高温用锻造厚壁无缝钢管编制说明.docx
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高温用锻造厚壁无缝钢管编制说明
高温用锻造厚壁无缝钢管
编制说明
（送审稿）
高温用锻造厚壁无缝钢管
标准编制组
2007年9月
1任务来源
根据钢协[2006]92号转发国家发展和改革委员会发改工业[2006]1093号文的要求，
由内蒙古北方重工业集团有限公司和冶金工业信息标准研究院负责起草《高温用锻造厚
壁无缝钢管》冶金行业标准。
2工作过程
《高温用锻造厚壁无缝钢管》冶金行业标准是于2006年7月由冶金工业信息研究院中国钢铁工业协会[2006]92号文《关于转发2006年行标项目计划的通知》下达，确定由内蒙古北方重工业集团有限公司负责标准起草的主要工作。
2006年7月26日至28日在包头召开了《高温用锻造厚壁无缝钢管》标准工作组第一次工作会议，会上成立标准编制工作组，讨论了标准编制工作进度计划及《高温用锻造厚壁无缝钢管》标准编写大纲，确定了标准编制原则。
2006年9月编制工作组完成了《高温用锻造厚壁无缝钢管》标准草案，且召开了第二次工作会议，编制工作组认为本标准将正在研制的4种牌号的钢管管坯材料经验证后应纳入本标准的征求意见稿。
9月至12月生产部门对4种牌号的钢管管坯材料经多炉次冶炼试制及扩容的验证，经理化检测满足使用性能要求。
为此，将新研制4种牌号的钢管管坯材料纳入本标准的征求意见稿中。
2007年1月初完成了《高温用锻造厚壁无缝钢管》标准征求意见稿讨论稿及编制说明。
讨论稿在公司范围内组织有关专业工程技术人员进行了讨论，根据讨论意见再次进行了修改。
在2007年1月底形成正式征求意见稿，发住相关单位及院所征求意见。
2007年4月意见返回，反馈意见中有一大部分意见都与新牌GB/T5310有关，为了与新牌GB/T5310相协调，在新牌GB/T5310审定，并形成报批稿后，根据GB/T5310（报批稿），结合各有关单位的反馈意见修改标准征求意见稿，形成现在讨论的审查稿。
3编制原则
3.1本标准的技术指标应有一定的先进性及较强的科学性、适用性。
3.2本标准的技术内容与同步正在修订的GB5310应协调一致。
3.3标准的技术水平达到国内领先水平。
化学成份中S、P含量应比国外同类先进标准控制更加严格。
3.4本标准的编制应以2006年3月五大锅炉厂联合审议通过的“高温用铸造厚壁无缝钢管”技术协议基础，补充完善，对新增技术内容进行验证考核。
4标准主要技术内容说明
高温用锻造厚壁无缝钢管》的编制是为了满足国内锅炉和电站行业对大口径厚壁无
缝钢管的需要而制定的，以适应钢管生产企业和使用部门对由钢管制造方法的特点所衍
2
生出的不同于GB5310标准的技术要求，厚壁和机械加工是本标准区别于GB5310标准
的主要方面。
GB5310标准也是本标准编制所依据的主要技术规范。
在标准的编制上主要参考了ASMESA-106《高温用无缝碳钢钢管》、ASMESA-335M
《高温用无缝铁素体合金钢钢管》、ASMESA-369M《高温用碳钢及铁素体合金钢锻造
和镗孔钢管》、ASMESA-530M《专门用途碳钢和合金钢钢管通用要求》、ASMESA-999M
《合金钢和不锈钢钢管通用要求》和EN10216-2《承压用无缝钢管交货技术条件-第二部
分：
规定高温性能的碳钢和合金钢钢管》。
1本标准适用范围的确定本标准适用于采用锻造管坯、经钻镗孔方法生产的外径大于或等于219mm、壁厚
大于或等于20mm的优质碳钢和合金钢钢管。
由于制造方法的特点，依据本标准制造的无缝钢管外径和壁厚均适用于较大的情况，对小口径和薄壁管采用锻造坯料机械加工成型既不合理也不经济。
因此本标准规定适用的钢管外径至少219mm，壁厚至少20mm。
