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论文ASME ASTM管件材料
? 42 ?化工设备与管道2000 年第 37 卷ASME/ ASTM 管件材料 ( 钢) 标准剖析应道宴( 全国化工设备设计技术中心站 ,上海 200040)1A SM E / A S TM 管件标准的特点A SM E/ A S T M 管件一般由两个或两个以上别) 、 原材料 ( 坯料) 品种 、 管件的化学成分和机械性 能、 加工成型工艺包括焊接 、 热处理 、 无损检查 、 管 件的取样和性能检验 、 质量证书 、 标志等内容 。 ( 3) 与 A SM E/ A S T M 管件标准相比 , 我国管 件标准的基本内容属型式标准 。 虽然标准中也包括 了原材料钢管的牌号和管件热处理要求 , 但就管件 材料标准的要求而言 , 内容残缺不全 、 缺乏可操作 性 。因此我国目前管件标准的内容不完整 , 将坯料 ― ― ― 无缝管的标准替代了管件材料方面的质量要 求 , 因此实质上我国目前的管件标准中缺少对管件 性能和检查的保证要求 。( 4) 把铸件排除在外的话 , 管件的材料标准分标准 ,组成完整的管件产品标准 。 我国 GB 或 H G 、 SH、 J B 等行业标准 , 通常采 用单一标准作为管件 “产品标准” 。因此 , 两国的标 准内容相差很悬殊 。 A SM E/ A S T M 钢制管件标准 , 一般分成尺寸 型式标准和材料标准两大类 ,如表 1 所示 。表 1 A SM E/ A S T M 钢制管件标准体系类 别型式标准 材料标准 锻轧型材( Wrought) A234 A403 A420 A815 ( Forge) A105 A182 A350锻件 ( 棒)铸件(Casting) A216 A217 A351ASME: B16. 5 法兰和法兰管件 B16. 47大直径法兰 法 B16. 10阀门元件 (B16. 34) 兰 B16. 36孔板法兰 类 MSS : 管 SP97 支管台 件 SP65 透镜垫用高压法兰 SP83 活接头 API590 盲板 、 插环 、 8字―&( &)注①成两类 : ① A234 ( 碳钢 、 合金钢) 、 A403 ( 不锈钢) A420 ( 低温用铁素体钢) 、 A815 ( 双相不锈钢) 坯料采用锻轧材料 , 如管 、 焊管 、 板、 锻件 、 棒 ; 管件 加工工艺一般除冷 、 热加工外还包括焊接 。 ② A105 ( 碳钢) 、 A350 ( 低温用铁素体钢) A182 ( 合金钢 、 不锈钢 ,包括双相不锈钢) 坯料一般采用锻件 , 也包括棒材 ; 管件用锻件或棒 机械加工而成 , 一般不包括焊接 , 但允许采用焊 补。 因此前一类材料标准称为 “W ro ug ht ” ; 后一类 材料标准称为 “Fo r g ed ” 。 ( 5) 对焊管件的尺寸范围很大 , 型式有弯头 、 三通 、 异径管 、 翻边短节等多种 ; 采用的原材料 ( 坯料) 有多种 ; 中小型一般采用管子 作为坯料 ( 其中包括无缝管及焊管) ; 小尺寸甚至可 用棒材加工 ; 管帽和大尺寸弯头等采用钢板成型 、 焊管或拼焊 ; 高压厚壁者可用锻件加工而成 。 因此 , 对焊管件采用 A234 、 403 、 420 、 815 作为材料标准 。 标准的内容 , 必须适应采用多种型式的原材料 ( 但盲板注 ②承 插ASME B16. 11 承插和螺纹 螺 管件 纹MSS SP79 承插式异径 管 管件 件9 对焊管件 对ASME: B16. B16. 28 对焊小 R弯 焊 头和回弯头 管MSS : SP43 轻型不锈钢 件 对焊管件&&―&―― ―注 ①带括号者 , 仅可用于部分管件 , 如 B16. 5 法兰 、 B16. 10 伐门元件 ; ② A P I590 采用板材 ,实际应用中也可为锻件 。由表 1 可见 :( 1) 型式标准规定了管件的型式 、 系列 、 尺寸 、尺寸公差 、 型式试验基本要求以及该类管件可采用 的材料标准 。 ( 2) 材料标准规定了适用的对象 ( 包括管件类第5期? 43 ?