api5CT理化试验要求.docx
《api5CT理化试验要求.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《api5CT理化试验要求.docx（85页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
api5CT理化试验要求
扬州龙川钢管公司质保部
【2013】ZL01号
API5CT套管和油管产品理化检验规程
1、范围
本规程规定了套管和油管用无缝管的理化检测的方法和取样、制样要求。
2、规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本标准的条款，所有引用文件如无年份执行最新版本。
ASTMA751ASTME309
ASTME8ASTME18
ASTME92ASTME112
ASTME112ASTME165
ASTME570ASTME23
ASTME709ASTME1806
SATME45ASTMG39
ASTMA370NACETM0284:
2003
NACETM0177:
2005
3、理化检验要求
3.1化学成分
3.1.1产品应符合表1对钢级和类型的规定要求。
对于C110钢级，在购方询问有意加入到每一炉批的所有元素（不管其加入的目的如何）的最低和最高比例时，制造厂应报告。
3.1.2熔炼分析
对于第1组、第2组（除C110钢级外）和第3组，当购方要求时，制造厂应提供用于制造订单上规定产品的每炉钢的熔炼分析报告。
按购方要求，还应提供制造厂用以控制机械性能的其他元素的定量分析结果。
对于C110和Q125钢级，制造厂应提供用于制造订单上规定产品的每炉钢的熔炼分析报告。
改报告应包括制造厂用以控制机械性能的其他元素的定量分析报告。
3.1.3产品分析
产品分析应在来自每炉钢的两根管产品上进行。
产品分析应由制造厂在热处理之前或之后经精加工的管产品上进行。
产品分析应包括表1中所列所有元素的定量分析结果，以及制造厂用来控制机械性能的其他元素的定量分析结果。
第1组、第2组（除C110钢级外）和第3组的产品分析结果按要求应可提供给购方。
C110和Q125钢级的产品分析结果应提供给购方。
注：
对于接箍、短节和附件材料，所要求的化学分析结果可由钢厂或加工厂提供，可在管子或棒坯材料上取样。
3.1.4试验方法
化学成分应采用通常用来测定化学成分的任何一种方法（如发射光谱、X射线发射、原子吸收、燃烧技术或湿法分析方法）进行测定。
所用的校准方法应溯源到已制定的标准。
在出现结果不一致的情况下，化学分析应按照ISO/TR9769或ASTMA751进行。
3.1.5产品分析的复验—所有组。
若代表一炉批的两根管产品的产品分析结果不符合规定要求，则有制造厂选择，或该炉产品拒收，或将该炉所有剩余产品逐根进行试验，以确定是否符合规定要求。
若两个试样中仅有一个试样不符合规定要求，则有制造厂选择，或该炉产品拒收，或从该炉产品中另取两根产品进行复验。
若复验用两个试样符合规定要求，则除最初分析不合格的那件产品外，该炉产品合格。
若一个或两个复验用试样不符合规定要求，则由制造厂选择，或该炉产品拒收，或将剩余的产品逐根进行试验。
在逐根试验任一炉的剩余产品时，只分析不合格元素或需要测定的元素。
产品分析复验用试样的取法应与规定的产品分析取样方法相同。
当订单上有规定时，所有产品分析复验结果应提供给购方。
3.15C90和T95钢级化学成分，PSL-3
在购方询问有意加入到每一炉批的所有元素（不管其加入的目的如何）的最低和最高比例时，制造厂应报告。
表1化学成分要求，质量分数（%）
组别
钢级
C
Mn
Mo
Cr
Ni
Cu
P
S
Si
min
max
min
max
min
max
min
max
max
max
max
max
max
1
H40
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.030
0.030
-
J55
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.030
0.030
-
K55
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.030
0.030
-
N80
（1）
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.030
0.030
-
N80（Q）
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.030
0.030
-
R95
-
0.45c
-
1.90
-
-
-
-
-