此外，由于目前锅炉和电力行业所使用的不锈钢管以较小口径管为主，外径大于219mm
的不锈钢管用量有限，因此本标准暂未收录不锈钢材料。
2规范性饮用文件
本标准所引用的文件规范均为目前的最新有效版本。
3尺寸、外形及重量的确定
3.1尺寸及其允许偏差的确定钢管的内、外径及壁厚允许偏差见表1。
表1钢管的内外径及壁厚允许偏差
单位为毫
米
类别
外（内）径
允许偏差
壁厚允许偏差
≥219~457.2
-0.8~+2.4
外径管
>457.2~660.4
-0.8~+3.2
-0.8~+4.0
>660.4~863.6
-0.8~+4.0
>863.6
-0.8~+4.8
内径管
全部
-1.6~0
0~+3.2
其中，外径管外径的允许偏差是依据ASMESA-530规范中表2确定的，壁厚允许
偏差的确定既考虑了GB5310标准的具体规定，也借鉴了ASME规范和EN10216-2标
3
准的有关要求，依据锻造镗孔厚壁钢管的制造特点，将下偏差确定为-0.8mm（壁厚最小值的4%），上偏差确定为+4.0mm。
上述偏差范围可以保证钢管用户的使用要求，同时不增加钢管制造企业的生产难度。
内径管的内径和壁厚允许偏差均依据ASMESA-530
规范确定。
3.2长度及其允许偏差的确定
除在订货合同中有其它规定，钢管的通常长度为4000mm~12000mm。
定尺长度应在通常长度的范围内，全长允许下偏差为0，上偏差为+50mm。
由于钢管壁厚和直径较大，切定尺所产生的偏差也较大，因此，定尺钢管的上偏差规定为+50mm，大于EN10216-2标准对定尺钢管上偏差为+15mm的规定。
3.3直线度的确定
钢管每米直线度不大于1.5mm/m，全长范围内的直线度偏差不大于6mm。
由于钢
管的直径和壁厚较大，弯曲变形较小，并且变形可以通过热处理后的机械加工得到一定的纠正，因此规定较严格的直线度要求。
3.4钢管不圆度和壁厚不均匀度、钢管端头外形、交货重量及其允许偏差的确定钢管不圆度和壁厚不均匀度、钢管端头外形、交货重量及其允许偏差等均依据GB
5310标准的要求确定。
3.5订货内容的确定
钢管合同或订单应包括下列内容：
a）订购数量（长度、重量或根数）、b）产品名称、c）钢的牌号、d）尺寸规格、e）标准编号、f）特殊要求。
上述内容是钢管订货所应明确的最低内容。
4技术要求的确定
4.1钢的牌号和成分的确定钢的牌号及其化学成分（熔炼分析）应符合表2规定，钢管按熔炼成分验收。
如需
方要求进行钢管成品化学成分分析时，可从每一冶炼炉中抽取1根钢管在帽口端进行成
品化学成分分析。
成品钢管的化学成份允许偏差应符合GB/T222-2006的规定。
在钢的牌号选择上，主要是依据当前行业需求情况而确定的，同时也兼顾未来可能
有重大需求的钢管材料。
优质碳素结构钢选录了3种牌号，其中20G成分与GB5310
标准中同牌号钢的规定是一致的；20MnG和25MnG的化学成分是依据ASMESA-106
规范的B级和C级钢确定的，但降低了上述两钢种在原规范中的含C量上限，同时提
4
高了含Mn量的上限至1.35%，残余元素含量要求仍按照GB5310标准中的同牌号钢的规定。
合金结构钢收录了10种牌号，其中10CrMoG是以ASMESA-335M规范中的P12
为基础确定的钢种，除对残余元素的含量提出更高要求外，其它化学元素成分要求与
P12钢是一致的；15CrMoG、12Cr2MoG和12Cr1MoVG是GB5310标准中的牌号，其成分要求与GB5310标准完全一致；除对残余元素Ni、Cu含量做出规定外，