以管 、 板为主) , 采用各种冷 、 热加工 , 包括焊接在内 的工艺要求 。( 6) 承插和螺纹连接的钢制管件一般尺寸范围较小 , 不大于 4 英寸 , 实际应用时 , 一般 2 英寸以下 居多 ,结构型式有十余种 。 弯头 、 三通类一般采用锻件加工 ; 管接头 、半管接头可采用锻件 、棒或厚壁钢管 作坯料 ; 管帽 、 丝堵可采用锻件或棒料加工 。 因此 , 承插和螺纹管件可采用两类材料标准 。 在设计选用和采购时比较混乱 , 管件生产厂比较习 惯使用锻件类材料标准 ( Fo r g ed ) 。( 7) 法兰类管件 , 除了法兰外 , 通常还包括伐体在八十年代以前的 A234 、 A403 、 A420 标准中 , 还列入了对应的钢板 、钢管和锻件的标准号和牌 号。 九十年代起 ,A S T M 管件标准取消了上述对应 的坯料标准 , 在管件材料标准中规定了所用坯料应 符合的化学成分要求 , 而不再规定 , 也不再列出推 荐的坯料标准和牌号 。( 2) 坯料的要求表 2 和表 3 中分别列出了 A234 W PB 和 A403W P316L 两种典型管件的化学成分要求 ( 例) , 同时及法兰夹持的管道元件 ,如 8 字盲板 、 排污环等 。 此 外 ,如锻制的支管台 、 活接头等也属此类 。 对此 A105 、 A182 、 A350 等以热锻为主的材料 标准 , 将另有文章探讨 , 本文不包括此类材料标 准。也是这两种管件用坯料的化学成分要求 。 表 2 和表 3 还分别列入了可用作这两种管件 的板 、 管、 锻件的化学成分 。由表可见 : ①以 A234 W PB 为例 , 列入的 A105 ( 锻件) ;A181 Gr 60 、70 ; A516 Gr 60 、 65 、70 ( 板) ; A106 GrB ( 管) 都是老的 A234 标准中推荐用作 W PB 管件的坯料牌号 。A403 W P316L 同样如此 。2管件用坯料( 1) 由于国内管件标准将管件材料标准与无缝② A234 W PB 或 A403 W P316L 的化学成分 范围均比相应的坯料 ( 板 、 管、 锻件) 成分范围宽 。因 此 , W PB 或 W P316L 的成分已包容了相应坯料的 成分 。这些坯料均可用作管件的坯料 。 ③表 2 和表 3 中还列入了有关中国标准 ( GB ) 和欧洲 ( 德国 D IN ) 标准的坯料成分 。 这些坯料的成 分绝大部分也均在管件成分范围之内 。因此也可用 作 A S T M A234 或 A403 的管件用坯料 。 ④综上所述 , A S T M A234 或 A403 仅规定了 管件的化学成份 。 符合其成份要求 ,都可用作管件坯 料 。而不必拘泥于坯料的原始标准 、 标准号 、 牌号 。 也 就 是 说 “符 合 GB 或 J B 要 求 的 20 号 钢 、 00Cr 17Ni14Mo 2 ( 板 、 管、 锻件) 等同样可用作 W PB 或 W P316L 管件的坯料 。 因此国产材料同样可以用 于全面符合 A S T M / A SM E 要求的管件坯料 。 但同时必须注意 : A S T M / A SM E 管件标准要 求按熔炼号 、规格及热处理批号组批 ; 也就是要求 管件 , 包括其原材料在坯料采购 、 验收 ( 坯料标志 、 质量证明书) 、 库存保管 、 领料 、 加工 、 成型 、 热处理 、 成品检验 、 成品标志 、 成品质量证明书 、 包装等各个 环节中都要一环扣一环 , 做好坯料炉批号及成品炉 批号的标识 、 转移 、 组批工作 ( 见图所示) 。而上述要钢管标准混为一谈 。因此 , 在行业中引起了许多误 解 。试举几个典型的错误观念 : ① “对焊管件必须用无缝钢管作原材料 “; 实际上 , 对焊管件可采用无缝管 、 焊管 、 板、 锻 件、 棒等多种原材料 , 采用各种加工工艺 , 制成不同 型式和规格的对焊管件 。 ② “坯料的质量要求可替代管件的性能要 求” 。 如上所述 , 管件用坯料可以多种多样 。即使是 用钢管作坯料 , 其加工型式 、 变形量 、 热处理都将改 变坯料的原有性能 。 