管线管生产、检验作业指导书(起草)

1、有限公司作业文件编号：第 1 次 修 改管线管加工、检验作业指导书生效日期2009年1月1日编制： 审核：批准： 1 范围1.1 本作业指导书规定了无缝管线管生产的管坯准备、热轧、精整、热处理、管加工、无损探伤、检验等过程的作业程序。1.2 本作业指导书适用于热轧、热扩、热处理和机加工等工序。 1.3 本作业规程适用于API 5L规范中的PSL1产品规范水平、PLS2产品规范水平、酸性服役、海底服役的A25、A、B、X42、X46、X52、X56、X60、X65、X70、X80、X90、X100钢级及对应L系列钢级，规格外径为406.4mmD1219mm，壁厚t25mm的管线用钢管。2 引用标

2、准API 5L 管线管规范ISO 9303:1989 压力用无缝和电阻焊和感应焊钢管 纵向缺陷全周边超声波检验.ISO 11496:1993 石油天然气工业 承压钢管无损检测方法 无缝和焊接钢管管端分层缺欠的超声波检测ISO 10124:1994 石油天然气工业 承压钢管无损检测方法 无缝和焊接（埋弧焊除外）钢管分层缺欠的超声波检测 ISO 10543:1993 压力用无缝及热拉伸焊接钢管全周边超声波厚度检测3 工艺流程3.1调质态工艺流程管坯下料环形炉加热穿孔轧管步进炉再加热高压水除鳞减径（内定径）冷却矫直切头尾人工检验、修磨淬火炉加热水淬回火矫直冷却人工检验、修磨超声/涡流探伤切定尺静水压

3、试验倒坡口、加工钝边检查尺寸称重涂漆喷印标志包装入库。3.2 热轧态（含在线正火）工艺流程管坯下料环形炉加热穿孔轧管步进炉再加热高压水除鳞减径（内定径）冷却矫直切头尾人工检验、修磨超声/涡流探伤切定尺静水压试验倒坡口、加工钝边检查尺寸称重涂漆喷印标志包装入库。4、化学成分要求 化学成分要求应符合API 5L规范。PSL1、 PSL2、酸性服役、海上服役钢管化学成分（熔炼分析）应分别符合表1、表2、表3、表4规定，钢管成品的化学成分允许偏差应符合GB222规定。表1 PSL1钢管化学成分钢级化学成分质量分数(熔炼分析和产品分析) a （）CMnPSVNbTi max.b max.bmin.max

4、.max.max.max.max.L175或A250.210.600.0300.030L175P或A25P0.210.600.0450.0800.030L210或A0.220.900.0300.030L245或B0.281.200.0300.030c,dc,ddL290或X420.281.300.0300.030dddL320或X46L360或X52L390或X560.281.400.0300.030dddL415或X60L450或X65L485或X700.28e1.40e0.0300.030fffa最大铜（Cu）含量为0.20%，最大镍（Ni）含量为0.30%，最大铬（Cr）含量为0.30%

5、，最大钼（Mo）含量为0.15%。对于X52及以下钢级，不应有意加入Cu、Cr、Ni。b 碳含量比规定最大含量每减少0.01%，则允许锰含量比最大锰含量高0.05%；对于B、X42、X46、X52不得超过1.65%；对于X56、X60、X65不得超过1.75%；对于X70不得超过2.00%。c 除另有协议外，铌含量和钒含量之和应0.06%。d 铌含量、钒含量和钛含量之和应0.15。e 除另有协议外。f 除另有协议外，铌含量、钒含量和钛含量之和应0.15。表2 PSL2钢管化学成分钢级化学成分质量分数(熔炼分析和产品分析) （）碳当量a %CSiMnPSVNbTi其他CEWCEPcmmax.bm

