APISpec2H近海平台管接头用碳锰钢板规范

1、API Spec 2H近海平台管接头用碳镒钢板规范碳镒钢板规范API Spec 2H1999年8月第8版4)生效日期：2000年1月1日美国石油学会翻译：王洪超校对：王国平特别注解API 出版物有必要提出一个共性的咨询题，有关专门的情形，宜审查地点、州和联邦的法律和法规。API 没有要求雇主、制造厂或供货商承担预先告知和适当培训及装备其雇员和涉及健康和安全危害有关人员的责任，也没有要求他们承担地点、州和联邦法律的责任。涉及安全和健康危害的资料和有关专门材料和条件的适当的预防措施宜从雇主、制造厂或该材料的供货商获得，或者从材料的安全参数资料中获得。API 出版物中所含有的内容关于制造、销售任何方

2、法的使用、专利证书范畴内的设备或产品并不意味着授与了任何权益，也不保证任何人在使用出版物所包含的内容中不侵犯有关专利证书而违反法律规定。通常， API 标准每 5年要审查、修改、重新批准或者撤消，有时可延长2 年的审查周期。在出版日期之后5 年就不再作为有效的API 版本， 再版前已得到延期批准。出版标准的状态能够从API 授权部门查清电话(202)682-8000， API 出版物和资料的名目每年定期出版，并由API 每季适时更新。地址： 1200 L Street, N. W., Washington, D. C. 20005。本文件按照标准化程序出版，该程序保证适当的通报，参加到进展的过

3、程中并指定为API 的标准。涉及到标准内容讲明的咨询题和意见以及涉及标准开发的程序咨询题可直截了当书面写给美国石油学会Upstream Segment 的部长/总经理，1220 L Street, N. W., Washington, D. C. 20005,要 求承诺出版或翻译全部或部分标准的要求也可写给部长。API 标准出版能容易地得到大量有效性的证明、良好的工程和操作实践。涉及在什么时候和什么地点适宜使用这些标准时，这些标准并不妄图排除采纳良好工程判定的需要。API 标准的系统阐述和出版并不打算以任何方式去禁止任何人使用任何其它的实践方法。任何符合API 标准的标志要求进行标志的设备或材

4、料应对符合该标准全部要求负全部的责任。API 并不代表或保证该产品实际上符合所采纳的API 标准。版权所有。未经出版商事先的书面许可，本标准不得以任何形式进行复制、储备或传播。请与我们联系( API PUBLISHING SERVICES， 1220 L STREET， N.W.,WASHINGTON,D.C.20005)、，. 前言本规范归美国石油学会近海结构标准化委员会治理。本规范的目的是为选购用于制造海上平台焊接管接头的通用钢板提供标准。任何人只要情愿，都能够使用API 出版物 API 为保证其标准内容的准确性和可靠性做了不懈的努力。但本学会不负责、担保或保证API 规范在使用中显现的任

5、何咨询题。因此学会郑重声明，关于因使用API 规范造成的缺失或损害，或因使用API 规范造成的可能与联邦、州或市法规相抵触的违法行为，本学会不承担任何责任和义务。邀请建议的修改意见，宜送交美国石油学会开发部经理：API,1220 LStreet, N.W., Washington, D.C., 20005。对订购 API 2H 钢板的建议在订购按API Spec 2H 规范生产的钢板时，买方应在订单上指定下述内容：规范API Spec 2H数量/规格 按照需要级别42 或 50再处理（参见4.2）讲明是否承诺按4.2进行再处理化学成分要求（参见表4-1，脚注b 和 d）讲明是否承诺使用钛和/或

6、钒、锆，如果承诺，须讲明限量买方在轧制厂检验讲明提早通知的要求交货日期及运输讲明按照需要补充要求按照需要买方宜在订单上注明由买方任选的下述有关补充要求。注：本规范第1 章讲明了几条补充要求的目的和/或作用。51 超声波检测52 较低温度下的缺口韧性52.1 -60下的缺口韧性52.2 不在 -40或 -60的温度下的缺口韧性52.3 较高的缺口韧性能量值53 单张钢板试验54 厚度方向（Z 向）性能试验55 改善了厚度方向性能的低硫钢57 应变-时效条件下为改善缺口韧性的低含氮量58 应变-时效夏比V 形缺口冲击试验59 模拟焊后热处理S11 生产前评定S12 用落锤法测定缺口韧性S13 表面

