国家标准核电冷凝器用铜合金无缝管.docx
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国家标准核电冷凝器用铜合金无缝管
国家标准《核电冷凝器用铜合金无缝管》（意见征求稿）
编制说明
铝黄铜以及铜镍合金系和铝青铜系列合金无缝管具有良好的耐腐蚀性能以及优良的导热性能优点，广泛应用于核电核岛外冷凝器工程建设中，尤其随着我国核电新能源的快速发展，核电核岛外冷凝管用铜合金无缝管使用量大增，但是一直依赖进口。
我国铜加工行业近年对该类用途的铜合金管材进行了研究开发，已经满足国内核电冷凝管制造业的需求。
但是，我国核电工程用铜合金无缝冷凝管生产没有相对应的统一执行标准，而核电采购技术协议是参照ASMESB111、BSEN12451和ASMESB395等标准制定的，而其合金牌号、力学性能、检验方法及检验规则等均有其特殊要求。
因此，制定适用于核电冷凝器用铜合金无缝管的国家标准已迫在眉睫。
一、任务来源
根据国家标准化管理委员会国标委综合[2013]90号《国家标准委关于下达2013年第二批国家标准制修订计划的通知》，项目计划号20132107-T-610《核电冷凝器用铜合金无缝管》国家标准的制定，由江阴新华宏铜业有限公司负责起草，项目计划于2014年完成。
本标准为首次制定。
二、编制过程
2014年2月15日，由承担本标准起草任务的江阴新华宏铜业有限公司成立了编制小组，举行了标准起草编制小组研讨会。
并对标准的标准名称、起草原则、制定依据、标准水平、适用范围和主要技术条件的内容进行了研讨和调研，初步达成了共识。
在此基础上形成了征求意见稿。
三、编制原则
起草原则：
采用国际标准，力求技术先进合理，结合我国铜合金冷凝管加工技术水平，使制定的标准达到国际先进水平，与同类国家标准保持横向协调。
通过标准的实施能提高产品的质量，促进铜合金冷凝管生产技术进步，为产品的国内外贸易创造条件，减少进口，最大限度地满足使用需要。
起草依据：
为了使本标准制定得科学、合理而又具有可行性，我们收集了ISO、ASTM/ASME、日本、欧洲等标准资料进行了对比。
根据对国外同类标准对比分析，结合国内部分厂家的生产数据、企业标准、技术协议以及部分国外进口管材样品的数据，进行综合分析，确定以ASMESB111、BSEN12451和ASMESB395为主要参照标准，结合我国铜合金冷凝管制造技术水平，制定我国核电冷凝管用铜合金无缝管标准。
本标准按GB/T1.1-2000《标准化工作导则第1部分：
标准的编写规则》和GB/T1.2-2002《标准化工作导则第2部分：
标准中规范性技术要素内容的确定方法》进行编写。
采标情况：
本标准与ASMESB111、BSEN12451和ASMESB395的一致性程度为非等效。
四、主要技术内容说明
4.1范围
本标准适用于核电冷凝器用铜合金无缝管。
4.2牌号、化学成分及状态的确定
本标准的牌号具体命名方法，按GB/T29091-2012《铜及铜合金牌号和代号表示方法》进行命名；状态的表示方法，按GB/T29094-2012《铜及铜合金状态表示方法》进行表示。
本标准根据国际通用标准和我国国家标准以及该类产品使用情况，参照ASMESB111、BSEN12451和ASMESB395，根据国家标准GB/T5231-2012，本标准所纳牌号确定了HAl77-2、QAl6、BFe10-1-1、BFe10-1.6-1、BFe30-1-1、BFe30-2-2等6个牌号。
本标准产品状态为O60（软化退火）、H02（1/2硬）。
4.3外形尺寸及其允许偏差的确定
根据标准产品在实际应用的情况，对外形尺寸精度要求极高。
因此，外形尺寸及允许偏差参照BSEN12451和ASMESB395进行制定。
其中外径允许偏差采用中关于外径允许偏差的规定，壁厚允许偏差采用中壁厚允许偏差的规定。
4.4力学性能的确定
根据实际使用情况及核电采购技术协议，本标准使用抗拉强度、屈服强度及断后延伸率作为产品机械性能的检验指标。
采用参照BSEN12451和ASMESB111进行制定。
4.5工艺性能的确定
参照客户使用要求，本标准规定了扩口试验和压扁试验。
4.6非破坏性试验的确定
参照ASMESB111、BSEN12451和ASMESB395标准以及客户使用技术要求，本标准规定了涡流探伤试验、水压试验和气密性试验。
4.7残余应力试验的确定
参照ASMESB111、BSEN12451和ASMESB395标准以及客户使用技术要求，本标准规定了残余应力试验。
4.8晶粒度试验的确定
参照ASMESB111、BSEN12451和ASMESB395标准以及客户使用技术要求，本标准规定了晶粒度的试验。
4.9碳膜试验的确定
根据产品使用要求，本标准规定了碳膜试验。
4.10组批的确定
根据产品使用要求，本标准规定了每批管材不得超过50支的规定。
五、本标准与国内外相关标准水平的对比情况
本标准参照ASMESB111-2010《SPECIFICATIONFORCOPPERANDCOPPER-ALLOYSEAMLESSCONDENSERTUBESANDFERRULESTOCK》中牌号部分、ASMESB395-2010《SPECIFICATIONFORU-BENDSEAMLESSCOPPERANDCOPPERALLOYHEATEXCHANGERANDCONDENSERTUBES》中外形尺寸部分、BSEN12451-1999《Copperandcopperalloys-Seamless,roundtubesforheatexchangers》中的外形尺寸和机械性能部分进行的制定。
各项指标具体的对比见下表。
5.1GB/TXXXX—XXXX与ASMESB111-12中牌号的对比
GB/TXXXX—XXXX与ASMESB111-12中牌号的对比见表1.