07Cr2MoW2VNbB的化学成分与ASMESA-335P23完全一致；除对残余元素V含量做出规定外，15Ni1MnMoNbCu的化学成分与EN10216-2中15NiCuMoNb5-6-4完全一致；除降低全铝含量上限至0.015%，并增加对残余元素Ti、Zr含量分别不大于0.01%的要求外，10Cr9Mo1VNbN、10Cr9MoW2VNbBN、10Cr11MoW2VNbCu1BN和11Cr9Mo1W1VNbBN与ASMESA-335规范中P91、P92、P122和P911化学成分完全一
致。
4.2制造方法
4.2.1钢的冶炼方法采用电炉冶炼+炉外精炼+真空处理的镇静钢，一般可以满足无缝钢管用钢对材质的
要求，如对夹杂物等有更高要求时，也可采用电渣重熔或其它冶炼方法，但应经双方协商并在合同中注明。
4.2.2管坯的锻造要求
钢锭应有足够的切头、切尾量，以保证钢管的质量。
依据ASMESA-369规范，规定锻坯的锻造比应不小于3，并且钢锭经锻造后，锻坯的尺寸应基本接近最终的形状和尺寸。
4.2.3钢管的制造方法
依据本标准制造的无缝钢管应是采用经充分变形后锻造坯料，机械加工成钢管的尺
寸规格。
4.3交货状态锻造管坯粗加工后需经过重新加热的热处理，机械加工为成品钢管后交货，热处理
制度按表3规定执行。
其中20G、15CrMoG、12Cr2MoG和12Cr1MoVG的热处理制度
是按照GB5310标准的规定制定的；20MnG和25MnG的热处理制度是参照ASMESA-106规范制定的；10CrMoG的热处理制度是依据ASMESA-335规范中P12的热处理制度制定的；07Cr2MoW2VNbB、10Cr9Mo1VNbN、10Cr9MoW2VNbBN、
5
10Cr11MoW2VNbCu1BN和11Cr9Mo1W1VNbBN的热处理制度分别是依据ASMESA-335规范中P23、P91、P92、P122和P911的热处理制度制定的；15Ni1MnMoNbCu
的热处理制度是依据EN10216-2标准中15NiCuMoNb5-6-4的热处理制度制定的。
表3钢管热处理制度
序号
牌号
热处理制度
1
20G
2
20MnG
900℃~930℃正火。
3
25MnG
4
10CrMoG
930℃~960℃正火，680℃~730℃回火，保温时间大于2h。
5
15CrMoG
6
12Cr2MoG
900℃~960℃正火，700℃~750℃回火。
当壁厚大于30mm时，
允许采用相同温度的淬火或正火加速冷却代替正火。
980℃~1020℃正火，保温时间按壁厚每毫米1min计，但不少于
7
12Cr1MoVG
20min；720℃~760℃回火，保温时间大于2h。
当壁厚大于30mm，
允许进行调质处理，淬火温度950℃~990℃，回火温度720℃~760
℃，保温时间大于2h。
8
07Cr2MoW2VNbB
1040℃~1080℃正火，正火冷却介质可以空冷或快速冷却；730℃
~800℃回火。
9
15Ni1MnMoNbCu
880℃~980℃正火，580℃~680℃回火。
当壁厚大于30mm时，允
许采用淬火代替正火，淬火温度不低于900℃。
10
10Cr9Mo1VNbN
1040℃~1080℃正火，保温时间按壁厚每毫米1.5min计，但不少
11
10Cr9MoW2VNbBN
于20min；750℃~780℃回火，保温时间大于2h。
当壁厚大于
12
10Cr11MoW2VNbCu1BN
76mm时，允许采用加速冷却或淬火代替正火。
13
11Cr9Mo1W1VNbBN
4.4力学性能
4.4.1常温力学性能的确定
钢管的常温力学性能应符合表4的规定（进行横向或纵向试验由供方确定，但应在
质量证明书中注明）。
一组三个冲击试样中，允许一个试样的冲击功比表4规定的最小
值低30%，但三个试样的算术平均值不小于表4中的规定值。
其中，20G、15CrMoG、