-
0.030
0.030
0.45
2
M65
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.030
0.030
-
L80
（1）
-
0.43a
-
1.90
-
-
-
-
0.25
0.35
0.030
0.030
0.45
L80（9Cr）
-
0.15
0.30
0.60
0.90
1.10
8.00
10.0
0.50
0.25
0.020
0.010
1.00
L80（13Cr）
0.15
0.22
0.25
1.00
-
-
12.0
14.0
0.50
0.25
0.020
0.010
1.00
C90
-
0.35
-
1.20
0.25b
0.85
-
1.50
0.99
-
0.020
0.010
-
T95
-
0.35
-
1.20
0.25d
0.85
-
1.50
0.99
-
0.020
0.010
-
C110
-
0.35
-
1.20
0.25
1.00
0.40
1.50
0.99
-
0.020
0.005
-
3
P110
e
-
-
-
-
-
-
-
-
-
0.030e
0.030e
-
4
Q125
-
0.35
-
1.35
-
0.85
-
1.50
0.99
-
0.020
0.010
-
备注
a:
若产品采用油淬，则L80钢级的碳含量上限可增加到0.50%。
b:
若壁厚小于17.78mm，则C90钢级1类的钼含量无下限规定。
c:
若产品采用油淬，则R95钢级的碳含量上限可增加到0.55%。
d:
\若壁厚小于17.78，则T95钢级1类的钼含量下限可降低至0.15%。
e:
对于P110钢级点焊管，磷的含量最大值应是0.020%，硫的含量最大值应是0.010%。
NL—不限制，但所示元素含量在产品分析时应报告。
3.2原料制造方法
3.2.1钢的冶炼
钢应采用电炉加炉外精炼或氧气转炉加炉外精炼。
（镇静钢）
3.2.2管坯制造方法
连铸或热轧圆管坯。
3.2.3取样方式尺寸
3.3成品分析
3.4机械性能
3.4.1机械性能试验批的定义
3.4.1.1第1组、第2组（仅对M65和L80钢级1类）和第3组——接箍毛坯、接箍材料和管子（不包括切成半成品或单件后热处理的短节）
一批定义为来自同一炉批或根据文件化程序确保其符合本标准适当要求而编为一组的不同炉批的钢、经轧制或作为连续作业的一部分（或单独作为一批）进行热处理、具有相同规定尺寸和钢级的所有产品。
3.4.1.2L80钢级9Cr类、L80钢级13Cr类、C90、T95、C110和Q125钢级——接箍毛坯、接箍材料和管子（不包括切成半成品或单件后热处理的短节）
一批定义为来自同一炉钢、作为连续作业的一部分（或单独作为一批）进行热处理、具有相同规定尺寸和钢级的所有产品。
3.4.1.3切成半成品或单件后热处理的接箍半成品、短节或附件材料
一批定义为来自同一炉钢、具有相同规定尺寸和钢级的一组产品，并且这组产品：
a）在同一热处理作业线或设备中同时成批热处理；
b）在装有在整个热处理过程能提供热处理控制记录资料的记录控制仪的同一热处理
作业线或设备中，采用相同工艺参数、无间断地连续装载热处理；
c）在装有在整个热处理过程能提供热处理控制记录资料的记录控制仪的同一热处理
作业线或设备中，在8h或少于8h的连续生产过程中，采用相同工艺参数、无间
断地单件进行热处理。
此外，对于C90、T95、C110和Q125钢级，代号1:
9-5/8及更大规格的套管用接箍半成品、短节或附件材料，一批应不超过30件；对于较小规格套管用并单件热处理的接箍半成品、短节或附件材料，一批应不超过50件。
3.4.2材料拉伸试验
3.4.2.1产品应符合表2规定的拉伸性能要求。
加厚套管和油管的拉伸性能（加厚端伸长率除外）应与管体的要求一致。
如有争议，加厚处的性能（伸长率除外）应从加厚部位切取试样进行拉伸试验来确定。
应向购方提供这些试验的记录。
3.4.2.2伸长率—所有组
以百分数表示的最小伸长率e可按公式
（1）计算：
（1）
式中：
e—标距为50.8mm时的最小伸长率，以百分数表示，小于10%时圆整到最接近的0.5%，大于等于10%时圆整到最接近的单位百分数；
k—常数：
1942.57；
A—拉伸试样的横截面积，单位为平方毫米（mm2），根据规定外径或试样的名义宽度和规定壁厚计算，圆整到最邻近的10mm2。
A值取计算值或490mm2中的较小者；
U—规定的最小抗拉强度，单位为兆帕（MPa）。
对于两种圆棒拉伸试样[标距内直径为8.9mm、标距长度为35.6mm和标距内直径为12.7mm、标距长度为50.8mm]，其最小伸长率均应用面积A为130mm2确定。
各种规格的拉伸试样和各种钢级的最小伸长率值见表3.