7、质量S14 厚度公差专门注释：不应将本规范的任何内容讲明为委员会偏向于任何材料或工艺。在选择材料和工艺时，买方应按照自己的体会和钢板的预定用途而定。范畴参考文献交货的一样要求制造化学成分要求机械性能要求缺口韧性要求标志附录 A 补充要求表化学成分要求抗拉性能要求夏比 V 型缺口试验的缺口韧性要求S2-1较低温度下的缺口韧性要求，在-67 °F (-55C)下做落锤试验“不 破坏”或做夏比冲击试验近海平台管接头用碳锰钢板规范范畴包括范畴。本规范包括用于近海结构物焊接建筑中厚度小于等于4in的两个中等强度级别的钢板，选定的关键部位的钢板必须能抗冲击、塑性疲劳载荷和层状撕裂。这些钢板意为按

8、照API Spec 2B 要紧通过冷成形和焊接方法进行加工使用的。焊接工艺十分重要且应假定焊接工艺对钢材及其预定用途都应是适合的。反过来讲，这种钢材宜适合于在船厂及近海条件下的加工和焊接。API Spec 2W 和 2Y 包括具有相似的机械性能但改善了可焊性的同类钢材。这种改善是在最大承诺范畴内减少化学成分的结果，并通过改变热处理的方法和/或工艺实现。这些钢材要紧用于管接头、带筋板的结构和其他它交部位，在这些部位中，部分钢板在厚度方向（Z向）上将随拉伸载荷。补充要求S-4为钢材 制造厂对钢板进行厚度方向（ Z 向） 试验提供并规定了验收标准。补充要求S-1 为钢材制造厂对钢板作超声波检没提供并

9、规定了验收标准。当厚度方向的性能专门重要，但未规定Z向试验时，补充要求S-5规定了低硫化学成分，目的在于减小钢板内硫化物杂质的大小和含量。补充要求S-5既不代替S-4厚度方向的试验，也不保证厚度方向的最低延展性。但体会表明，低硫碳锰钢的断面收缩率一样至少为20%。因此，当不要求试验时，则可用补充要求S-5代替补充要求S-4。如果进行试验，要求用低 硫钢，则应按补充要求S-4和S-5执行。第7章或S-12中规定的缺口韧性要求适合于在气候温度和地区（最低 工作温度14下）的水下或水上使用。冷成形的材料由于变形，专门是那些 在经时效处理的材料部位由于加厚或支撑焊接时，其韧性低于原始钢板。第 7 章中

10、对钢板的要求包含对由于变形和时效导致的韧性降低适当调整措施。然而，化学成分或制造工艺的差异可能导致比上述情形大得多的韧性降低。 补充要求S-7 和 S-8 讨论了应变-时效咨询题，当应变量超过5%或 “含氮量X应变量%”超过0.040时，需考虑使用S-7和/或S-8。补充要求S-8 规定了在特定的温度及重要的应变程度下需做的试验，并建议体会不足的 所有买方购买材料时使用。1.4.1用于较低工作温度时，宜考虑用较低的试验温度。补充要求 S-2 规定了在不同于第6章或S-12指定的温度下进行的冲击试验。S2.1规定了 在-60C下进行的落锤或夏比V形缺口试验。S2.2规定在低于-40C但不到- 6

11、0 c的温度下进行该项试验。期望在本规范所包含的产品上使用 API会标的制造厂，需向美国石油 学会表明有关教育、培训、经历的程序和/或考核结果并取得认可，以确保 生产人员胜任本规范规定或参照关于焊接、检验、无损检测和试验等方面 要求。参考文献本文所参考标准的适用版本如下：APISpec 2B结构钢管的制造ASTM美国试验和材料学会，100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, Pennsylvania 19428-2959A6/A6M-98a结构上用的轧制钢棒、钢板、型钢和桩材的通用要求标准 规范A20/A20M-97b压力容器用钢板通用要求标准规范A37

