加热速度；e）冷却速度。热处理过程控制要求弯管热处理过程中，应通过与弯管直接相连接的热电偶，或与弯管有相同温度的材料相连接的温度7传感器对炉内加热温度进行监控，并记录。温度控制应在±10℃范围内，采用连续炉或分批装入热处理炉进行热处理，热处理时应记录各区温度的加热曲线、弯曲曲率半径（R）和/或壁厚（t）不同的毎一种规格的弯管。应制定分批装料布置图及每次装料情况的文件说明。热处理过程温度测量类型应在MPS中注明。温度传感器标定热处理炉应至少每年检定一次。温度传感器应每半年检定一次。弯制后成形和定径1.5%D8mm弯管首批检验通则弯管首批检验样品应由购方或购方委托代表在首批生产的成品弯管中抽取。检验和试验项目首批检验至少应包括但不限于以下项目：a）外观质量；b）几何尺寸；c）拉伸性能；d）低倍组织；e）无损检测；f）耐腐蚀性能；g）耐压性能。首批检验报告首批检验报告内容应至少包括上述所有试验与检验的结果。溯源制造商应制定并遵循一套识别系统的程序，直至所有要求按标识和/或批号进行试验并证实其符合8本文件要求。应建立完整的溯源体系，根据最终产品管号应可确定其生产过程和控制参数。性能要求材料性能要求制造商应提供质量证明书，材料化学成分应符合GB/T3620.1的规定，化学成分的允许偏差应符合GB/T3620.2的规定。母管要求钛及钛合金板材用于制造钛及钛合金弯管的板材应符合GB/T3621的规定。当使用板材厚度超过20mm时，应按GB/T5193的规定逐张进行超声检测，并符合A级要求。钛及钛合金无缝管用于制造钛及钛合金弯管的无缝管应符合GB/T3624、GB/T3625或GB/T39856的规定。当选用无缝10MPa12969.2的规定。钛及钛合金焊管用于制造钛及钛合金弯管的焊管应符合附录B的规定。母管不允许补焊。母管壁厚应有充足的裕量，以保证弯管外弧侧壁厚符合设计要求。2%力学性能、化学成分，特殊检验项目可经购方与制造商协商确定。需要进行耐腐蚀性能试验的母管，应在材料订货时提出试验方法和判定标准。GB/T8180的规定。外观质量通用要求弯管内、外表面应光滑无氧化。表面不允许有超出外径、壁厚允许偏差的轻微划伤和机械损伤。允许对损伤部位进行修磨，修磨范围的斜度至少为1:6，修磨后尺寸应符合几何尺寸公差要求。弯管褶皱h1D3%f112hm，2并按式（2）计算。hm

D12

-D2 （2）9图2弯管褶皱表面污染弯管表面颜色为均匀金属色，无氧化色。尺寸与允许偏差外径、壁厚弯管外径、壁厚公差应符合表2规定。表2外径、壁厚允许偏差要求外径（D）mm外径允许偏差mm壁厚允许偏差%120～203±1.2-12.5＞203～432±2＞432～660±3＞660～762±0.75%D壁厚减薄率外弧侧壁厚减薄率η应采用式（3）式中：