3.4.2.3屈服强度
屈服强度应是载荷作用下试样标距段产生表2规定伸长率时所需的拉伸应力。
伸长率由引伸计测得。
Q125钢级，PSL—3最大屈服强度应为965MPa。
3.4.2.4统计拉伸试验
经购方与制造厂协商，应采用A.1SR38中C90、T95和C110钢级统计拉伸试验的补充要求。
（详见附件A）
3.4.3产品拉伸试验
3.4.3.1应力消除温度——除C110钢级以外的所有钢级
对于拉伸试验频次，只要应力消除温度比最终回火温度至少低55℃，则不应将回火产品的应力消除认为是“热处理”
3.4.3.2炉批控制拉伸试验——第1、2和3组
作为对用于本标准生产产品的每炉钢的控制，制造厂应进行一次拉伸试验。
对于电焊产品，这些拉伸试验可由制造厂选择，或者在制管钢板坯料上进行，或者在成品上进行。
也可将在一件产品上进行的炉批控制试验作为该产品所属试验批的产品试验。
3.4.3.3试验频次和取样位置——套管和油管
所有组套管和油管的试验频次在表18中规定，N80钢级1类和N80Q钢级，PSL—2的拉伸试验频次应与L801类相同。
试验用管应随机抽取，当要求进行多次试验时，抽样方法应保证所取的样品能代表该热处理循环（若适用）的始末及管子的两端。
当要求进行多次试验时，除加厚管试样可从一根管子的两端截取外，试样应从不同的管子上截取。
3.4.3.4试验频次和取样位置—接箍毛坯、接箍材料、接箍半成品、短节和附件材料
接箍毛坯、接箍材料和接箍半成品的试验频次在表19中规定，短节和附件材料的试验频次在表20中规定。
当要求进行多次试验时，试样应从不同的产品上截取。
对于第1组、第2组（C90、T95和C110钢级除外）和第3组附件材料，取自棒坯的试样应在对应于成品附件的壁厚中间位置截取。
对于C90、T95、C110和Q125钢级，以整管热处理的接箍毛坯、接箍材料、接箍半成品、短节或附件材料的拉伸试样应在图1（D9）所示的位置截取。
对于用套管、油管、接箍毛坯、接箍半成品或接箍材料制造的短节或附件材料，只要之前经过试验并符合要求，切随后不再进行热处理，则不需进行拉伸试验。
也可将炉批控制试验作为该产品所属试验批的产品试验。
3.4.3.5试样—通则
产品本体拉伸试样由制造厂选择，应是全截面试样、条形试样或圆棒试样，如图2（D8）所示。
从无缝产品截取的条形试样由制造厂选择，应取自产品圆周上任一位置。
圆棒试样应取自壁厚中间位置。
经热处理的产品的拉伸试样应在生产线上最终热处理后的产品上截取。
若使用适当曲面的试验夹具，或将试样两端部经过机加工或冷压平，从而减小夹紧面的曲率，则所有条形试样标距长度内的宽度应约为38mm。
否则，对于规格小于代号1:
4的产品，试样宽度应约为19mm；对于代号1:
4~代号1:
7-5/8的产品，其宽度约为25mm；对于规格大于代号1:
7-5/8的产品，其宽度约为38mm。
除圆棒拉伸试样外，所有产品本体的拉伸试样应代表所截取产品的整个壁厚，且不应将试样压平进行试验。
当产品规格允许时，圆棒试样直径应为12.7mm；对于其它规格的产品，圆棒试样直径应为8.9mm。
当产品规格太小而取不出直径为8.9mm的试样时，不允许使用圆棒拉伸试样。
记录或报告伸长率时，当采用条形试样时该记录或报告应给出试样的名义宽度，当采用圆棒试样时该记录或报告应给出其直径和标距长度，当采用全截面试样时，应在记录或报告中说明。
当要求对加厚部位进行拉伸试验时，购方和制造厂应对试验用具代表性的试样类型和尺寸达成一致意见。
3.4.3.6试样—接箍半成品、接箍毛坯、接箍材料、短节和附件材料的附加要求—C110和Q125钢级
除3.4.2.7的要求，纵向拉伸试样应从接箍半成品、接箍毛坯、接箍材料、短节和附件材料上截取，单件热处理的接箍半成品、短节或附件材料，在最终热处理后截取。
拉伸试样应采用条形试样，或当管壁厚超过19.1mm时，可采用直径为12.7mm的圆棒试样，如图2（D8）所示。
对于以接箍半成品或单件热处理的接箍半成品、短节或附件材料，其拉伸试样应按图1（D9）所示从这些产品上截取。
经购方与制造厂协商一致，可采用缩径条形试样。
3.4.3.7试验方法
拉伸性能应在纵向试样上测定，试样应符合3.4.2.7和ISO6892-1或ASTMA370的要求，对于本标准涉及的C110和Q125钢级产品则应符合3.4.2.8的要求。