12、0-97a钢产品机械性能标准试验方法和定义A578/578M-96专门用途一般钢板和复合钢板超声直射波超声波检测 标准规范E23-98金属材料棒料缺口冲击试验的标准试验方法E208-95a 铁素体钢无延展性过渡温度的导向落锤试验的标准试验 方法交货的一样要求按照本规范供应的材料应符合 ASTM A6/A6M-98a结构上用的轧制钢 棒、钢板、型钢和桩材的通用要求标准规范中第 4、9、13、14、18和19 章的规定，并应按照第8章的规定进行标志。所有表面均应目视检测缺陷。制造除4.2承诺外，所有钢板都应由材料制造厂进行正火处理。另外，制造 厂能够在试件上按照材料制造厂确定的工艺按照ASTM A

13、6/A6M第6章的规定进行正火。再处理。正火后不能满足最低机械性能要求的公称厚度超过21/2in的50级钢板，在买方许可的情形下，可加热到1500°F (815C)和1700°F (925C)之间进行调质处理，以产生奥氏体组织，保温足够的时刻使整个材 料达到温度平均，然后在合适的介质中淬火，并在1100°F至1300°F (595C 至705C)的温度范畴内回火。化学成分要求钢材应符合表1规定的化学成分要求和5.2的附加要求。表1 一化学成分要求元素要求的重量百分比,Wt %元素要求的重量百分比,Wt %4250级别4250级别碳，最高含量能炉前分析0.

14、180.18炉前分析<0.040.01-0.04产品分析0.220.22产品分析<0.050.005-0.05镒钛< 0.020b< 0.020b炉前分析0.90-1.35a1.15-1.60铝，总计产品分析0.84-1.46a1.07-1.72炉前分析0.02-0.060.02-0.06磷，最高含量产品分析0.015-0.060.015-0.06炉前分析0.0300.030氮，最高含量产品分析0.0400.040炉前分析0.012c0.012c硫，最高含量产品分析0.0170.017炉前分析0.0100.010帆dd产品分析0.0150.015错dd硅铀，最高含量e炉

15、前分析0.05-0.400.05-0.40炉前分析0.01000.0100产品分析0.05-0.450.05-0.450.01100.0110注:a镒含量炉前分析达1.60,产品分析达1.72,承诺由材料制造厂选择。b如果有最低值，应商定并在订货单上注明。c不得有意加入。d未经买方专门许可，不得有意加入，现在炉前分析和产品分析的限 量，应商定并在订货单上注明。e如果非有意加入铀或稀土金属，则不需分析。碳当量(CE)。应运算和报告碳当量(CE), CE值由下式求出：Mn Cr Mo V (Ni Cu)CE C 65155.2.1 CE的最大值应如下所示：级别厚度CE最大42<21/2&qu

16、ot;0.43>21/20.4550< 2 0.43>20.45有意加入的任何元素和CE公式中的所有元素均应写入报告。未经买方专门许可，不得有意加入硼、钮、错、铀和其他稀土金属。如果加入了 5.4列出的任何元素，必须按照8.1 b的规定对钢板作出附 加标志。机械性能要求试样所代表的材料应符合表2给出的抗拉性能要求。表2抗拉性能要求性能42级50级屈服强度Ksi (MPa),最低t< 2.5in42 (289)50 (345)t>2.5in42 (289)47 (324)抗拉强度Ksi (MPa)62-82 (427-565)70-90 (483-620)延伸率(最

17、小)24232in (50mm)8 in (200mm)2018缺口韧性要求冲击试验应采纳夏比V形缺口试验。除非每炉钢少于50t时一次试验就足够外，冲击试样的取样位置应与代 表每炉钢的最薄与最厚提伸试验坯料相邻。如果有更严格的要求，可规定S2和/或S12补充要求。夏比V形缺口冲击试验。应按照ASTM A370第19章的规定对三个横 向试样进行试验。表3给出了试样尺寸、试验温度和能量要求。由于含碳 量和含硫量低，全尺寸试样的能量值通常超过 ASTM E23的限制。为防止 这种情形，生产厂家制定了任一种由试样尺寸、能量要求和试验温度组合 而成的小尺寸试样的可供选择的试验方案，如同表3所示，可在方案