因此坯料的质量保证书不能替 代管件的质量要求 。 ③ “管件用坯料的牌号和标准 ,与管件标准 、 牌 号相同 。例如 , A234 W PB 管件就必须采用牌号为 W PB 的钢管或钢板作坯料” 。 A234 是管件材料标准 ,不是坯料标准 ;W PB 是 Wo ught Pip e Fit ti ng 和等级 B 的缩写 , 因此 W PB 仅是一个管件牌号 , 而不是一个钢 板、 钢管 、 锻件 …… 牌号 ;? 44 ?化工设备与管道2000 年第 37 卷表 2 A234 WPB 管件用坯料的化学成份一览表标准及等级A105注①坯料类型 锻件C 0. 35 0. 30注 ②Mn 0. 60～1. 05 0. 60～1. 35 1. 10P 0. 035S 0. 040SiCrCuM oNiVCo注 ②0. 10～0. 35 0. 30 0. 40 0. 12 0. 40 0. 05 0. 02A181 - 60 、 70锻件 板≤ 12. 5mm0. 35 0. 30注 ②注 ②0. 050 1. 350. 0500. 10～0. 35― ― ――― ――― ―0. 21 0. 23 0. 24 0. 26 0. 27 0. 28 0. 30 0. 25注 ②A516 - 60& 12. 5～50mm≤ 12. 5mmA516 - 65 & 12. 5～50mm0. 85～1. 20 0. 0350. 0350. 10～0. 40 0. 30 0. 40 0. 12 0. 40 0. 03 0. 02≤ 12. 5mmA516 - 70 & 12. 5～50mmA106 - B无缝管0. 29～1. 06 0. 29～1. 35 0. 29～1. 06 0. 29～1. 35 0. 050 0. 058 0. 035 0. 030 0. 030 0. 020 0. 050 0. 035 0. 035注 ②≥ 0. 100. 40 0. 40 0. 15 0. 40 0. 08―A234 WPB G B8163 - 20 G B5310 - 20 G G B6654 - 20R JB4726 - 20 G B700 - Q235A管件 无缝管 高压无缝管 板 锻件 板0. 30 0. 25注 ③注 ③≥ 0. 10― ― ――― ―― ―― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ―0. 17～0. 24 0. 35～0. 65 0. 035 0. 17～0. 24 0. 35～0. 65 0. 030 0. 20 0. 40～0. 90 0. 0350. 17～0. 37 0. 25 0. 25― 0. 250. 17～0. 37 0. 25 0. 20 0. 15 0. 25 0. 08 0. 15～0. 35 0. 17～0. 37 0. 12～0. 30― ― ― ― 0. 25 ― ― ――― ―― ― ―0. 17～0. 23 0. 60～1. 00 0. 030 0. 14～0. 22 0. 30～0. 65 0. 045― 0. 25 ― ― ―注 ①表列单个值为最大值 ; ②表中两列 C/ Mn 值均可 ,但应同时符合 ; ③用锻件或棒作坯料时 ,含碳量可放宽至 0. 35 和 0. 30。表 3 A403 WP316L 管件用坯料化学成份 ― 1 览表标准及等级A182 - F316L A240 - 316L A312 - TP316L A403 - WP316L注①坯料类型 锻件 板 管 管件C 0. 035 0. 030 0. 035 0. 035Mn 2. 00 2. 00 2. 00 2. 00P 0. 045 0. 045 0. 040 0. 035S 0. 030 0. 030 0. 030 0. 030Si 1. 00 0. 75 0. 75 1. 00Cr 16～18 16～18 16～18 16～18Ni 10～15 10～14 10～15 10～16M o 2～3 2～3 2～3 2～3N 0. 10 0. 