感应加热弯管技术标准比较与现状分析.doc

.感应加热弯管技术标准比较与现状分析 （番禺珠江钢管有限公司 ）摘 要：对目前国内外普遍应用的感应加热弯管相关技术标准的要求进行了比较。分析了各技术标准之间的异同。指出感应加热弯管相关标准在实际应用中存在的问题。并对规范和完善感应加热弯管标准化工作提出建议。关键词：感应加热弯管；钢管；标准研究 Comparison and Analysis of Induction Bend StandardsAbstract：The standards for induction bend，which we generally used both at home and abroad were compared. The differences were analyzed. The logical advice and suggestion for induction bend standards were pointed. The proposals for induction bend standards were suggested.Key Words：Induction Bend；Pipeline；Standard research1 感应加热弯管常用技术标准目前我国感应加热弯管常用的技术标准有SY/T 52571，ISO 15590-12，ASME B16.493和DNV OS-F1014。另外有DL/T5155 等专门的行业的感应加热弯管标准。SY/T 5257标准是石油管材专业标准化委员会非等效采用国际标准ISO 15590-1制定的油气输送用钢制弯管技术条件的国家标准。该标准规定了石油天然气管道输送系统中用碳钢及低合金钢无缝钢管和焊接钢管以感应加热弯制工艺制作的弯管交货技术条件。并根据GB/T9711系列标准规定了A、B、C三个等级的钢制感应加热弯管。SY/T 5257的技术要求比较合理，兼顾了管线弯管与制造厂的实际生产可能性。ISO 15590-1标准是国际标准化组织制定的行业标准。该标准规定了石油天然气管道输送系统中用碳钢及低合金钢无缝钢管和焊接钢管以感应加热弯制工艺制作的弯管交货技术条件。并根据ISO 3183标准规定了PSL1、PSL2、PSL2S三个等级的钢制感应加热弯管。对弯管的技术要求有些内容通常比SY/T 5257国标严格。 ASME B16.49标准是美国机械工程师协会制定的适用于输送和分配管道系统的感应弯管的行业标准。规定了P241P552等级的感应加热弯管的设计、材料、制造、试验、标记和检验要求。适用于由无缝钢管，埋弧焊管或者电阻焊管制造的感应弯管。DNV OS-F101标准中有关感应加热弯管的要求只在第八章B300中提到，其实是对ISO 15590-1相关条款的补充和修改。DL/T515标准是专门针对电力行业用弯管技术要求的国家标准。该标准包含了电力行业用感应热弯管和冷弯弯管的技术要求、试验方法、标记和检验规则。适用于电站主蒸汽，再热蒸汽、主给水管道及一般钢制汽水管道弯管。其他钢制管道的弯管可参照使用。2 标准的比较2.1 感应弯管母管常见的直缝埋弧焊钢管，螺旋埋弧焊钢管，直缝高频焊管和无缝钢管都可以作为感应弯管母管。感应弯管母管作为制造感应加热弯管的原材料，其理化性能，尺寸，外观质量和质量证明书等，都要求感应弯管制造商进行严格的控制。因此，上述的标准都不同程度作出了对原料母管进行复检的要求，并要求符合相关的验收要求。SY/T 5257标准对母管的复检项目，频次，方法等技术要求较为详细。要求在MPS上体现制造商名称，钢管名称及钢级，钢管成型工艺、尺寸，化学成分、力学性能及供货状态等一系列信息。对于母管复检频次，要求对进厂的母管按同一熔炼号、同钢级、同类型、同热处理状态、同规格为一批进行抽检。DN500mm时每批不多于100根抽检一根；DN500mm时，每批不多于50根抽检一根。化学成分、横向拉伸冲击试验验收结果要符合母管技术规格书或相关标准要求。制造商根据检验和试验结果确定母管是否适合弯制生产。另外，SY/T 5257标准规定了母管证明文件，尺寸和外观清洁度的验收细则。