5.2GB/TXXXX—XXXX与ASMESB395和BSEN12451中外形尺寸及其允许偏差的对比
GB/TXXXX—XXXX与ASMESB395和BSEN12451中外形尺寸及其允许偏差的对比见表2.
5.3GB/TXXXX—XXXX与BSEN12451中机械性能的对比
GB/TXXXX—XXXX与BSEN12451中机械性能的对比见表3.
5.4GB/TXXXX—XXXX与ASMESB111、ASMESB395、BSEN12451中其他指标对比
GB/TXXXX—XXXX与ASMESB111、ASMESB395、BSEN12451中其他指标对比见表4.
从上述各项指标对比可以看出，本标准技术指标高于或等同于ASMESB111、ASMESB395、BSEN12451标准。
本标准是首次制订，建议作为推荐性国家标准。
表1GB/TXXXX—XXXX与ASMESB111-12中牌号的对比
项目
《核电冷凝器用铜合金无缝管》GB/TXXXX-XXXX
《铜及铜合金无缝冷凝管和套管坯》ASMESB111-12
化
学
成分
%
牌号
Cu
Ni
Fe
Mu
Al
Pb
P
S
Sn
Si
Zn
杂质总和
牌号
Cu
Ni
Fe
Mu
Al
Pb
P
S
Sn
Si
Zn
杂质总和
HAL
77-2
76.0～79.0
／
≤0.06
／
1.8～2.5
≤0.07
AS0.02～0.06
／
／
／
余量
／
C68700
76.0～79.0
≤0.06
／
1.8～2.5
0.07
AS0.02～0.06
／
／
／
余量
／
BFe
10-1-1
余量
9.0～11.0
1.0～1.5
0.5～1.0
C
0.05
≤0.02
0.006
0.01
0.03
0.15
0.3
0.7
C70600
余量
9.0～11.0
1.0～1.8
≤1.0
0.05
0.15
≤1.0
BFe
10-1.6-1
余量
9.0～11.0
1.5～1.8
0.5～1.0
C
0.05
≤0.03
≤0.02
≤0.01
／
／
≤0.02
0.6
C70620
余量
9.0～11.0
1.0～1.8
≤1.0
／
0.02
≤0.20
／
C≤0.05
S≤0.02
≤0.50
／
BFe
30-1-1
余量
29.0～32.0
0.5～1.0
0.5～1.2
C
0.05
≤0.02
0.006
0.01
0.03
0.15
0.3
0.7
C71500
余量
29.0～33.0
0.4～1.0
≤1.0
／
0.05
／
／
／
0.15
≤1.0
／
BFe
30-2-2
余量
29.0～32.0
1.7～2.3
1.5～2.5
C
0.05
≤0.02
0.02
0.02
0.05
／
0.5
0.2
C71640
余量
29.0～32.0
1.7～2.3
1.5～2.5
／
0.05
／
／
／
／
／
／
QAl6
余量
／
0.10
／
5.0～6.5
0.10
AS0.02～0.35
／
／
／
／
0.7
C60800
余量
／
≤0.10
／
5.0～6.5
0.10
AS0.02～0.35
／
／
／
／
／
表2GB/TXXXX—XXXX与ASMESB395和BSEN12451中外形尺寸及其允许偏差的对比
项目
《核电冷凝器用铜合金无缝管》GB/TXXXX-XXXX
《热交换器和冷凝器用U型铜及铜合金无缝管》
ASMESB395
《铜及铜合金热交换器用无缝圆形管》
BSEN12451
外径及允许偏差（mm）
外径
壁厚，mm
外径
壁厚，mm
外径
允许偏差，±
﹤1.24
≥1.24
0.813
0.899
1.07
≥1.24
允许偏差，±mm
允许偏差，±
＞15～25
0.10
0.08
≤12.0
0.064
0.064
0.064
0.064
6～14
0
—0.12
＞25～35
0.15
0.10
﹥12.0～≤18.0
0.10
0.10
0.089
0.076
﹥14～26
0
—0.20
＞35～50
0.18
0.13
﹥18.0～≤25.0
0.15
0.13
0.11
0.10
﹥26～76
0
—0.30
＞50
0.20
0.15
﹥25.0～≤35.0
0.20
0.13
﹥35.0～≤50.0
0.15
对比结果：
GB/TXXXX-XXXX与ASMESB395标准水平相当，略高于BSEN12451标准规定值
