SYT 7653-2021 石油天然气钻采设备 耐蚀螺栓连接

中华人民共和国石油天然气行业标准石油天然气钻采设备耐蚀螺栓连接2021—11-16发布2022-02—16实施国家能源局发布I Ⅲ 12规范性引用文件 13术语、定义及缩略语 23.1术语和定义 23.2缩略语 24螺栓连接的鉴定 24.1总则 24.2鉴定试验 34.3材料和尺寸 34.4螺栓连接鉴定的接受准则 34.5鉴定记录 4 45通过鉴定后螺栓连接的生产 45.1原材料供应商的鉴定 45.2分包商资质鉴定 55.3材料规范 65.4制造工艺规范 65.5原材料 85.6化学分析 85.7力学性能 85.8金相要求 85.9检验和试验要求 85.10尺寸检验 95.11无损检测(NDE)要求 95.12材料定性识别 7试验报告 118.1产品标志 8.2本文件要求的标志 9记录保持 Ⅱ10贮存和运输 附录A(规范性)硬度检测方法 附录C(规范性)防止镍基合金污染 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的本文件起草单位：河北华北石油荣盛机械制造有限公司、石油工业井控装置质量监督检验中心、中国石油集团油田技术服务有限公司、中石油江汉机械研究所有限公司、石油工业标准化研1石油天然气钻采设备耐蚀螺栓连接下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适GB/T197普通螺纹公差GB/T230(所有部分)金属材料洛氏硬度试验GB/T231(所有部分)金属材料布氏硬度试验GB/T2828.1—2012计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽GB/T5779.1紧固件表面缺陷螺栓、螺钉和螺柱一般要求GB/T8647.10镍化学分析方法砷、镉、铅、锌、锑、铋、锡、钴、铜、锰、镁、硅、铝、铁量的测定发射光谱法GB/T9452热处理炉有效加热区测定方法GB/T11170不锈钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法(常规法)GB/T18851(所有部分)无损检测一渗透检测GB/T19001质量管理体系要求(GB/T19001—2016,ISO9001:2015)GB/T20972.3石油天然气工业油气开采中用于含硫化氢环境的材料第3部分：抗开裂耐蚀GB/T22513石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树(GB/T22513—2013,ISOGB/T27020合格评定各类检验机构的运作要求GB/T27025检测和校准实验室能力的通用要求NB/T47013.5承压设备无损检测第5部分：渗透检测ASTMA453膨胀系数与奥氏体不锈钢相当的高温螺栓标准规范(Standardspecificationforhigh-temperaturebolting,wASTMA751钢产品化学分析的标准试验方法，做法和术语(Standardtestmethods,practices,andterminologyforchemicalanalysisofsteelproASTME1417/E1417M液体渗透测试的标准做法(Standardpracticeforliquidpe23术语、定义及缩略语3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。螺栓连接bolting全螺纹螺柱、栽丝螺柱、双头螺柱、带头螺栓、带帽螺钉、螺钉和螺母的总称。耐蚀螺栓连接corrosion-resistantbolting由通过添加合金元素提高耐蚀性的金属制造的螺栓连接。生产批productionlot使用热处理分批炉，从同一冶炼炉并且同一热处理批次加工成型的单一公称直径和等级的螺栓连接的数量；或使用热处理连续炉，在相同条件下热处理连续运行不超过8h的产品。锻造组织wroughtstructure不含铸造树枝状组织的结构。下列缩略语适用于本文件。