18、A至E中任选。如果三个试样的平均能量值低于规定的平均值，或单个试样的能量值 低于单个试样规定的最低值，则可按下述步骤重新试验：另取三个试样重新试验，其中每一试样的能量值必须等于或大于规定 的最低平均能量值。如果重新试验仍达不到所要求的能量值，可对钢板重新正火或调质， 然后重新试验。重新正火或调质后，应按照7.2的规定取样并评定。标志按照本规范提供的钢板，应由钢板制造厂按照 ASTM A6/A6M第12 章和第19章的规定进行标志，如果规定使用补充要求 S3,则应按照AST M A20/A20M的13和20.1章的规定并附加下述内容进行标志：API会标应用于符合本规范要求的产品并仅限于授权的制造

19、厂使用。情愿获得API会标许可证的制造厂应写信向 API office at 1220L Street, N. W., Washington D.C.20005索取申请资料，或购买一份已批准使用 API会标 制造厂的申请包或采购一份有 API会标使用证书制造厂名录的副本，订单 号 811-00005。42级钢应标注 API 2H-42。50级钢应标注 API 2H-50O以轧制（未淬火）状态供货，需由加工厂热处理的钢板，应标志出尾 标“G”；以正火状态供货的钢板，应标志出尾标“ N”；调质钢板应标志出 尾标“QT”；例如50级正火钢板的标志为“ API 2H-50N”。如果在钢板中加入了 5.

20、4提到的任何化学元素，应在按8.1 b列出的钢 板标志中紧靠“ H”增加标志“ C”（例如，API 2HC-50）。表3一夏比V形缺口试验的缺口韧性要求等级试件选项mmft-lb (J)ft-lb (J)T ()42A10X1025 (34)20 (27)-40 (-40)B7.5 ¥025 (34)20 (27)-40 (-40)C5.0 ¥025 (34)20 (27)-40 (-40)D7.5 ¥019 (26)15 (20)-50 (-46)E5.0 ¥013 (18)10 (14)-80 (-62)50A10X1030 (41)25 (34)-

21、40 (-40)B7.5 ¥030 (41)25 (34)-40 (-40)C5.0 ¥030 (41)25 (34)-40 (-40)D7.5 ¥023 (31)19 (26)-50 (-46)E5.0 ¥015 (20)13 (18)-80 (-62)附录A一补充要求经买方和材料制造厂同意并在定单中规定时，应遵循下列补充要求。S1 超声波检测S1.1应按照ASTM A578/A578M-96专门用途一般钢板和复合钢板 超声直射波超声波检测标准规范的要求，对每张钢板进行脉冲反射超声 波检测。应采纳验收标准-II级。任何尺寸大于3in (75mm)的叠层

22、(定义为 背射的完全衰减)都应拒收。S1.2应提供每张钢板的检测报告，并在简图上注明背射衰减在50%以 上的范畴。52 较低温度下的缺口韧性试验52.1 缺口韧性试验应按照第7章或S12的要求进行，并应符合表S2- 2 (代替表6.1或S12.2)的要求。52.2 冲击试验可在低于表6.1或S12.2规定，且不同于表S2-1规定的 温度下进行。试验温度应由买方规定并征得材料制造厂同意。52.3 如果设计条件要求更高的冲击能量，经买方和材料制造厂同意， 可规定高于表S2-1列出的能量值。表S2-1一较低温度下的缺口韧性要求，在-677 (-55C)下做落锤试验“不破坏”或做夏比冲击试验等级试样尺

23、寸平均最小能量单个最小能量试验温度mmft lbf (J)ft Ibf (J)F (C)4210X1025 (34)20 (27)-76 (60)5010X1035 (48)30 (41)-76 (60)53 逐张钢板试验53.1 当需要对每张钢板都进行试验时，可订购符合ASTM A20/A20M第11章和第12章要求的钢板。54.1 本补充要求包括用拉伸试样确定拉伸断面收缩率的试验程序和验收标准，关于厚度等于和大于 3/4in (19mm)的钢板，上述拉伸试样的轴线与其钢板表面垂直。其中的定义应符合ASTM A370 的规定。54.2 试样的数量。每张轧制钢板(母材)应取两个试样。54.3