12Cr2MoG、12Cr1MoVG的常温力学性能均依据GB5310标准的规定；20MnG和25MnG
的常温力学性能依据ASMESA-106规范中的B级和C级钢；10CrMoG、
07Cr2MoW2VNbB、10Cr9Mo1VNbN、10Cr9MoW2VNbBN、10Cr11MoW2VNbCu1BN
和11Cr9Mo1W1VNbBN的常温力学性能分别依据ASMESA-335规范中的P12、P23、
P91、P92、P122和P911；15Ni1MnMoNbCu的常温力学性能是依据EN10216-2标准中
15NiCuMoNb5-6-4的常温力学性能。
6
表4钢管力学性能
拉伸性能
冲击性能Akv（J）
序号
牌号
抗拉强度
规定非比例延伸强度
断后伸长率A（%）
纵向
横向
Rm（Mpa）
Rp0.2（MPa）
纵向
横向
1
20G
410~550
≥245
≥40
≥27
2
20MnG
415~585
≥240
≥22
≥20
≥40
≥27
3
25MnG
485~655
≥275
≥20
≥18
≥40
≥27
4
10CrMoG
415~585
≥220
≥22
≥20
≥40
≥27
5
15CrMoG
440~640
≥235
≥21
≥20
≥40
≥27
6
12Cr2MoG
450~600
≥280
≥22
≥20
≥40
≥27
7
12Cr1MoVG
470~640
≥255
≥21
≥19
≥40
≥27
8
07Cr2MoW2VNbB
≥510
≥400
≥22
≥18
≥40
≥27
9
15Ni1MnMoNbCu
620~780
≥440
≥19
≥17
≥40
≥27
10
10Cr9Mo1VNbN
≥585
≥415
≥20
≥17
≥40
≥27
11
10Cr9MoW2VNbBN
≥620
≥440
≥20
≥16
≥40
≥27
12
0Cr11MoW2VNbCu1BN
≥620
≥440
≥20
≥16
≥40
≥27
13
11Cr9Mo1W1VNbBN
≥620
≥440
≥20
≥16
≥40
≥27
4.4.2高温规定非比例延伸强度
根据需方要求，经供需双方协商，钢管可进行高温规定非比例延伸强度试验，试验温度由供需双方协商确定。
高温规定非比例延伸强度值应符合表5的要求。
其中
10CrMoG的高温规定非比例延伸强度是依据EN10216-2表5中10CrMo5-5的高温强度，
其余牌号的高温规定非比例延伸强度与修订中的GB5310标准要求一致。
4.4.3持久强度
成品钢管十万小时的持久强度与修订中的GB5310标准一致，10CrMoG的持久强度
是依据ASME规范P12最大许用应力内插得出的。
4.5低倍组织在钢管的横截面酸浸低倍组织试片上，不应有目视可见的白点、夹杂、裂纹、皮下
气泡、翻皮和分层。
4.6非金属夹杂物
钢管的非金属夹杂物按GB/T10561-2005中的A法评级，A、B、C、D、DS各类夹杂物级别应分别不大于2.0级，A、B、C、D各类夹杂物级别（按其中最严重者判定）的总和不大于6级。
7
4.7实际晶粒度
钢管的实际晶粒度4级~9级，同热处理炉两根钢管试片上最大与最小实际晶粒度级
别差应不大于3级。
表5高温规定非比例延伸强度（Rp0.2）最小值（MPa）
温度℃
序号
牌号
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
1
20G
-
-
215
196
177
157
137
98
49
-
-
2
20MnG
219
214
208
197
183
175
168
156
151
-
-
3
25MnG
252
245
237
226
210
201
192
179
172
-
-
4
10CrMoG
240
228
219