特别规定母管壁厚要有足够的裕量以满足由于感应加热弯制带来的外弧侧壁厚的减薄，以及对屈服强度高于360Mpa或管径大于DN500的母管，应提供落锤撕裂试验结果的报告。ISO 15590-1标准从母管信息，材料复检，书面文件等几个方面对进厂母管作了详细的规定。对于购方提供的母管，应同时提供详细的母管相关信息，例如钢管生产技术规范，制造商名称，钢管尺寸，材料实验检验报告，SAWL或SAWH焊管的焊接工艺评定和补焊工艺评定报告等。以方便感应弯管制造商确定母管是否适合弯制生产。另外，也要求母管壁厚要有足够的裕量以满足由于感应加热弯制带来的外弧侧壁厚的减薄，同时母管壁厚公差不得超过3mm（0118in）。而且钢管表面不能被低熔点的金属污染。ASME B16.49标准对感应弯管母管的技术条件提出了明确的要求。该标准规定原材料的管子应为无缝钢管、直缝埋弧焊管和直缝电阻焊管。螺旋焊管允许使用，但要符合复杂的评定要求。原材料应符合标准给出的碳当量要求。对于表面质量，应不含低熔点金属、裂纹、划痕、擦伤、皱纹、褶皱或者其它表面污染和缺陷，避免妨碍弯管的制造。对于表面要求，弯曲前，等级 P359 及以上的材料需弯曲部分应喷砂到最适宜的表面精度（SSPC SP6）。带焊缝的弯管原材料，依据 API、ASTM 或CSA 标准生产的焊缝管子应满足相应规范的焊接和无损试验的要求。其它管子或者筒状材料，如果不是依据上述标准所制造的，则应由焊工、焊接操作工和依据ASME条款进行的焊接评定工艺进行制造。弯曲前，每一焊缝应依据ASME Div.1 UW51 节要求进行100%的射线检验并应符合规定的合格接受标准，这种要求比较特殊。DNV OS-F101标准是对ISO 15590-1相关条款的补充和修改。因此在母管技术要求方面也作了一些补充说明。该标准着重规定了C-Mn钢母管的化学成分要符合DNV OS-F101标准相关章节对直管化学成分的要求。并且对调质或者正火状态的C-Mn钢母管以及热机械成型或轧制状态的C-Mn钢母管的最大碳当量作了规定。防腐合金（CRA）钢管不能用于感应加热弯制弯管。同时，强调母管的焊缝形式只可以是纵焊缝的，并且补充了母管的静水压试验要求。DL/T515标准规定了弯前钢管入厂验收的基本要求。该标准规定钢管材料应按质量合格证书或质量保证书进行验收，钢管质量应符合相应的钢管技术标准要求。对钢管钢号、化学成分、力学性能以及必要的热处理工艺进行一一验收。数据不全的应进行补检，补检的方法、范围、数量应符合国家标准或行业标准。进口钢管还应有入境货物检验检疫证明。在弯制前，经宏观检验发现有重皮、裂纹、划痕、凹坑等局部缺陷的钢管，应局部修磨直至缺陷完全消除，修磨后的实际壁厚仍应符合其相应的钢管技术标准要求或设计要求。2.2 感应弯管的制造SY/T 5257标准在感应弯管的制造方面详细规定了MPS的制定及评定方法、弯制、弯后热处理、弯制后整形和定径以及管端形式的要求等。该标准要求对L415或X60及以上钢级和处于酸性环境的弯管进行热处理，其他钢级或钢号的弯管由制造商与购方商定弯管在弯制后是否需要进行热处理。对于试制弯管的要求，规定试制弯管一般不少于3根，弯曲角度一般应不小于30。弯管热处理前允许冷整形，永久变形量不应大于冷整形前外径的1.5%。对于管端形式，特别规定了采用内削边的情况以及管端焊缝余高的要求。ISO 15590-1标准在弯管制造方面的要求与SY/T 5257标准类似，但较为简略。着重规定了一些重要变量的最大允许偏差。对于MPS的内容在附录A作了详细的要求。此外，评定试制弯管，要求试验管至少要有足够的弧长以取得所需要的试样。弯后热处理在ISO 15590-1标准中是不强制要求的，当弯管要获得要求的性能，提高抗腐蚀能力，去除弯曲弧端的加热过渡区以及去除残余应力时则要进行弯后热处理。弯管热处理前允许冷整形，永久变形量不应大于冷整形前外径的1.5%。 ASME B16.49标准首先规定了弯曲工艺的重要参数变量的最大偏差的范围。弯后热处理，提供了去应力或回火、正火、淬火加回火供标准使用者选择。在ASME B16.49标准中允许用螺旋埋弧焊管进行弯制。