BSL:螺栓连接规范级别(boltingspecificationlevel)MPS:制造工艺规范(manufacturingprocesNDE:无损检测(nondestructiveexamination)4螺栓连接的鉴定4.1总则4.1.1本文件规定了两种螺栓连接规范级别(BSL)的要求，即BSL-2和BSL-3,BSL定义了不同的技术、质量和鉴定要求。BSL后随的数字越大，其技术、质量和鉴定准则的要求越高。本文件中无BSL-1的要求。本文件还规定了九组螺栓连接类型的要求。每组螺栓连接类型都应鉴定。较高级别BSL的鉴定覆盖较低的BSL的鉴定。制造商可自行选择鉴定的级别和组别。4.1.2鉴定用螺栓连接的原材料应从5.1规定的供应商处采购，并按照螺栓连接材料适用的MPS制造。4.1.3螺栓连接的鉴定按以下产品形式、工艺过程和尺寸分组：a)机加工螺柱；b)机加工螺栓、螺钉和螺母；c)冷成型螺栓、螺钉和螺母；d)热成型螺栓和螺钉，公称直径小于38.1mm(1.5in);e)热成型螺栓和螺钉，公称直径大于或等于38.1mm(1.5in);f)滚压螺纹螺柱、螺栓和螺钉，直径小于38.1mm(1.5in);g)滚压螺纹螺柱、螺栓和螺钉，直径大于或等于38.1mm(1.5im);h)热成型螺母，公称直径小于38.1mm(1.5in);i)热成型螺母，公称直径大于或等于38.1mm(1.5in);3j)买方可指定按照本文件制造的其他几何形状的螺栓连接。4.2.1鉴定试验应由制造商按4.1.1的BSL分级和4.1.3的螺栓连接类型分组组织实施。鉴定用螺栓连接应满足表1中所列项目和对应条款的要求。金相表面无损检测内部无损检测见5.5.1见5.4.5见5.72见5.8见5.9.2见5.11.2.1见5.11.2.2见5.5.2见5.4.5见5.73见5.8见5.9.2见5.11.3.1见5.11.3.24.2.2所有要求的试验，包括由原材料供应商出具证明的试验，应由通过了如GB/T270检验机构，其认可标准可以用GB/T27020或者等效的认可标准代替GB/T27025。4.2.4制造商应建立至少满足GB/T19001要求的质量管理体系。4.2.5制造商应保存通过鉴定的产品的MPS(见5.4)和鉴定记录(见4.5),记录应可随时获取。鉴定记录应列出通过鉴定的产品、工艺和尺寸，以及表1中的试验和检验结果。——符合SY/T7390的时效硬化镍基表1规定的试验结果应符合第5章和制造商书面规范规定的接受准则，并按照4.5记录结果。4.4.2.1试验结果不符合验收准则时，应对所使用的MPS、工艺和规程重新进行评估，并重新进行4.4.2.3制造商继续对同批次进行鉴定时，则整批产品应再次热处理。对于SY/T7390合金和4.4.2.4对于再次热处理的批次，应重新进行所有的鉴定试验。如果任何项试验结果不符合验收准4.4.2.5再次热处理导致MPS发生任何变化时，则应修改MPS以反映新的过程(工艺)控制变量。4螺栓连接鉴定文件应包含以下记录：a)所依据的SY/T7390合金、ASTMA453Gr.660D(包括修订版)的版次和制造商规范的版次；b)冶炼炉号，热处理批号，SY/T7390合金、ASTMA453Gr.660D材料的生产编号；c)原材料供应商；d)原材料精炼方法，f)过程(工艺)控制变量；g)制造工艺规范；h)成型，如适用；i)热处理；j)机加工，如适用；k)滚丝螺纹，如适用；1)试验结果记录，适用于第4章和第5章；n)人员资质；o)实验室资质；p)鉴定试验不合格报告和纠正措施报告；q)分包商名称、地址和每个分包工艺的鉴定记录，见5.2。以下内容为螺栓连接鉴定的限定范围，如下列任一因素发生变化应重新进行鉴定：a)热处理方法(设备类型、加热炉控制方法却方法)变化时；b)增加原材料供应商，之前没有按照第5章的要求进行鉴定；c)机加工、滚丝螺纹方法(设备类型、控制方法)的变化；d)热成型工艺的变化——设备类型、加热方法和温度控制方法；e)5.2.1所列过程的分包商。5通过鉴定后螺栓连接的生产5.1原材料供应商的鉴定5.1.1原材料供应商经制造商批准后方能提供原材料。制造商应将批准的程序形成文件并实施，以鉴定提供各种等级和热处理材料的供应商。