6、ax.max.bmax.max.max.max.max.max.max.max.L245R/BRL245N/BN0.240.401.200.0250.015cc0.04e0.430.25L290R/X42RL290N/X42N0.240.401.200.0250.0150.060.050.04e0.430.25L320N/X46N 0.240.401.400.0250.0150.070.050.04d,e0.430.25L360N/X52N L390N/X56N0.240.451.400.0250.0150.10f0.050.04d,e0.430.25L415N/X60N0.24f0.45f1

7、.40f0.0250.0150.10f0.05f0.04fg,h依照协议L245Q/BQL290Q/X42QL320Q/X46Q0.180.451.400.0250.0150.050.050.04e0.430.25L360Q/X52Q0.180.451.500.0250.0150.050.050.04e0.430.25L390Q/X56Q0.180.451.500.0250.0150.070.050.04d,e0.430.25L415Q X60QL450Q/X65Q0.18f0.45f1.70f0.0250.015gggh0.430.25L485Q/X70Q0.18f0.45f1.80f0.0

8、250.015gggh0.430.25L555Q/X80Q0.18f0.45f1.90f0.0250.015gggi,j依照协议L625Q/X90QL690Q/X100Q0.16f0.45f1.900.0200.010gggj.k依照协议a 以产品分析为依据，对于壁厚t20mm 的无缝钢管，碳当量的极限值应协商确定。碳含量大于0.12%，使用CEW，碳含量小于等于0.12%，使用CEPcm。b 碳含量比规定最大含量每减少0.01%，则允许锰含量比最大锰含量高0.05%；对于B、X42、X46、X52不得超过1.65%；对于X56、X60、X65不得超过1.75%；对于X70不得超过2.00%，

9、对于X80不得超过2.20%。c除另有协议外，铌含量和钒含量之和应0.06%。d铌含量、钒含量和钛含量之和应0.15。e 除另有协议外，最大铜（Cu）含量为0.20%，最大镍（Ni）含量为0.30%，最大铬（Cr）含量为0.30%，最大钼（Mo）含量为0.15%。f 除另有协议外。g除另有协议外，铌含量、钒含量和钛含量之和应0.15。h除另有协议外，最大铜（Cu）含量为0.20%，最大镍（Ni）含量为0.50%，最大铬（Cr）含量为0.50%，最大钼（Mo）含量为0.50%。i 除另有协议外，最大铜（Cu）含量为0.20%，最大镍（Ni）含量为1.00%，最大铬（Cr）含量为0.50%，最大钼

10、（Mo）含量为0.50%。j最大硼（B）含量为0.004%。k除另有协议外，最大铜（Cu）含量为0.50%，最大铬（Cr）含量为0.55%，最大钼（Mo）含量为0.80%，最大镍（Ni）含量为1.00%。l 除标注j以外的其他PSL2钢级执行以下条款，除另有协议外，非特意添加的最大硼（B）含量为0.001%。表3 酸性服役钢管化学成分钢级化学成分质量分数(熔炼分析和产品分析) （）碳当量a %CSiMnPSVNbTi其他c,dCEWCEPcmmax.bmax.max.bmax.max.max.max.max.max.max.max.L245NS/BNS0.140.401.350.0200.00

11、8ff0.04g0.360.22L290NS/X42NS0.140.401.350.0200.0080.050.050.04-0.360.22L320NS/X46NS 0.140.401.400.0200.0080.070.050.04g0.380.23L360NS/X52NS0.160.451.650.0200.0080.100.050.04g0.430.25L245QS/BQSL290QS/X42QS0.140.401.350.0200.0080.040.040.04-0.340.22L320QS/X46QS0.150.451.400.0200.0080.050.050.04-0.360.