而且对其的评定方法作了详细的要求。DNV OS-F101标准在弯制工艺方面对弯制参数要比ISO 15590-1标准上的要求严格。例如对感应圈的中心偏差，温度的控制偏差等。另外，对弯后热处理的设备，设备校准，温度偏差的作了规定。其余ISO 15590-1标准执行。DL/T515标准包括热弯和冷弯，该标准首先对感应加热弯制作了界定。在加热温度和冷却方式方面，该标准根据各种不同的钢种给出了加热的温度和对应的冷却方式，以及相应的弯后热处理制度。2.3 检验和试验 SY/T 5257标准对感应加热弯管的评定试验和常规试验试验频次、实验项目、试验取样，试验验收以及尺寸、外观、无损检测的方面作了详细的强制性或非强制性的要求。ISO 15590-1标准只要求进行弯管的评定试验，评合格即可进行生产。与SY/T 5257标准类似。本标准对弯管的尺寸要求比国标严格。ASME B16.49标准对理化实验和无损检测的要求较为简略，但对尺寸要求也很严格。本标准还给出了螺旋焊缝弯管的评定方法。DNV OS-F101标准在 Section 8 B300 对ISO 15590-1补充了硬度，取样和无损检测方面的要求。DL/T515标准在附录D给出了所涉及的钢种的弯管的评定方法。另外对于成品管的尺寸和实验方面也作了详尽的规定。3 各标准规定的异同点首先，在理化试验方面，ISO 15590-1、ASME B16.49和DNV OS-F101都只要求进行弯管的评定等试验，而成品管的检测只需要检测硬度。其次，在尺寸检验方面，ISO 15590-1、ASME B16.49和DNV OS-F101比SY/T 5257和DL/T515要严格，前三者都要求测量弯管的线性尺寸，而国内很多技术都不能满足。ASME B16.49中的平面度和垂直度是以角度数座位偏差量的，与SY/T 5257和DL/T515以线性作为偏差不同。对于酸性服役条件的弯管，ISO 15590-1、SY/T 5257、ASME B16.49和DNV OS-F101给出了详细的验收方法和要求。在无损检测方面，ASME B16.49要求对焊缝进行100%的检测，要求比较特殊。而其余的标准只是要求常规的UT，MT。 压力试验方面，SY/T 5257不要求成品弯管静水压试验，但要求爆破试验。而ISO 15590-1只要求协商情况下进行静水压试验。4 标准应用中的问题由于每条油气输送管线的实际情况不同，管线运行条件不一，现在国内普遍采用的做法是“标准+钢管补充技术规格书”。 在国内，由于管线的设计由管道规划设计院所完成，因此，许多管线的补充技术规格书也由这些院所的人员制定。但这些设计人员虽为管道工艺设计，管道铺设等方面的行家，而对钢管的生产检验方面并不十分熟悉，给制造厂、第三方监理和业主执行标准过程产生困难，甚至对管线的日后运行造成不良隐患。一些院所在制定补充技术规格书时，没有了解每种钢管的特点，没分清楚弯管和直管的区别，甚至没考虑到母管和弯管性能的差别，生搬硬套其他标准，导致制定的基本标准与补充技术规格书存在矛盾。例如落锤试验，对于低钢级，壁厚小的钢管，试验时试样难以冲断，得不到试验结果。另外随着钢管行业市场竞争越来越激烈，用户盲目的追求质量，误认为标准制定得越严，检测手段越多越能提高钢管的质量。如对弯管进行压扁试验，就没考虑到弯管压扁试验试样的制取的问题。5感应加热弯管标准化建议 为促进我国油气输送钢制弯管行业标准化的进程，规范感应加热弯管标准化水平，使感应加热弯管标准更加严密、完善、统一、执行方便有效，建议感应加热弯管标准化开展以下工作： 组织国内权威的管线钢管研究单位编写专门针对某种类型钢管的感应加热弯管的标准。 跟踪国内外感应加热弯管技术的发展，比较国内外相关标准的差异，从中提取效率高、适用性强的标准，完善现有标准规范。 随着感应加热弯管技术的发展，国内在技术和标准化方面也要与国际接轨，如利用螺旋焊钢管作为母管进行弯制，现有技术标准需要及时引进和完善，从而促进感应加热弯管标准化过程。 参考文献1 SY/T 5257 油气输送用钢制弯管2 ISO 15590-1Petroleum and natural gas indust