壁厚及允许偏差（mm）
壁厚
外径，mm
壁厚
＞35～50
外径，mm
1、在管材任意一点测得的壁厚应为名义壁厚的±10%
2、当规定最小壁厚时，在管材任意一点测得的壁厚既不应小于名义壁厚，也不应大于名义壁厚的15%，并且在任一横截面上的平均壁厚应不大于名义壁厚的10%。
＞15～25
＞25～35
＞15～25
＞25～35
≥3.0～≤16.0
＞16.0～≤25.0
＞25.0～≤50.0
允许偏差，±mm
允许偏差，±mm
0.889～1.00
0.08
0.10
≥0.813～﹤0.889
0.076
0.076
0.1
1.00～1.24
0.09
0.10
0.10
0.10
≥0.889～﹤1.47
0.1
0.11
0.11
1.24～1.47
0.10
0.10
0.12
0.12
≥1.47～﹤2.11
0.11
0.13
0.13
1.47～2.11
0.12
0.12
0.13
0.13
≥2.11～﹤3.05
0.13
0.17
0.17
2.11～3.05
0.15
0.15
0.18
0.18
≥3.05～﹤3.40
0.18
0.18
0.19
对比结果：
GB/TXXXX-XXXX略高于ASMESB395、BSEN12451标准规定值
表2GB/TXXXX—XXXX与ASMESB395和BSEN12451中外形尺寸及其允许偏差的对比
项目
《核电冷凝器用铜合金无缝管》GB/TXXXX-XXXX
《热交换器和冷凝器用U型铜及铜合金无缝管》
ASMESB395
《铜及铜合金热交换器用无缝圆形管》
BSEN12451
长度及允许偏差（mm）
直管部分长度
长度偏差mm
+9.5
-0
规定长度
直管部分长度（偏差全为正mm）
名义长度
长度偏差全为正mm
≤6000
3.2
≤2000
+2
＞6000～≤9000
4.0
＞2000～≤8000
+1‰（不超5）
＞9000～≤18000
6.4
＞8000
+0.7‰（不超5）
＞18000
9.5
对比结果：
GB/TXXXX-XXXX比ASMESB395、BSEN12451标准水平略低
GB/TXXXX—XXXX与BSEN12451中机械性能的对比见表3.
项目
《核电冷凝器用铜合金无缝管》
GB/TXXXX-XXXX
《热交换器和冷凝器用U型铜及铜合金无缝管》
ASMESB395
《铜及铜合金热交换器用无缝圆形管》
BSEN12451
牌号
状态
抗拉强度Rm,N/mm2不小于
屈服强度Rp0.2,N/mm2不小于
伸长率A50,%
不小于
牌号
状态
抗拉强度MPa不小于
屈服强度MPa（0.5%伸长）不小于
牌号
状态
抗拉强度RmN/mm2不小于
屈服强度Rp0.2,N/mm2
不小于
伸长率
A5%
不小于
硬度HV
最小
最大
HAl77-2
O61
345
125～180
50
C68700
O61
345
125
CW702R
R340
340
120
55
70
100
H02
370
150～230
45
R390
390
150
45
85
110
QAl6
O61
345
130～220
C60800
O61
345
130
CW300G
R350
350
110
50
H075
75
110
BFe10-1-1
BFe10-1.6-1
O61
290
105～180
30
C70600
C70620
O61
275
105
CW352H
R290
290
90
30
75
105
H02
345
240
20
H55
310
240
R310
310
220
12
105
150
R480
480
400
8
150
BFe30-1-1
O61
370
125～220
30
C71500
O61
360
125
CW354H
R370
370
120
35
90
120
H02
490
345
10
HR50
495
345
R480
480
300
12
120
BFe30-2-2
O61
435
170～260
C71640
O61
435
170
CW353H
R420
420
150
30
90
125
H02
560
400
HR50
560
400
对比结果：
GB/TXXXX-XXXX与ASMESB395、BSEN12451标准规定值相当
表4GB/TXXXX—XXXX与ASMESB111、ASMESB395、BSEN12451中其他指标对比见表4.