η=（tmin-t1min）/tmin×100% （3）1n——（mm；m——mm。厚减薄率应不大于允许壁厚偏差要求。10圆度弯管圆度u应采用式（4）计算：u=2（Dmax-Dmin）/（Dmax+Dmin）×100% （4）式中：D——（m；D——mm。对于承受内压的弯管，其不圆度应不大于8%；对于承受外压的弯管，其不圆度应不大3%。弯曲角度与弯曲半径弯曲角度与弯曲半径应符合表3规定。表3弯曲角度与弯曲半径要求项目允许偏差弯曲角度±1°弯曲半径≤1000mm±5mm＞1000mm±0.5%R弯管平面度弯管平面度△o如图3所示，应符合表4规定。图3弯管平面度表4弯管平面度要求外径允许偏差DN≤250mm≤5mmDN＞250mm≤7mm弯管管端垂直度弯管两端面的垂直度应以弯管两端直管的轴心线为基准测量，如图4所示，应符合表5规定。11图4弯管管端面垂直度表5弯管管端垂直度要求外径允许偏差DN≤200mm≤1.5mmDN＞200mm≤2.5mm端面平面度弯管管端面的平面度如图5所示，管端面的平面度应不大于0.8mm。图5弯管管端面平面度弯管直管段6规定。经购方与制造商协商，弯管直管段长度也可依据设计文件确定。表6直管段长度要求公称直径直管段长度DN≤500mm≥250mm12DN＞500mm≥500mm端部坡口端部坡口尺寸和形状应符合图6和表725%3mm应不小于壁厚差的3倍。a）简单坡口 b）组合坡口标引序号说明：倒圆；钝边。图6端部坡口形状和尺寸表7端部坡口和形状名义壁厚tmm端部加工＜3直角或轻微倒角3≤t≤19简单坡口＞19组合坡口拉伸性能室温拉伸性能应符合表8规定要求。若因弯管尺寸限制，无法制取最小尺寸拉伸试样时，该产品不表8拉伸性能牌号抗拉强度Rm（min）MPa屈服强度RP0.2（min）MPa断后伸长率A（min）%TA0280-4201702413TA137025020TA244032018TA354041020TA1G24014024TA2G40027520TA3G50038018TA840027520TA8-124014024TA940027520TA9-124014024TA1046030018TA1848359015TA2458073013TA3636046015夏比（V）冲击吸收能夏比冲击试验温度宜考虑当地最低环境温度，试验温度应低于管线通过地区当地最低环境温度.试验温度0℃，冲击吸收能量应符合表9的要求。当壁厚不能加工出1/2或更大的小尺寸试样时，则不需进表9夏比（V型缺口）冲击吸收能试样（mm）0℃横向平均CVN吸收能（KV/J）0℃横向最小CVN吸收能（KV/J）10×10×55mm≥21≥1510×7.5×55mm≥16≥1210×5.0×55mm≥11≥8表10夏比冲击试样冲击吸收能量递减系数试样规格试样尺寸（mm）递减系数14全尺寸试样10×10×55mm1.00小尺寸试验10×7.5×55mm0.75小尺寸试验10×5.0×55mm0.50低倍组织弯管低倍组织不应有裂纹、气孔、金属和非金属夹杂、折叠及其他缺陷。耐腐蚀性能HIC抗氢致开裂评价试验结果应符合下列条件：10×放大镜下检查试样无氢鼓泡现象；依据GB/T8650规定用线切割法将试样剖开，并按指定方向检查试样。100×a）CLR≤2%；b）CTR≤0.5%；c）CSR≤0.03%；d）试样表面无氢鼓泡现象。