10― ― ―00Cr17Ni14M o2 DIN104 x2CrNiM o17 - 12 - 2 DIN104 x2CrNiM o17 - 12 - 2G B4237板 G B14976无缝管 0. 030 JB4728锻件2. 000. 0350. 0301. 0016～1812～152～3板、 锻件 、 棒 无缝管0. 030 0. 0302. 00 2. 000. 045 0. 030 (0. 015板) 1. 00 16. 5～18. 5 10～14. 5 2～2. 5 0. 11 0. 045 0. 030 1. 00 16. 5～18. 5 11～14 2～2. 5―注 ① 表列单个值为最大值 。第5期? 45 ?求是国内管件制造行业 , 包括 坯 料 生 产 企 业 与 A SM E/ A S T M 标准差距较大的症结所在 。坯料熔炼炉号 用于其他用户或加工 其他规格c . 成品的标志和质量证明书的检验结果必须与上述原材料炉批号 、 管件热处理批号 ( 管件生产批 号) 一一对应 。 ( 3) A420 低温管件的坯料要求 A234 ( 碳钢 、 合金钢) 和 A403 ( 不锈钢) 管件的 坯料要求主要是成份 ,因为只要成份合格 ,通过管件 热处理 , 其机械性能一般均能符合标准要求 。但低 温管件则不然 ,低温管件的主要性能指标 ,除了常规 机械性能外 , 主要是低温冲击韧性 。而管件的低温 韧性必须由坯料来保证 , 管件热处理的作用有限 。 因此低温管件用坯料一般应采用具有相应 , 甚至更 高韧性要求的原材料 ( 板 、 管、 棒、 锻坯) 作坯料 。 ( 4) 有缝管件用坯料及焊缝 美国 A SM E/ A S T M 管件标准只规定了管件 的型式 、 尺寸 , 而对无缝还是焊接 ; 坯料是无缝管还 是焊接管均未作规定 。A234 、 420 、 403 、 815 管件 ( 材 料及质量) 标准中对焊接管及焊缝的要求如表 4 所 示 ,由表 4 可见 : 对碳钢 、 合金钢 、 低温钢管件而言 , 管件用坯料 不包括不添加填充金属的焊接管 , 即使使用焊接钢 管 ,其焊缝的要求等同于压力容器的纵缝要求 。 对不锈钢管件 , 根据管件的质量等级 ―S 、 W、 WX、 WU 、 C R ,对焊接管的使用也规定了不同的要 求。←坯料检验号 ←坯料的加工 、 规格和热处理批号 供给其他用户←坯料的成品识别编号 与管件交货质保 书的编号对应管件厂剩余坯料 ( 库存)←管件加工 、 热处理批号←管件检验号管件厂剩余成品 ( 库存)←管件的成品 ( 交货) 标志上的识别编号 管件交货质保书 的编号对应图 1 管件的组批和识别编号 ( 炉批号) 示意图要解决这一问题 ,必须加强下列环节的工作 : a . 重视原材料采购中的实物标志和质量证明 书 ; 尤其是符合 GB 标准的坯料 ,应对每一炉批号坯 料进行成份复验 , 成份复验应包括原材料标准中的 所有元素 ,并以复验的数据列入管件质量证明书 。 b . 注意原材料的库存标识和标记转移 ; 组织生 产时 , 尽可能采用同一炉号的原材料 ; 处理好炉批 号、 成品生产批号 、 管件热处理炉批号三者的关系 。表 4 管件焊缝的质量要求标准号A234碳钢等级无缝管焊接管管件制造厂焊接备注、 合金钢―& &①焊缝应全熔透 ; ②焊接工艺应按ASME Ⅸ 卷评定 ; ③焊后应作热 处理 ; ④焊缝100 %拍片 ; ⑤ 1 - 1/ 4Cr钢及以下 ,拍片可在成型前或 后 。2 - 1/ 4Cr 钢及以上 ,拍片应在成型后 同上 ① ～ ④; ⑤ 拍片可在成型前或后拍片可用超探替代A420低温钢―同上WP - S&―― ――A403奥氏体 A815双相WP - W―不锈钢 不锈钢无填充金属焊管 , 焊缝不拍片 ; 有填充 有填充金属焊接 ,应拍片 管件厂焊缝拍片 可用 金属焊管 ,焊缝应拍片 超探替代 焊管的焊缝均应拍片 焊管的焊缝均应超探 焊缝均应拍片 焊缝均应超探 同上A815无此等级WP - X WP - U― ― &CR不作探伤不作探伤用于5S 、 10S壁厚 , 使用 压力应符合SP43规定? 46 ?