24、试样的方向。试样的纵轴应垂直于钢板平面。54.4 试样的位置。应在钢锭的轴线或扁钢坯的纵向中心线在板的每个棱边或端面的相交处取一个试样。54.5 试样的制备。应按照下述方法制备试样：延长部分应与被试验钢板的两面相连接，其轴线应重合。采纳的连接方法应使被试验的钢板试样产生最小的热阻碍区。摩擦(惯性)焊、螺栓焊、电子束焊或爱护金属电弧焊等方法差不多证明是适用的。所选用的延长部分材料应使破坏发生在钢板试样上。除钢板厚度小于11/4in (32mm)可采纳0.350in (8.75mm)试样外，试样 均应机加工成 ASTM A370方法和定义中图5规定的0.500in (12.5mm)圆形 试样的形状

25、和尺寸。全厚度钢板应平均一致，不承诺有坡度。试样圆柱部分的长度(ASTM A370图5中“G”)应按照需要进行调整，使钢板的厚度处于直径平均 部分的长度之内。54.6 试验。应按照ASTM A370 的要求进行拉伸试验。54.7 验收标准。厚度方向试验的验收标准应如下所述：每一拉伸试样的断面收缩率不应小于30%。如果取自同一张钢板的两个试样之一的断面收缩率低于30%而不小于25%， 则应在邻近失败试样处，再切取两个试样重新试验，这两个试样的断面收缩率均应等于或大于30%。经材料制造厂和买方同意，可确定大于 S4.7a所述的最小断面收缩率。54.8 标志。按照本厚度方向试验程序验收的钢板，应在邻

26、近所要求其它的标志处用钢印或模版打上“ Z”进行标识(如，API 2H-50Z)。S5 改善了厚度方向性能的低硫钢55.1 目的。本补充要求的目的在于通过化学操纵方法提供低等级硫化物杂质含量的钢板，从而减少钢板在连接焊缝区域产生层状撕裂的可能性。55.2 化学成分。除炉前分析的最大含硫量应为0.006%外，钢板应符合表 4.1 规定的化学成分要求。55.3 硫化物形状的操纵。如果订单要求或承诺操纵硫化物形状，其操纵方法及其要求应经买方和制造厂同意。55.4 厚度方向试验。本补充要求不要求做厚度方向（Z向）的拉伸试 验。55.5 标示。按照本补充要求验收的钢板，应在邻近所要求其它的标志处用钢印打

27、上“ LS”进行标识（如，API 2HXLS）。注：“X”指的是8.1 c中要求的“ G”、"N”或“QT”。57 为改善变形-硬化条件下的缺口韧性的低含氮量57.1 炉前分析的最大含氮量应为0.009%。58 应变-时效夏比V 形缺口冲击试验58.1 代表每炉钢所产钢板的最厚和最薄处用于夏比V 型缺口冲击试验试件的材料，在切削试样之前应使其在轴向拉力的作用下产生5%的平均应变，如有规定可超过5%,并在480 F （250C）温度下时效处理1h。由 这些试样得到的试验结果应符合第7 节的要求。S11 生产前评定511.1 本补充要求对在特定化学成分范畴内的钢材，结合具体炼钢和轧制工艺，用专门的焊接和机械试验方法进行预评定。本补充要求的目的是尽量减少在加工现场预备和评定焊接工艺所需的时刻和试验工作量。511.2 在API RP 2Z第3和第4章中，包含了所要求的专门试验方法。如果制造厂向买方提供了中意的资料，为实现本补充要求，可同意制造厂的预评定结果。511.3 应按照API RP 2Z第3章的规定做焊缝热阻碍区裂纹尖端张开 位移(CTOD)试验。其中规定了在下述条件范畴内的试验要求：热输入：1.54.5kJ/mm (38114kJ/in)预热温度：100250