SSC/SCC85%10倍观察工作段无裂纹。均匀腐蚀及点蚀性能mm/a。：＜0.50mm。点蚀密度（P）：在20×放大镜下，以每平方厘米试样面积的点蚀坑数计算。P＜1个/cm2。不能提供蚀坑密度和深度的情况，可结合失重及点蚀表面观察在试验室试验中评估合金的耐点蚀性能。缝隙腐蚀若购方协议规定，则应进行缝隙腐蚀试验，试验结果应由双方协商确定。耐压试验制造商应保证弯管耐压试验性能符合与其材料、公称尺寸及壁厚相同直管的要求。无损检测依据NB/T47013.5中规定B级灵敏度进行渗透检测，合格级别不低于Ⅰ级。如母管为焊管，则弯曲段焊缝应按NB/T47013.2规定进行全部射线检测，检测技术等级不应低于AB级，合格级别不应低于Ⅱ15级。经购方与制造商协商可采用其他无损检验方法，合格级别由双方协商确定。检验与试验通用要求取样应按照图7所示的位置截取试样，如表11所示。标引序号说明：1——直管段，管体，横向；2——左过渡区，外弧侧管体纵向；2’——右过渡区，外弧侧管体纵向；弯曲区，内弧侧管体纵向；弯曲区，内弧侧管体横向；弯曲区，外弧侧管体纵向；弯曲区，外弧侧管体横向；7——中性轴管体横向。图7弯管取样位置及方向表11试验项目及试样取样位置要求试验类型试样位置直管段过渡区弯曲段内弧侧弯曲段外弧侧弯曲段中心轴122ʹ35716管体横向外弧侧纵向外弧侧纵向管体纵向管体纵向管体横向拉伸试验√√√√√√夏比冲击试验-√√--√低倍组织-√√√√√尺寸与公差0.2mm。宜采用周长法测量弯管的外径，采用外观质量应逐件进行外观质量检验。应用相应精度的量具进行检验，产品的外观质量不符合本文件规定时，该件产品拒收。表面污染每批取一根试样依据GB/T23603进行一次表面污染检验。表面污染检验试样应与弯管材料或弯管产品同牌号、同热处理状态、同炉批，产品的表面污染不符合本文件规定时，该件产品拒收。化学成分分析试验频率制造商应对每炉批号母管上进行一次化学成分分析。检验方法检测方法按GB/T4698的规定进行，化学成分偏差应符合GB/T3620.2的规定。试样化学成分可用铸锭或管材化学成分代替，H元素的含量以管材化学成分为准。拉伸试验取样频率每一连续热处理批，每批次相同曲率半径产品数量不超过50件，制造商应进行一次拉伸试验。试验方法GB/T228.1的要求。夏比冲击试验17试验频率每一连续热处理批弯管应进行一次冲击试验。检验方法冲击试验应按照GB/T229的规定执行，夏比冲击试验结果应符合本文件要求。试样冲击试样应取自同批样坯中厚度最大者，试验取样位置见表11。低倍金相组织检验试验频率检验方法低倍金相检验应按照GB/T5168规定执行，试验取样位置见表11。无损检测无损检测人员无损检测操作应由具有相应资质等级并经过鉴定的无损检测人员进行。检测方法弯管全管体应依据NB/T47013.5进行渗透检测。修磨处检测弯管修磨处应依据NB/T47013.5进行渗透检测，不允许有任何尺寸的缺陷存在。弯曲试验当需方要求并在订货单中注明时,外径不大于60mm的管材及带有焊缝弯管焊缝可进行弯曲试验。弯芯直径为管材外径的12倍,弯曲90°后应无裂纹。注:管材的弯曲试验由供需双方协商确定,并在订货单中注明。压扁试验18如果有需要,压扁试验应依据GB/T3624、GB/T3625按同等级和类型钛管的标准进行试验。耐压试验（或订单0.5MPa5s，且在试验过程中不出现凸起、渗漏及其他缺陷。1式中：1