12、23L360QS/X52QS0.160.451.650.0200.0080.070.050.04g0.390.23L390QS/X56QS0.160.451.650.0200.0080.070.050.04g0.400.24L415Q SX60QS0.160.451.650.0200.0080.080.050.04g,i,k0.410.25L450QS/X65QS0.160.451.650.0200.0080.090.050.06g,i,k0.420.25L485QS/X70QS0.160.451.650.0200.0080.090.050.06g,i,k0.420.25a 以产品分析为依据，

13、量大于0.12%，使用CEW，碳含量小于等于0.12%，使用CEPcm。b 碳含量比规定最大含量每减少0.01%，则允许锰含量比最大锰含量高0.05%，最大增加2.0%。c Altotal0.060%；N0.012%；Al/N21(不适用钛镇静钢和钛处理钢)；Cu0.35%(如果协议，Cu0.10%)；Ni0.30%；Cr0.30%；Mo0.15%；B0.0005%。d在焊管有意增加钙含量的情况下，除另有协议外，如果S0.0015%则Ca/S1.5。对于SMLS管和焊管钙含量应0.006%。f 除另有协议，铌含量和钒含量之和应0.06g铌含量、钒含量和钛含量之和应0.15。i 如果协议，Mo含

14、量应0.35%。j 如果协议，Cr含量应0.45%k如果协议，Cr含量应0.45%且Ni含量应0.50%表4 海底服役钢管化学成分钢级化学成分质量分数(熔炼分析和产品分析)）碳当量a %CSiMnPSVNbTi其他cCEWCEPcmmax.bmax.max.bmax.max.max.max.max.max.max.max.L245NO/BNO0.140.401.350.0200.010dd0.04e,f0.360.22L290NO/X42NO0.140.401.350.0200.0100.050.050.04f0.360.22L320NO/X46NO0.140.401.400.0200.010

15、0.070.050.04e,f0.380.23L360NO/X52NO0.160.451.650.0200.0100.100.050.04e0.430.25L245QO/BQOL290QO/X42QO0.140.401.350.0200.0100.040.040.04f0.340.22L320QO/X46QO0.150.451.400.0200.0100.050.050.04f0.360.23L360QO/X52QO0.160.451.650.0200.0100.070.050.04e,h0.390.23L390QO/X56QO0.160.451.650.0200.0100.070.050.0

16、4e,h0.400.24L415QO/X60QO0.160.451.650.0200.0100.080.050.04e,h0.410.25L450QO/X65QO0.160.451.650.0200.0100.090.050.06e,h0.420.25L485QO/X70QO0.170.451.750.0200.0100.0100.050.06e,h0.420.23L555QO/X80QO0.170.451.850.0200.0100.0100.060.06e,h协议L625QO/X90QOL690QO/X100QO0.170.451.850.0200.0100.0100.060.06e,i协

17、议a 以产品分析为依据，碳含量大于0.12%，使用CEW，碳含量小于等于0.12%，使用CEPcm。b 碳含量比规定最大含量每减少0.01%，则允许锰含量比最大锰含量高0.05%，最大增加2.0%。c Altotal0.060%；N0.012%；Al/N21(不适用钛镇静钢和钛处理钢)。d 除另有协议，铌含量和钒含量之和应0.06e铌含量、钒含量和钛含量之和应0.15。f Cu0.35%；Ni0.30%；Cr0.30%；Mo0.10；B0.0005%。h Cu0.50%；Ni0.50%；Cr0.50%；Mo0.50；B0.0005%。i Cu0.50%；Ni0.60%；Cr0.55%；Mo0.

18、80；B0.0005%。5、性能、尺寸偏差要求5.1 尺寸及外形5.1.1外径5.1.1.1钢管的外径公称尺寸应符合API 5L或合同规定。5.1.1.2普通PSL1、PSL2和酸性服役管线钢管的外径允许偏差及椭圆度应符合表5-1规定，海底管线钢管的外径允许偏差及椭圆度应符合表5-2规定。表5-1 普通PSL1、PSL2和酸性服役管线钢管外径允许偏差及椭圆度规格范围管体外径公差（除管端外）管端外径公差管体外径椭圆度管端外径椭圆度406.4mmD610mm±0.0075D±0.005D，最大1.6mm0.020D0.015D610mmD1219mmD/t75±0.0