化工设备与管道2000 年第 37 卷3管件的成型工艺A S T M 管件标准允许采用各种成型工艺 , 其中( 公称直径) 及以下的直型管件如管帽 、 4″ 管接头 、 异包括 : 锻造 、 焊接 、 冷成型 、 热成型 ( 整体或局部加 ) 热 、 机加工等 。用户对成型工艺 ,其中也涉及无缝 、 有缝的选择 、质量等级的要求 , 应在采购规范中明 确 , 否则管件制造厂可根据自己的意见组织生产并 交货 。 如表 4 所示 ,不锈钢管件列入了五个等级 ,其中 W P - W , W P - X , W P - U , C R 都允许采用焊接 , 也即有缝工艺 。但即便是焊接 ― 有缝 , 也有焊管加 工和钢板成型组装并焊之分 。碳钢和合金钢 、低温 钢管件必须在采购规范予以明确 。 A S T M A234 、 A403 、 A420 、 A815 标准均允许径管等采用棒料机加工而成 , 但棒料不得用来直接 机加工制作三通 、 弯头等带分支的管件 。 采用棒料加 工的管帽应作磁粉或着色检查 。 A S T M A234 、 A420 碳钢 、 合金钢 、 低温钢管件标准 还对冷成型的对焊三通规定 : 最终热处理之后 ,应对 支管挤出区域 ( 外表面及可及内表面) 进行表面磁粉 或着色检查 ,并在产品上作出 M T 或 P T 的标志 。4管件的热处理热处理是管件生产中一个非常重要的工艺 。 管件材 料品种繁多 , 采用的冷 、 热成型工艺变化多端 , 除了 低碳钢管件外 , 管件成型和焊接后应重新进行热处 理 。具体要求如表 5 和表 6 所示 。备注表 5 碳钢管件热处理要求标准及牌号 成型工艺 热处理要求① 热 加 工 终 止 温 度 介 于 980 ℃～ 620 ℃ 之间并在静止室气中冷却 , 可 热成型 ( 包括锻制) 不作热处理 ; ② 热加工终止温度高于 980 ℃者 , 应作A ,N ,N + T,或Q + TA234 WPB WPC4″ C 以下锻制管件可不作热处理局部加热成型 冷成型 焊接A ,N ,N + T,或Q + T ) 消除应力热处理 (595～695 ℃≤ NPS12的弯头 、 三通 、 异径管 、 翻边可不作热处理 ①冷成型温度不高于620 ℃②管件采用冷轧棒机 加工者 , 冷轧棒截面冷变形率不大于10 %者 , 可不 作消除应力热处理 ―焊缝厚度 ≥ 19mm ,PWHT595～674 ℃注 : A - 退火 ; N - 正火 ; T - 回火 ; Q + T - 调质 ; P W H T - 焊 后消除应力热处理 。( 4) 采用热处理状态的锻件或棒材 , 经机加工根据表 5 或表 6 按排管件的热处理时 , 应注意 下列各条 :( 1) 各种免除管件热处理的适用对象和范围 ; ( 2) 焊接与热处理两个工序的先后顺序 ; ( 3) 除表 5 所列外 , 低碳钢和合金钢 、 低温钢管后制成的管件 ,可不再进行热处理 。5焊接和探伤A S T M 管件加工过程中涉及焊接的场合很多 ,件不能利用热加工的温度来代替热处理 , 管件应在 热加工后冷却至下临界点以下 ( 在此温度区域 ,应避 免快速冷却) ,重新加热进行热处理 。 高温用 H 级奥氏体不锈钢管件应重新加热进 行固溶处理 。也就是说 , 其他 ( 除 H 级高温用) 不锈 钢管件是允许采用热加工来代替固溶处理或稳定化 处理的 ( 只要热加工终止温度在固溶温度 ― 1040 ℃ 以上 ,并快速冷却) 。有 : 焊接管作坯料 ; 管件制作过程中的焊接 ; 焊补 ; 堆 焊等多种 。 管件标准中对前两者的要求 ,如表 4 所示 。 除此 以外 ,还作了如下规定 :( 1) 焊接管和管件制作中的焊接①焊工考核和焊接工艺评定应符合 A SM E Ⅸ 卷相应要求 ; ②焊后进行热处理 ( 如必要时) ; ③ 按 A SM E Ⅴ卷 全 长 拍 片 , 并 按 A SM EU W51 评定合格 ;第5期? 47 ?表 6 合金钢 、 不锈 、 低温钢管件热处理要求标准及牌号A234 WP1 WP11 - 1 ,2 ,3 WP12 - 1 ,2 WP22 - 1 ,3 WP5 WP9 WP91热处理要求备注 ①WP1 、 WP12 - 2可采用650 ℃ 热处理 ,代替A ,N + T,Q + T。 ②如热处理后进行焊接 ,应 PWHT。 ③ WP1焊缝厚度 & 13mm者 ,可不作 PWHT。 ― ―) A ,N + T,Q + T( T ≥ 620 ℃) A ,N + T,Q + T( T ≥ 675 ℃