P2

D0.2

.....................................................（5）P1——最小静水压试验压力，单位为MPa；S——许用应力，屈服强度最小值的50%，单位为MP；E——常数，若母管为无缝管取值为1.0，若母管为焊管取值为0.85；t2——弯管直管段名义壁厚，单位为mm；D——弯管直管段外径，单位为mm。当弯管名义外径不大于76mm时，最大静水压试验压力不应超过17.2MPa；当弯管名义外径大于76mm时，最大静水压试验压力不应超过19.3MPa。购方要求并在订单中说明，弯管名义外径不大于356mm时，应在规定工作压力的1.5倍下进行静水压试验，且试验压力不大于材料最小名义屈服强度的一半。当工作压力的1.5倍超过19.3MPa时，试验压力应由购方与制造商协商确定。耐腐蚀性能试验耐腐蚀性能试验方法见附录C。复验修复修补所有缺欠只允许一次修补。凹痕管体上不允许存在超过公差深度的凹痕。修补备案19任何缺欠的修补应记录，并在供货文件中说明。验收一般要求（或订货单质量检测结果应包含在检验文件内。质量证明书要求每批产品应附有质量证明书，至少包含以下信息：a）本文件以及制造产品所引用的其他技术标准及修订日期；b）可追溯炉号或批号；产品代号、规格、牌号、数量、制造方法和热处理形式；给出本文件限定值或要求报告的所有分析、检验结果及制造商质量检验部门签章；e）购方要求的其他补充试验结果。验收不合格产品处理（或订货单）的规定时，在收到产品之日起一个月内应以书面形式向制造商提出，由双方协商解决。标记、包装标记钛和钛合金弯管两侧管端均应标记，且宜采用最小高度为20mm的印刷字体，标记宜采用白色或黑色等易识别颜色。漆印标记应位于弯管外表面，且应至少包括以下信息：a）b）材料牌号；）；d）弯曲角度；弯曲半径；管道设计压力；g）h）合同号；i）购方补充的任何附加标志。包装20产品包装宜采用钛及钛合金保护专用材料，包装箱上应注明“防潮”、“轻放”等。运输、存储弯管的运输和存储应符合GB/T8180的规定。21附录A（规范性）购方需提供的资料一般信息在订购按本文件制造的弯管时，购方应在订单上规定下列信息。表1 购方需提供的资料要求参考条款标准GB/T××××材料要求9.1弯管数量-外观质量9.3表面要求9.4尺寸与公差9.5端部坡口9.6拉伸性能9.7冲击性能9.8低倍组织9.9耐腐蚀性能9.10耐压试验9.11无损检测9.12补充信息购方应注明但不限于下列补充信息：最小壁厚；特殊尺寸要求；补充检验和试验要求；e）包装和搬运说明；f）第三方检验机构。22附录B（规范性）钛及钛合金焊管产品分类焊管的牌号、状态和规格应符合表B.1的规定。表B.1 焊管牌号、状态和规格单位为毫米，mm牌号 状态 外径 长度TA0、TA1、TA2、TA1G、TA2G、TA3G、TA8、TA8-1、TA9、TA9-1、TA10、TA18

焊态（H）退火态（M）

120～762 500～6000技术要求材料焊管用退火态板材和带材应符合GB/T3621的规定。化学成分化学成分允许偏差应符合GB/T3620.2的规定。室温拉伸性能GB/T3621的规定。GB/T3621的规定。液压试验焊管液压试验压力应依据GB/T3624计算，压力系数取0.85，结果应符合GB/T3624的规定。外形尺寸及允许偏差焊管的外径及壁厚允许偏差应符合本文件的规定。焊管的壁厚允许偏差不适用于焊缝处。焊管的圆度不应超出外径允许偏差。+100mm10mm。3m6.4mm。3mm。无损检测NB/T47013.5表B.2 焊管焊接接头渗透检测区域内外表面外径mm检测区域外表面全尺寸焊接接头全长内表面＞120～700由端口向内1.5倍直径区域＞700～762焊接接头全长23焊管的焊接接头应进行射线检测，射线检测等级应符合NB/T47013.2或NB/T47013.11中AB级NB/T47013.2外观质量焊管内、外表面应洁净，无裂纹、折叠、起皮、针孔等目视可见的缺陷。焊缝处应填充充分，圆滑过渡。焊管表面的局部缺陷允许清除，但清除后不应超出外径和壁厚的允许偏差。焊管表面允许有不超出外径和壁厚允许偏差的划伤、凹坑、凸点和矫直痕迹。焊管酸洗后允许有不同的颜色。试验方法化学成分焊管化学成分分析应按GB/T4698（所有部分）的规定进行。室温拉伸性能GB/T228.190°355mm的焊管从焊接试件上截取。GB/T2651液压试验焊管液压试验按GB/T241执行。外形尺寸及其允许偏差焊管的外形尺寸及其允许偏差应用相应精度的量具进行测量。无损检测NB/T47013.5的规定进行。NB/T47013.2NB/T47013.11的规定进行。外观质量焊管外观质量采用目视检测。检验规则检查和验收组批产品应成批提交验收，每批应由同一牌号、熔炼炉号、规格、制造方法、