拉伸试验应在室温下进行。
拉伸试验过程中的应变速率应符合ISO9513或ASTME370的要求。
拉伸试验机应在任何试验前15个月内按ISO7500-1或ASTME4方法校准。
引伸计应在任何试验前15个月内按ISO9513或ASTME83方法校准。
3.4.3.8试验无效
无论试验前或试验后发现显示有与试验目的无关的制备缺陷或材料缺欠的任何好似样，可将其报废，并用取自同一件产品的另一试样代替。
3.4.3.9复验—所有产品（除接箍产品、接箍毛坯、接箍材料、短节或附件材料外）—C90、T95、C110和Q125钢级
若代表一批产品的一次拉伸试验不符合规定要求，则制造厂可以从同一批产品中另取三件进行复验。
若所有试验复验均符合要求，则除最初取样的那件产品外，该批产品合格。
若最初的一个以上试样或复验用一个或多个试样不符合规定要求，则制造厂可选择奖该批剩余产品逐根进行试验。
复验用试样取法应与3.4.2.7和3.4.2.8规定相同。
M65、L80和R95钢级复验用拉伸试样应取自最初取样的那端。
拒收的批次产品可重新热处理，并作为新的批次进行试验。
3.4.3.10复验—C90、T95、C110和Q125钢级接箍半成品、接箍毛坯、接箍材料、短节或附件材料
对于以整管热处理的材料，若一个拉伸试样不符合规定要求，则制造厂应从该有问题的管两端取样试验，或者拒收该产品。
不允许追加试验来确定某一接箍毛坯、接箍材料、短节或附件材料是否合格。
两个试样试验结果均应符合规定要求，否则该见产品应拒收。
拒收的产品可重新热处理，并作为新的批次进行试验。
对于以接箍半成品或单件产品热处理的材料，若一个拉伸试样不符合规定要求，则制造厂应拒收该批产品，或是从该批产品中另取三个试样进行试验。
如果附加试验中有一个或多个不符合要求，则该批产品应拒收。
拒收的批次产品可重新热处理，并作为新的批次进行试验。
3.4.2.13屈服强度
屈服强度应是载荷作用下试样标距段产生表2规定伸长率时所需的拉伸应力。
伸长率由引伸计测得。
Q125钢级，PSL—3最大屈服强度应为965MPa。
3.4.3材料冲击试验
3.4.3.1夏比V型缺口冲击试验—一般要求
3.4.3.1.1试验结果的评价
一个试验应包括取自一件产品统一部位的三个试样。
三个冲击试样的平均值应等于或大于3.4.3.2、3.4.3.3、3.4.3.4所规定的吸收能要求。
此外，仅允许1个冲击试样的吸收能低于吸收能要求，但是在任何情况下都不得低于吸收能要求的三分之二。
对于C110钢级：
a）根据ASTME23，最小剪切面积百分比应为75%
b）制造厂可采用某一文件化程序（作为最低限度，考虑到化学成分、直径和壁厚
的变化）及冲击试验结果来证明具有上平台行为。
如果最小剪切面积百分比低于75%或者不能满足b）的要求，则该材料应被拒收，或者应制作转变曲线以证明产品在规定的试验温度（由购方规定的标准试验温度或降低的试验温度。
）下位于上平台。
对于N80钢级1类、N80Q、L80钢级1类、C90、R95、T95、P110和Q125钢级，PSL-2
a）根据ASTME23，最小剪切面积百分比应为75%；
b）制造厂可采用某一文件化程序（作为最低限度，考虑到化学成分、直径和壁厚
的变化）及冲击试验结果来证明具有上平台行为。
如果最小剪切面积百分比低于75%或者不能满足b）的要求，则该材料应被拒收，或者应制作转变曲线以证明产品在规定的试验温度（有购方规定的标准试验温度或降低的试验温度）下位于上平台。
3.4.3.1.2临界厚度
对于接箍毛坯、接箍材料和附件材料，若订单上未规定临界厚度，则临界厚度应为规定壁厚。
3.4.3.1.3试样尺寸和取向
当无法截取全尺寸（10mm×10mm）横向试样时，应使用表4所列的尽可能大的小尺寸横向试样。
当无法（或3.4.3.1.6规定不允许）用这些横向试样进行试验时，应使用表4所列尽可能大的纵向试样。
当外径或壁厚不可能加工出1/2尺寸或更大的纵向冲击试样时，该产品不需进行试验；但制造厂应采用文件化的并经证明其冲击吸收能满足或大于规定最低要求的化学成分和工艺。
3.4.3.1.4试样序列
试样取向和尺寸序列如表5规定。
3.4.3.1.5替代尺寸冲击试样
由制造厂选择，可用表4所列替代尺寸冲击试样代替表6~表11、表16、表17中规定的最小尺寸。