℃+ 正火 ,液淬 + ≥ 730 ℃ 回火A420 WPL6 WPL3 A403 WP WP A815 WP WP CR S W WX WUA ,N + T,Q + T PWHT: ①焊接应在奥氏体热处理之前进行 。 WPL6 595～650 ℃ 1小时/ 25mm ,至少45分 ②热加工不能代替热处理 。 WPL3 540～620 ℃ 15分/ 25mm ,至少1小时固溶处理 ( ≥ 1040 ℃ 快冷)①热处理应在焊接之后进行 。 ② H级材料的固溶热处理不能利用工艺过程的加热 ,代 替单独热处理 。④合金成份低于 2 - 1/ 4Cr - 1Mo 钢的碳钢 、 合金钢 ,拍片可在成型前或后进行 ; 低温钢和合金成份等于高于 2 - 1/ 4Cr - 1Mo 钢的合金钢 ,拍片应在成型后进行 ; ⑤无损探伤人员资格符合 SN T - TC - 1A 要 求; ⑥如焊接管已作 100 %拍片 , 且成型工艺未对 焊缝产生影响 ,成型后可不再拍片 ; ⑦焊缝金属成份要求如下 :WPB WPC WP11 , 12 , 22 , 5 ,9 ,91 ASME Ⅸ 卷QW442 A1 ASME Ⅸ 卷QW442 A1或A2 Cr 、 M o含量在母材标准范围之内( 3) 补焊管件母材及焊缝允许进行补焊 , 但应符合下列 各项要求 : ①缺陷深度不大于三分之一厚度 , 面积不超 过 10 % ( 不锈钢 ) 、长度不大于公称直径的 1/ 4( A 234) ;② 同 ( 1) ①; ③缺陷应清除 ,并作着色探伤 ; ④补焊金属的成份要同 ( 1) ⑦, 补焊应有焊工 标记 ; ⑤补焊区域 ( 包括四周 12m m 之内) 应作着色 探伤 ; ⑥ 探伤人员资格同 ( 1) ⑤; ⑦补焊后重作热处理 ; ⑧补焊区应打磨至与母材齐平 ; ⑨低温钢的补焊应采用低氢焊材 , 该批焊材 的强度和冲击性能应符合相应要求 。 综上所 述 , A S T M 管件标准中对焊接及其探 伤的要求是相当具体的 。 管件制造厂在生产过程中 应遵循这些要求 。此外 , 还应注意对焊工 、焊接工 艺、 探伤 、 热处理等均是技术要求 , 而未涉及具体人 员或企业的资质 。 而对探伤人员的资质是具体规定 的 , 焊工考核和焊接工艺评定应按 A SM E 的要求 来操作 。因此该部份工作委托具有相应资格的人 员 ,按合格的工艺来进行 ,就较为方便了 。低温钢 (A420) 奥氏体不锈钢S31803成份不受母材限制 ,合金总量 ≤ 6 %( 不包括 9Ni 钢) ,但应保证强度和低温冲击AWS A5. 4和A5. 9相应要求同母材或22Cr - 8～10Ni - 3M o⑧不锈钢无填充金属的焊接钢管可不受上列 ①③⑤⑥⑦ 的要求 。( 2) 堆焊冷成型的不锈钢翻边短节可进行堆焊 , 但应符 合下列各项要求 : ①同 ( 1) ① 和 ⑦; ② 堆焊后固溶处理 ,热处理后机加工 ; ③堆焊表面按 A SM E Ⅷ- 1 附录 8 着色探伤 ; ④ 产品标志上增加 WB U 字母 。6管件的组批和检验? 48 ?化工设备与管道2000 年第 37 卷管件的质量检验是与管件的组批紧密结合 的 。不了解管件如何组批就谈不上质量要求 。( 1) 管件组批时 ,必须计及下列各项要求 :①坯料炉号 。因为坯料的炉号就代表了坯料 、 包括管件成品的化学成份 ; ②坯料的批号 。 坯料的批号往往反映了坯料的 规格 、尺寸以及热处理工艺 , 因此批号代表了坯料 的热处理状态及机械性能 ; ③管件的批号 。管件的批号反映了管件的规 格、 尺寸 、 加工工艺以及热处理工艺 , 因此管件的批 号不同于坯料批号 , 它反映了管件经加工和热处理后的成品机械性能和热处理状态 。 因此 , 管件的组批必须是同一坯料炉号 、 批号 , 同一管件批号才能作为一批管件 。 