208
165
156
148
144
143
-
-
5
15CrMoG
-
-
269
256
242
228
216
205
198
-
-
6
12Cr2MoG
192
188
186
185
185
185
185
181
173
159
-
7
12Cr1MoVG
-
-
-
-
230
225
219
211
201
187
-
8
07Cr2MoW2VNbB
379
371
363
361
359
352
345
338
330
299
266
9
15Ni1MnMoNbCu
422
412
402
392
382
373
343
304
-
-
-
10
10Cr9Mo1VNbN
384
378
377
377
376
371
358
337
306
260
198
11
10Cr9MoW2VNbBN
619
610
593
577
564
548
528
504
471
428
367
12
10Cr11MoW2VNbCu1BN
618
603
586
574
562
550
533
511
478
433
371
13
11Cr9Mo1W1VNbBN
413
396
384
377
373
368
362
348
326
295
256
4.8显微组织
钢管的显微组织应符合表6的规定。
表6钢管的显微组织
钢管材料牌号
显微组织
20G、20MnG、25MnG
铁素体+珠光体
10CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、
铁素体+珠光体（包括粒状贝氏体），允许存在索氏体，不允许存在
12Cr1MoVG
AC1~AC3之间不完全相变产物（如黄块马氏体等）
07Cr2MoW2VNbB
回火贝氏体，允许存在索氏体或回火马氏体，不允许存在自由铁素体
15Ni1MnMoNbCu
铁素体+贝氏体
10Cr9Mo1VNbN、10Cr9Mo1VNbN、
回火马氏体或回火索氏体
10Cr11MoW2VNbCu1BN、
11Cr9Mo1W1VNbBN
4.9水压试验
水压试验按GB5310规定执行。
供方可用涡流探伤检验代替水压试验。
涡流探伤时，对比样管人工缺陷应符合GB/T7735中验收等级B的规定。
8
4.10弯曲试验
弯曲试样应为室温下弯至180°，弯曲试验后，试验弯曲外表面用侧面不允许出现肉眼可见的裂纹或裂口。
压头销轴部分的直径应为25mm。
试样应在钢管的一端横向截取，一个试样靠近外表面，另一个试样靠近内表面。
试样的截面尺寸为25mm×12.5mm，截面的四个角应倒成圆角，圆角半径不大于1.6mm，长度不超过200mm。
在弯曲试验中试样贴近钢管内、外表面的一侧分别处于受拉位置。
4.11无损检测
钢管在热处理后应逐根按GB/T5777中的规定进行超声波检验，超声波探伤检验样管纵向槽刻深度为C5。
根据需方要求，经供需双方协商，并在合同中注明，可增做其他无损检验。
4.12表面质量
钢管不得焊补。
钢管机械加工后，内、外表面不允许有裂纹、折叠、凹坑、明显划
痕和氧化皮等缺陷。
这些缺陷允许用机械打磨方法清除。
缺陷清除处钢管的实际外径和
壁厚应不小于外径和壁厚所允许的最小值。
钢管精加工后，内、外表面的粗糙度应满足
探伤要求。
5讨论稿的预评审意见采纳情况
2007年7月4日~5日在包头北方宾馆召开了《高温用锻造厚壁无缝钢管》冶金行业标准讨论。
参加会议的单位有：
全国钢标准化委员会、钢管分委会秘书处、北京巴布科克.威尔科克斯有限公司、上海亚欣物资公司、上海锅炉有限公司、东方锅炉股份有限公司、哈尔滨锅炉厂有限公司材料研究、武汉锅炉股份有限公司总工程
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