19、1D±2mm0.015D，最大15mm0.01D，最大13mmD/t75±0.01D±2mm协议协议表5-2 海底管线钢管外径允许偏差及椭圆度规格范围管体外径公差（除管端外）管端外径公差管体外径椭圆度管端外径椭圆度406.4mmD610mm±0.0075D±0.005D，最大1.6mm0.015D0.01D610mmD1219mmD/t75±0.01D±2mm0.01D，最大10mm0.0075D，最大8mmD/t75±0.01D±2mm协议协议5.1.1.3外径允许偏差及椭圆度检验频次不少于每20支一次

20、。5.1.2壁厚5.1.2.1钢管的壁厚公称尺寸应符合API 5L或合同规定。5.1.2.2普通PSL1、PSL2和酸性服役管线钢管的壁厚允许偏差及壁厚不均匀度应符合表6-1规定，海底管线钢管的外径允许偏差及椭圆度应符合表6-2规定。表6-1普通PSL1、PSL2和酸性服役管线钢管壁厚允许偏差及壁厚不均匀度标准壁厚公差（t）同一截面壁厚差API SPEC 5Lt4mm+0.6mm，-0.5mm壁厚公差的70%4mmt25mm+0.15t，-0.125tt25mm+3.7mm或+0.1t，取较大者-3.0mm或-0.1t，取较大者表6-2 海底管线钢管壁厚允许偏差及壁厚不均匀度标准壁厚公差（t）

21、同一截面壁厚差API SPEC 5Lt4mm+0.6mm，-0.5mm壁厚公差的70%4mmt10mm+0.15t，-0.125t10mmt25mm+0.125t，-0.125tt25mm+3.7mm或+0.1t，取较大者-3.0mm或-0.1t，取较大者5.1.3 长度 平端钢管定尺长度交货的钢管长度偏差为±500mm，平端钢管非定尺长度偏差应符合表7规定表7 平端钢管非定尺长度偏差长度组别m最小长度m每订货批最小平均长度m最大长度m62.745.336.8694.118.0010.29124.2710.6713.72注：除另有协议，海底管线管最小平均长度为12.1m，每根钢管的实

22、际长度在11.712.7m范围内。5.1.4直度 钢管全长总直度偏差不得超过钢管长度的0.2%，管体直度偏差1.5mm/m，管端1m内直度偏差4mm。5.1.5重量 对所有钢级和规格的管线钢管重量偏差不得超过：-3.5%，+10%。5.2化学成分钢管每炉应取两个50mm长试样（或在拉伸试样残样上取样）进行成品化学成分检验。化学分析至少应包括下列元素：C、Mn、Si、P、S、Cr、Ni、Cu、Mo、V、Nb、Ti、Al、B，钢管成品化学分析中各元素含量必须符合表1和表2规定。5.3性能要求5.3.1检验批 所有检验批最多不超过100根钢管。5.3.2拉伸试验每批在一根钢管上取一个试样进行横向或纵

23、向（横向优先）拉伸试验。拉伸试验试样取样和加工尺寸分别见表9、表10，拉伸试样加工图分别见附图1、附图2。表9 拉伸试样取样尺寸 单位：mm钢管外径钢管壁厚条样宽度圆棒样直径所有外径19.012.5-19.0-12.7表10 拉伸试样加工尺寸尺寸条状试样圆棒试样inmminmm标距长度，（G）2.000±0.00550.0±0.102.000±0.00550.8±0.10宽度或直径，（W或D）0.500±0.0112.5±0.250.500±0.01012.7±0.20试样厚度（T）试样壁厚试样壁厚试样直径试样直径