批准的程序应以质量保证和技术评估为基础，建立评估原材料供应商的方法，以持续保证供应商的能力。5.1.2除采用符合适用标准(如GB/T19001)的质量管理体系外，原材料供应商应保留能证明其具备生产符合本文件材料的技术能力的书面证据，并应有文件化的程序，以证明其连续生产合格产品的能力。两种BSL原材料供应商技术评估的方法如下。a)BSL-2应使用下列三种或四种方法：1)原材料入库检验，如适用包括内部NDE和表面NDE、化学成分分析、金相组织、机械性能和尺寸；2)原材料首件评估；3)技术能力的证明，如试验或检测、接收的材料质量、不符合分析等54)每隔三年至少进行一次的现场技术审核。5.1.3制造商应要求原材料供应商对每种原材料进行以下控制：a)化学成分控制；b)熔炼工艺控制；c)浇注工艺控制；d)热加工工艺控制；e)热处理控制(如适用);f)原材料检测和验收准则(清洁度要求、孔隙率和夹杂物限定比例、晶粒度、第二相、微观组织等，如适用);g)保证无焊接的控制。以下任何一项分包，制造商应按照本章要求进行a)顶锻(单个紧固件顶部成形);b)热处理；c)螺纹加工；d)镀层或涂层；f)机械性能；g)金相检验，见5.8;a)按照GB/T19001的规定对所有BSL进行质量管理体系评估。c)至少按照GB/T27020(仅限NDE)、GB/T27025进行实验室评估。5.2.2.2分包商应具有现场技术负责人(技术机构),且对技术负责人(技术机构)的能力应形成文件。a)BSL-2的要求：1)质量管理体系的评估，确保分包商的质量管理体系应符合GB/T19001、GB/T27020(仅2)对于要求的实验室服务，可接受符合GB/T27020(仅限NDE)或GB/T27025的独立或3)由技术机构在3年至少一次的周期内进行现场过程审核；4)应按照5.2对分包商技术能力的书面证据进行评估，评估至少应包括认证、试验和测量设6b)BSL-3的要求：1)应满足BSL-2的要求；2)根据制造商的程序文件对每个分包过程进行首件评估。5.3.1螺栓连接制造商应以材料规范的形式编制和记录原材料要求。根据GB/T20972.3、GB/T22513、SY/T7390、ASTMA453,原始设备制造商或螺栓连接制造商的采购规范，材料规范应包括a)材料等级，包括化学元素成分的含量和允许范围；b)可接受熔炼工艺和炉外精炼；c)可接受的锻造比范围；d)可接受的微观组织(仅适用于SY/T7390涵盖的合金);f)机械性能；螺栓连接制造商应编制MPS,其内容至少应包括所有螺栓连接制造参数的允许水平、包括5.4.2中的工艺控制变量、5.4.3中的锻造(热顶锻)参数和5.4.4中的热处理参数。加工过程应符合附录A的要求。a)镦锻设备；b)热成型加热方法；d)热处理设备和工艺；e)机加工和攻丝设备：单头(车床)、多头螺纹铣刀、滚压机、切削丝锥、成型丝锥；g)钢厂资源(名称和地址);h)外包活动供应商(名称和地址)。5.4.3锻造(热顶锻)影响因素以下为锻造(热顶锻)影响因素，如适用：a)设备；b)加热方法(加热炉、感应);c)温度控制(热电偶、光学、红外高温计、故障安全切断);d)时间和温度；7以下为热处理影响因素，如适用：a)设备(分批炉、连续炉);b)时间和温度；c)冷却介质(如类型、介质浓度、淬火温度、搅拌);d)控制和校准方法；e)装炉图表或照片，对于钢厂已热处理的产品，如果螺栓连接制造商已按照5.1.2a)2)进行了首件评估，则该要求忽略。5.4.5.1锻造和热顶锻应符合制造商的程序规定。5.4.5.2热处理应满足相关的GB/T20972.3、SY/T7390或ASTMA453要求。5.4.5.3满足SY/T7390材料的热处理应在完成材料的最终热成型操作后进行鉴定。热处理设备的鉴定和校准、温度检测、固溶退火、时效硬化时间和温度应按照SY/T7390的要求进行。5.4.5.4满足ASTMA453Gr.660D材料的热处理应按照ASTM5.4.5.5分批式加热炉的鉴定应符合GB/T9452、GB/T22513的规定；连续式加热炉的鉴定应符合GB/T22513的规定。加热炉温度均匀性测试周期应不超过12个月。固溶退火和时效处理炉的允差应为±13℃。5.4.5.6制造工艺应避免尖角和刀痕导致的应力增加。