由于坯料的炉 、 批号是由坯料生产厂控制的 ,管 件制造厂必须在采购 、 验收库存 、 领料过程中 , 始终 保证坯料的炉批号不发生混料 ( 包括混炉批号) 。这 是 A S T M 管件质量保证体系的基础和关键 。 管件的批号可根据 A S T M 管件标准对管件机械性 能 ( 包括冲击性能 、 焊缝机械性能) 的要求来确定 。 A234 、 A403 、 A815 、 A420 标准对管件机械性能检验 的组批要求是不同的 ,如表 7 所示 。表 7 管件的组批和机性要求标准 按批进行 机械性能检验的要求注 ③管件组批规定A403注 ①①只要管件热处理工艺与坯料相同 ,坯料的机性可代替管件的机性 ; ②如管件热处理工艺与坯料不同 ,或坯料无机性报告 ,应每个炉号 、 每个 以同一熔炼炉号 、 同一热处理工艺 ( 坯 管件热处理工艺作一个机械性能试验 ; 料、 管件) 为一批 。 ③管件制造过程如采用焊接且符合5 (1) ① 要求机性试样不必包括焊缝 。 、 同一管件热处理工艺 ① 同上 ①; ② 同上 ②; ③管件制造过程如采用焊接 ,机性试样应包括焊缝 以同一熔炼炉号 ( 坯料 、 管件) 为一批 。 ①冷加工管件 ; 以同一熔炼炉号 ,厚度 差不大于6mm ,同一正火或消除应力 热处理工艺 ( 坯料 、 管件) 为一批 ; ②其他加工工艺的管件 : 以同一熔炼 炉号 、 厚度差不大于6mm ,同一热处 理工艺 ( 坯料 、 管件) 为一批 。A815注 ①A234注 ①①同上 ①; ② 同上 ②; ③试件厚度与成品厚度之差应不大于6 ④冷加工的管件 ,可采用经正火或消除应力热处理的坯料机性来代替A420 ①②注①应进行拉伸及低温冲击试验 。 如采用焊接 ,应附加焊缝低温冲击 ( 缺口 ①同一熔炼炉号 、 厚度差不大于6mm、 位于焊缝) ; 同一管件热处理工艺为一批 ; ②应同一炉号 、 同一管件热处理工艺组批 ; ②如采用焊接 ,焊接材料应为同一批 注 ④ ③ 试件厚度与成品厚度之差不大于6mm 次 ,并进行拉伸性能测试注 ①对 A234 、 A403 、 A815 管件 : 同一热处理工艺系指热处理 类型相同 , 热处理温度相同 , 热处理炉应装有经校正并可记录的温度 计 ,炉温控制范围不大于 28 ℃ 的连续炉或间歇炉 。 否则 ,则以同一热 处理次 ( 间歇炉) 或每 2500kg ( 连续炉) 作为同一热处理工艺 ; ②对 A420 管件 : 同一热处理工艺的含意同注 ①, 且试件应随炉 热处理 ; ③试样应取自管件 。由于管件尺寸和形状所限 , 难以截取试样 时 , 试样可取自同一炉批号的坯料 , 坯料应经相似加工 、 相同的热处 理工艺 ; 如焊接 ,还应采用同一焊接工艺 ; ④除非用户提出附加要求 , 经热处理的焊缝金属拉伸性能不必 提供用户 。购规范中明确检验频率和部位 。同时 , 硬度也经常 用作管件制造厂内部质量管理和工艺管理 , 最方便 的检测方法 。硬度检测用来控制材料是否发生混 淆、 热处理的质量稳定性等 。 ③表 7 所列的组批及检验要求是 A S T M 管件 标准中最基础的规定 。用户可根据需要对组批方 法 , 取样部位 、 检验项目 、 检验频率提出更为严格和 具体的要求 。 例 : 可按同一管件型式 、 尺寸 、 壁厚 、 同一炉批号( 如焊接 , 同一批号焊接材料) 、 同一热处理工艺 ( 按( 2) 性能检验①管件的性能检验主要为拉伸 ( 抗拉 、 屈服 、 延 伸) 。如有必要 , 还包括焊接接头拉伸 ( 抗拉 , A420 、 A815) 以及冲击 、 焊缝冲击 ( A420) 。 ②硬度经常作为管件的附加检验项目 。A234 中规定了相应的 HB 硬度值 ( 上限) 要求 , 但应在采表 7 注 ①② 的定义) 来组成一批 。 例 : A403 、 A815 ; 母材或焊接接头的抗晶间腐 蚀倾向试验 ,按 A262 E 法 ;100 倍金相照片 ; A420 : 焊缝拉伸性能 ; A234 : 硬度检验 ; 所有标准 : 成品化学分析 。第5期? 49 ?( 3) 在分析 A SM E/ A S T M 管件标准的组批和( 9) 无损探伤 ( 拍片或超探) 方法 、 检查部位 、 百检验时 , 我们必须注意到中 、 美两国在管件生产中的 诸多差异 。 ① 美国的管件生产厂一般均通过中介环节进 行销售 ,因此生产的批量较大 。 采用的坯料按批在钢 厂采购 ; 而中国的管件生产厂往往直接按用户的订 单组织生产 , 因此规格多 、 批量少 。采用的坯料很难 成批 。因此 , 不是直接向钢厂采购 , 而是在流通市场 上按需零购 。所以成份复验就显得十分必要 。 ②国外钢厂的供料质量证明书及坯料标志比较 规范 ; 而国内钢材的标志及质保书不规范居多 。 以热 处理为例 , 国内管件制造厂不可能根据坯料质保书 来判断管件与坯料是否属于相同热处理工艺 。 因此 , 当前我国管件生产厂在执行 A SM E/ A S T M 标准时 ,必须充分考虑上述差异 ,具体来讲 : 按坯料炉号进行化学成份复验 ; 按管件制造厂热处理批 ( 同炉号) 进行机械性能 检验 。分率 、 评定依据及结果等) ;( 10) 其他附加要求 ; ( 11) 管件的编号 ( 炉 、 批号或其他足以表达质保书与产品 、 坯料对应的编号) 。 如用户有要求 ,应提供上述有关项目的试验报告 作为附件 。9产品标志( 1) 每件对焊管件应标志下列内容 :厂商名称或商标 ( 必须标志 , 表明制造厂对管件 符合相应标准的承诺) ; 壁厚等级 ( 管表号) 或名义厚度 ; 尺寸 ; 牌号和等级 ( 包括无缝或有缝 , 标准号一般不标 志 ,但 A815 要标志 ,年号不标) ; 熔炼炉号及制造厂批号 ; 焊缝探伤如采用超探代替拍片 ,应标志 “U ” ; 不锈钢翻边短节如采用堆焊 ,应标志 “WB U ” ; 冷成型三通应标明探伤标记 ,M T 、 PT; 低温管件的冲击试验与标准要求不同时 ,应标志 试验温度 ,如 W PL 6 - 60 。( 2) 每件锻制管件 ( 如螺纹 、 承插管件) 应标志下7表面质量A S T M 管件标准对管件的表面质量规定如下 : ( 1) 应肉眼检查 ; ( 2) 不应存在大于 5 %名义厚度的缺陷 ; ( 3) 超过 5 %厚度的缺陷应打磨清除 ,清除后剩余厚度不小于 87. 5 %名义厚度 (否则应拒收或焊补) ;( 4) 深度大于 0. 4m m 的发纹 、 鳞皮应清除 ; ( 5) 深度大于 1. 6m m 的机械损伤应清除 ; ( 6) 表面应呈正常 、 均匀 、 令顾客满意的状态 ; ( 7) 补焊要求见 5 ③。列内容 : 厂商名称或商标 (同上) ;压力等级或壁厚等级 ; 牌号及等级 ( 同上) ; 熔炼炉号及制造厂热处理批号 ;( 3) 产品标志时应符合下列规定 :事实证明 , 要全面符合 A S T M 标准的表面质量 要求 ,尤其是第 ( 6) 条 ,还是要花一番功夫的 。8质量证明书①标志应为永久性识别标志 ; ②产品表面尺寸小于 25m m 时 ,可用代号表达 , 代号应与质保书的炉批号对应 ; 小管件也可按 M SS S P25 规定 ,减少标志内容 ; ③采用产品化学成份符合一个以上牌号或等级 时 ,可标志几个牌号和等级 ,如 W P304/ 304L ; ④ A403 、 A815 管件的标志颜料 、 墨水中 , 应不 含有在加热过程中将损伤材料的氯 、金属 、金属盐( 如铜 、 锌、 铅等) ;管件制造厂的质量证明书 ,应至少包括下列内容 : ( 1) 标准号 、 年号 ( 包括修订版) 、 牌号 、 等级号 ; ( 2) 化学成份 ( 熔炼分析或成品分析) ; ( 3) 拉伸性能 ( 抗拉 、 屈服 、 延伸率) ; ( 4) 冲击 ( 如要求 , 应包括试验温度 、 试样尺寸 、 ) ; ( 5) 硬度 (如要求) ; 缺口位置 、 每个冲击功值 ……(6) 热处理类型、 温度 ; (7) 无缝或焊接 ; (8) 坯料类型 (管、 板、 焊管、 锻件等) ;⑤ A420 低温管件中的产品标志 , 如采用硬印 , 应采用钝头硬印 ; 当用户同意并在合同中 , 可采用印刷 、 编印或牢 固附着的金属或塑料标莶 。
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