24、过渡圆角最小半径（R）1/2130.37510试样最小全长（L）8200-缩减截面最小长度（A）2-1/4602.2560夹持截面最小长度（B）250夹持截面近似宽度（C）3/420PSL1和PSL2钢管屈服强度、抗拉强度和屈强比应分别符合表11和表12规定，伸长率应符合API 5L公式计算最低要求。表11 PSL1钢管拉伸试验强度要求钢级屈服强度Rt0.5（MPa）抗拉强度Rm（MPa）L175/A25、L175P/A25P175310L210/A210335L245/B、L245R/BR245415L290/X42、L290R/X42R290415L320/X46320435L360/X5

25、2360460L390/X56390490L415/X60415520L450/X65450535L485/X70485570表12 PSL2钢管拉伸试验强度要求钢级屈服强度Rt0.5（MPa）抗拉强度Rm（MPa）最大屈强比Rt0.5/Rm最小最大最小最大L245R、L245N、L245Q、BR、BN、BQ2454504157600.93L290R、L290N、L290QX42R 、X42N、X42Q2904954157600.93L320N、L320QX46N、X46Q3205254357600.93L360N、L360QX52N、X52Q3605304607600.93L390N、L39

26、0QX56N、X56Q3905454907600.93L415N、L415QX60N、X60Q4155655207600.93L450Q、X65Q4506005357600.93L485Q、X70Q4856355707600.93L555Q、X80Q5557056258250.93L625Q、X90Q6257756959150.97L690Q、X100Q6908407609900.97注：（1）X90和X100屈强比可以协商更低值。 （2）酸性服役、海底服役钢管的屈服强度、抗拉强度和屈强比与相同钢级PSL2钢管一致。5.3.3冲击试验5.3.3.1除合同规定外，对PSL1钢管不要求做冲击试验。

27、5.3.3.2对PSL2、酸性服役、海底服役钢管应做横向冲击试验。钢管每批应取3个冲击试样进行夏比V型冲击试验（即做三个冲击值）。对X70以下（含X70）钢级且外径小于等于762mm的，全尺寸横向试样最低平均冲击功要求（三个试样平均）分别为27J，X80钢级以上（含X80）且外径小于等于762mm的全尺寸横向试样最低平均冲击功要求（三个试样平均）为40J。对X90以下（含X90）钢级且外径大于762mm的，全尺寸横向试样最低平均冲击功要求（三个试样平均）分别为40J，X100钢级且外径大于762mm的全尺寸横向试样最低平均冲击功要求（三个试样平均）为54J。单个试样的冲击功不应低于规定的全尺寸

28、试样要求的最低平均冲击功的3/4。当采用小尺寸试样时，应将单个试样的数值以及三个试样的平均值除以该试样宽度与全尺寸试样宽度的比值，使其换算成全尺寸值。冲击试验温度应为0。对所有钢级，应报告每一个试样的剪切面积。5.3.4硬度试验 仅限对酸性服役、海底服役管线钢管进行硬度检验，应该每批在一根钢管上取两个25mm环样做硬度检验，硬度试验在钢管横截面上进行。壁厚t4.0mm时仅在钢管横截面中部试验，壁厚4.0mmt6mm时仅在钢管横截面的外部和内表面试验。5.3.4.1酸性服役管线管，硬度250HV10（HB245）或22HRC。5.3.4.2海底服役管线管，对于L450或X65钢级，硬度270HV

29、10（HB266）或25HRC；对于L450或X65钢级，而且L555或X80钢级，硬度300HV10（HB294）或30HRC。5.3.5 HIC试验 酸性服役钢管应进行抗氢致开裂（HIC）试验，检验频次为前三炉每炉试验一次，随后不超过每10炉为一个试验批，每试验批试验一次，每个试样的三个截面的各个最大允许平均比率要求如下：a) 裂纹敏感率（CSR）2%。b) 裂纹长度率（CLR）15%。c) 裂纹厚度率（CTR）5%。5.3.6 SSC试验 进行工艺评定时，酸性服役钢管应进行硫化物应力开裂（SSC）试验，每个试样的加载应力为钢管最小屈服强度的72%。5.4复检对于拉伸和冲击试验，只要发现试