项目
《核电冷凝器用铜合金无缝管》
GB/TXXXX-XXXX
《热交换器和冷凝器用U型铜及铜合金无缝管》
ASMESB395
《铜及铜合金热交换器用无缝圆形管》
BSEN12451
表面质量
1、内外表面应光滑、清洁，不应有分层、针孔、裂纹、起皮、气泡、粗拉道、严重的环状痕迹和夹杂等影响使用的缺陷，但允许有轻微的、局部的、不被管材外径和壁厚超出允许偏差的不影响使用的缺陷。
2、U型管应采用适当的措施进行外表面的目视检查，并通过管端部目视检查，确保管内表面无异物、毛刺等缺陷。
3、管材内表面应进行碳膜层的检验。
产品无缺陷，但允许有不影响使用的自然缺陷。
退火状态的管材可以在内外表面上有一层暗淡的彩虹色氧化膜，而拉制管材表面应干净光滑，可允许有一层拉拔润滑油膜，消除应力的退火状态管材的BSEN12451U型部位允许有轻微的氧化层。
管材内外表面应清洁、光滑无缺陷，但允许有不影响使用的自然缺陷。
退火状态的管材可以在内外表面上有一层彩虹色氧化膜，而拉拔管材可以在其表面上有一层拉拔润滑油膜。
对比结果：
GB/TXXXX-XXXX略高于ASMESB395、BSEN12451标准规定
扩口试验
牌号
扩口量/%
顶芯锥度
牌号
扩口量/%
顶芯锥度
牌号
扩口量/%
顶芯锥度
HAl77-7
QAl6
BFe10-1-1
BFe10-1.6-1
BFe30-1-1
BFe30-2-2
O61
30
60°
C68700
O61
20
60°
CW702R
R340
30
45°
R390
30
C60800
O61
20
CW300G
R350
30
C70600
O61
30
CW352H
R290
30
H55
20
R310
20
H02
20
C70620
O61
30
R480
8
H55
20
C71500
O61
30
CW354H
R370
30
HR50
20
R480
20
CW353H
R420
30
对比结果：
GB/TXXXX-XXXX与ASMESB395标准规定相当，对比结果略高于BSEN12451标准规定
压扁试验
管材应进行压扁试验。
压扁试验沿管材长度方向压扁三处，每压扁一处，旋转120°左右再进行压扁试验，每处压扁长度不得小于50mm。
M状态的管材压扁后，管材的内壁距离等于壁厚；Y2状态的管材压扁后，管材内壁间距应等于3倍名义壁厚。
沿长度方向三个不同部位进行压扁，每个新压扁区域应以上一个压扁区域作为轴线旋转三分之一。
每个压扁区域的长度应不小于50mm,压扁部位应可以使一个三倍于壁厚的量具自由通过，且压扁部位不应有缺陷，但允许有不影响使用的自然瑕疵。
无规定
对比结果：
GB/TXXXX-XXXX与ASMESB395标准规定相当，BSEN12451标准无规定
晶粒度
经退火的管材应进行晶粒度检验。
管材的平均晶粒度为0.010～0.045mm
1、O61状态的管材在75倍的显微镜下进行晶相试验，其组织应均匀，并为完全再结晶。
2、管材的平均晶粒度尺寸为0.010～0.045mm
3、本部分的要求不适合状态为H55、拉拔、应力消除态（HR50）的管材或弯曲部分
退火状态管材的平均晶粒度在0.010～0.045之间
对比结果：
GB/TXXXX-XXXX与ASMESB395、BSEN12451标准规定相当
无损检验
直管100%涡流检测,气密性试验、水压试验
规定了直管100%涡流检测,每根U型管水压试验或气压试验
每根管材可选择涡流探伤、水压试验、气压试验中的一种，双方无约定应进行涡流检测。
对比结果：
GB/TXXXX-XXXX与ASMESB395、BSEN12451标准规相当
残余应力检验
每批管材应进行残余应力检验，U型管消除内应力热处理，U型管应对弯曲部分及从切点量起长度不得小于150mm的直管部分进行消除内应力热处理。
对于牌号C68700、C60800管材，应从管材的U形弯曲部分和直管部分各取150mm长度的样品进行残余应力试验。
客户有要求是可做试验
对比结果：
GB/TXXXX-XXXX与ASMESB395、BSEN12451标准规定相当
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