但是，所选择的替代试样在序列表（表5）上应高于规定尺寸，并且应对吸收能要求进行调整，使其与冲击试样取向和尺寸一致。
3.4.3.1.6小尺寸试样
小尺寸试样的最低夏比V型缺口吸收能要求应为全尺寸试样吸收能要求值乘以表4中的降低系数。
但在任何情况下若降低后吸收能要求低于11J（8ft-lb），不应使用小尺寸试样。
3.4.3.1.7试验温度
出了第1组J55和K55钢级应在21℃试验外，其他所有组的试验温度应为0℃。
对于任何钢级，替代的较低试验温度可在订单上规定或由制造厂选择。
试验温度公差应为±3℃。
对于J55和K55钢级，当使用小尺寸试样时，可要求降低试验温度。
试验温度的降低取决于接头的临界厚度和冲击试验试样尺寸。
若适用，应采用表6规定的试验温度降低值。
3.4.3.1.8统计冲击试验
经购方和制造厂协商，应采用A.2SR12（详见附件A）中统计冲击试验的补充要求。
3.4.3.1.9参考资料
ISO/TR10400或APITR5C3包括用于制定冲击要求的断裂力学、公式、图表等参考资料。
3.4.3.2接箍毛坯、接箍材料、接箍半成品和接箍的夏比V型缺口冲击吸收能要求
3.4.3.2.1通则
适用于一种以上接头型式的接箍毛坯、接箍材料和接箍半成品可通过实验，证明符合最严格的要求。
试样取向和尺寸应是表5所列可能的最高级别，而吸收能要求应等于或大于相应的要求。
3.4.3.2.2H40钢级
没有强制性的CVN吸收能要求。
注：
可选择的CVN要求见A.1SR16
3.4.3.3管子的夏比V型缺口冲击吸收能要求
3.4.3.3.1H40、J55、K55钢级和N80钢级1类
没有强制性的CVN吸收能要求。
注：
可选择的CVN要求见A.1SR16（详见附件A）
3.4.3.3.2M65钢级
全尺寸横向最低吸收能要求应为20J。
全尺寸纵向最低吸收能要求应为41J。
3.4.3.3.3N80Q、R95、L80、C90、T95和P110钢级
表14和表15提供了全尺寸试样最低吸收能要求CV
全尺寸试样最低吸收能要求按下列公式计算，式中：
YSmin—规定最小屈服强度，单位为兆帕（MPa）;
t—规定壁厚，单位为毫米（mm）
单位和钢级
横向要求
CV
纵向要求
CV
SI单位，J
N80Q、R95、L80、C90、T95钢级
YSmin（0.00118t+0.01259）
或14J，取二者中的较大者
（表14）
YSmin（0.00236t+0.02518）
或27J，取二者中的较大者
（表15）
SI单位J
P110钢级
YSmin（0.00118t+0.01259）
或20J，取二者中的较大者
（表14）
YSmin（0.00236t+0.02518）
或41J，取二者中的较大者
（表15）
3.4.3.3.4C110和Q125钢级
表14和表15给出了全尺寸试样最低吸收能要求。
全尺寸试样最低吸收能要求按下列公式计算，式中：
YSmax—规定最小屈服强度，单位为兆帕（MPa）;
t—规定壁厚，单位为毫米（mm）
单位和钢级
横向要求
CV
纵向要求
CV
SI单位，J
C110和Q125钢级
YSmax（0.00118t+0.01259）
或20J，取二者中的较大者
（表14）
YSmax（0.00236t+0.02518）
或41J，取二者中的较大者
（表15）
3.4.3.3.5PSL-2产品的附加要求。
3.4.3.3.5.1除了M65和Q125外所有的钢级
冲击试验应按照A.3SR16进行。
J55和K55钢级的试验温度应为21℃，所有其他钢级的试验温度为0℃，或购方和制造厂协商的较低温度。
3.4.3.3.5.2Q125钢级
要求按照A.2SR12进行统计冲击试验。
3.4.3.3.6试样
表16提供了加工全尺寸。
3/4尺寸和1/2尺寸横向冲击试样所要求的计算壁厚值；表17为加工纵向试样的计算壁厚值。
应从这些表中选择具有计算壁厚小于试验管子规定壁厚的最大尺寸冲击试样。
3.4.3.3.7试验条件
对于M65、C110和Q125钢级管子，按10.7规定的冲击试验为强制的。
对于除H40、J55、K55钢级和N80钢级1类（其管子无强制性冲击要求）以外的其他所有符合3.4.3.3.3要求的钢级，可由制造厂选择，用文件化程序代替试验进行评定，除非订单上规定A.3SR1
升级会员 