30、样有加工缺陷或与相应力学性能试验无关的材料缺欠，无论是在试验前后发现，均可将该试样作废，并从同一根钢管上另外取替代试样。5.4.1化学成分复验最初成品化学成分的两个试样不合，则该炉产品改判，或将该炉其余钢管逐根进行化学成分分析（只分析不合格元素）。若最初两个试样仅有一个不合，则该炉产品改判，或从该炉产品中另取两根钢管，每根钢管各取一个样进行复验；若复验的两个试样合格，则除挑出最初不合格的那根钢管外，该炉产品判为合格；若两个复验样有一个或两个不合格，则该炉产品改判，或将该炉剩余钢管逐根检验。对剩余钢管的检验仅检验原不合格的元素。5.4.2拉伸试验的复验若一批钢管最初取样的拉伸试样有一个不合，则可

31、从同一批中另取2根钢管复验，若复验样都合格，则除挑出原不合格的那根钢管外，该批钢管判为合格； 若一批钢管最初取样的一个以上试样不合格，或复验样有一个或多个不合格，则可对该批钢管逐根检验（逐根检验只检验初验中不合格项目），亦可重新热处理作为新的一批重新检验。经过一次从新热处理后，再次经过的任何热处理，应与购方商定。5.4.3夏比冲击试验的复验一组夏比冲击试样的试验结果不合，可从该批中另取2根钢管复验，若复验样都合，则除挑出原不合格的那根钢管外，该批钢管判为合格；若两组试验中任一组试验结果不合，则应对该批钢管逐根检验，或对该批钢管重新热处理作为新的一批重新检验，经过一次从新热处理后，再次经过的任何

32、热处理，应与购方商定。6、特殊检验和试验6.1管端检验管端的内外棱边上应清除毛刺，并吸灰干净。端部如图3检验斜度不超过1.6mm。平端钢管管端应开坡口和钝边，坡口角为，以钢管轴线的垂线为基准测量，钝边尺寸为1.6±0.8mm。对需要加工或修磨内表面以保证钝边公差的钢管，以纵向轴线为基准测量的内锥角应不大于表15所列数值。表15 规定壁厚的最大内锥角规定壁厚(mm)最大内锥角(°)10.57.010.5至14.09.514.0至17.011.017.014.06.2无损探伤检验6.2.1 管体无损检测对非酸性和/或海上服役条件的PSL2钢管和调质处理B钢级管线管采用L4超声纵

33、向探伤或B级涡流探伤。对于酸性和/或海上服役条件的钢管，应进行全管体纵向缺欠的超声波检验。验收极限应符合ISO 9303：1989规定的验收等级L2。对未被自动检测系统覆盖的管端，采用人工UT方法进行缺陷检验。6.2.2 管体分层缺欠检测对于酸性和/或海上服役条件的钢管，超过表16验收极限的单个分层和/或分布密度的分层应判为缺陷，应按照ISO 10124的要求，采用超声波检验方法对这些要求的符合性进行验证。自动检验的覆盖面应20%的钢管表面。表16 分层缺欠的验收极限服役条件最大单个缺欠考虑的最小缺欠尺寸最大分布密度面积mm2面积mm2长度mm宽度mm海上服役条件100030035810(每1m×1m的正方形)酸性服役条件50015015810(每500mm×500mm的正方形)6.2.3 管端分层缺欠检测对于酸性和/或海上服役条件壁厚t5.0mm的钢管，应按照ISO 11496的要求，对距每个管端50mm区域内进行手工超声检验，以确认钢管不存在上述分层缺陷。6.2.4 壁厚的超声检测对于酸性和/或海上服役条件的钢管，应按照ISO 10543或ASTM E114的规定，进行全管体超声波壁厚检测，当t25mm时，最薄壁厚不小于名义壁厚的87.5%。当t=25mm时，最薄壁厚不小于名义壁厚的12%。壁厚检测的覆盖面应25%的钢管表面。6.3静水压检验