外螺纹可采用切削或滚压工艺，内螺纹采用切削工艺。螺纹形式应按照GB/T197的要求。5.4.5.7以下要求适用于未经原材料供应商热处理的材料。a)热处理装炉应符合以下规定：1)为确保工件均匀加热和淬火，在炉内工作区应保持足够的零件间距。可以固定工件，但不应堆积或捆绑。2)工件不应直接放置在炉底(地板),应使用金属托盘或固定装置，让炉内气温围绕工件并在其下部流动。3)在细长零件热处理过程中，尤其是在固溶退火、奥氏体化期间，应使用支撑以防止下垂。4)在复杂几何形状工件热处理过程中，使用固定装置时，应防止变形。b)应为每一热处理炉准备装炉图或照片。c)应使用接触式热电偶或将热电偶置于零件内部热壑内对温度进行监测。d)应按照下列要求控制水、油和聚合物淬火介质。1)水淬火槽的容量应足够大，在淬火开始时水温应不超过40℃,淬火结束时水温应不超过50℃。可借助热交换器或冷却器保持温度。通常情况下，每千克工件淬火大约需要8.5L淬火介质。2)淬火油，仅使用淬火油制造商指定油。另外，淬火油温应维持在淬火油制造商推荐的温度3)聚合物淬火介质的使用温度应在淬火介质制造商推荐的温度范围内，并应监测聚合物淬火介质的浓度，必要时进行调整。e)制造商应制订书面锻造程序，程序内容至少应包括5.4.3中的参数。当感应加热用于锻造时，为防止过热，制造商的程序应包括温度监控设备和自动故障安全系统。85.5.2.1应满足BSL-2的要求。与化学分析有关的方法和工艺应符合GB/T8647.10、GB/T11170的规定。化学分析的频次应为力学性能试验应由原材料供应商或制造商在所有热处理包括时效硬完成后进行。由适用的GB/T22513、SY/T7390、ASTMA453Gr.660D或制造商材料规范要求在每力学性能试验结果应符合相应产品标准要求。应满足BSL-2的要求。制造商应对原材料供应商提供的试验结全部热处理(包括时效硬化、沉淀硬化和加工硬化)完成后，原材料供应商或螺栓连接制造商应进行金相检查。应按照SY/T7390或制造商规范的要求，对每一热处理批次进行微观组织检验，检验结果应记录在试验报告中。镍基合金的微观组织应符合S当检验和试验一个产品批次时，如一个试样不符合要求，则应拒收整个批次。拒收的批次应报9废、返工或100%检验并将有缺陷的零件剔除。在返工或100%检验的情况下，应对该批产品的不合格项和任何受返工影响的特性进行重新检查或检验。按规定要求进行硬度试验，包括试样准备，见附录A,或者按GB/T230(所有部分)、GB/T231(所有部分)的规定进行。试验结果应记录在试验报告中。硬度试验结果应符合SY/T7390、ASTMA453的要求。每件均应进行检验。除非另有规定，螺纹应符合GB/T197的要求。用螺纹量规检验，通规和止规试验均应合格。没有指明的尺寸可由买方规定。检验结果应记录在检测报告中。样本大小应符合表2的要求。件件8按照GB/T2828.1—2012表1,一般检验水平Ⅱ。抽样计划应使用接收质量限(AQL):接收数(Ac)为零，拒收数(Re)为1。抽样方法应采用随机抽样。每件均应进行尺寸检验。5.11无损检测(NDE)要求5.11.2.1应进行表面无损检测。应按照GB/T18851(所有部分)、NB/T47013.5或附录B对SY/T7390、ASTMA453Gr.660D中合金进行渗透检测。验收准则应满足附录B的要求，检验样品数见表2,并在检验报告中记录。5.11.2.2棒料、线材或公称直径大于63.5mm(2.5in)的螺栓连接，在任何顶部成型和热处理后、螺纹加工前应进行超声波检测。超声波检测应按照GB/T22513中阀杆(PSL-3)的体积无损检测要求进行。每件均应检验，并在检验报告中记录。5.11.3.1应进行表面无损检测。应按照GB/T18851(所有部分)、NB/T47013.5或附录B对SY/T7390、ASTMA453Gr.660D中合金进行渗透检测。验收准则应满足附录B的要求。每件均应检验，并在检验报告中记录。5.11.3.2棒料、线材或公称直径25.4mm(1in)及以上的螺栓连接，在任何顶部成型或热处理后、螺纹加工前应进行超声波检测。超声波检测应按照GB/T22513中阀杆(PSL-3)的体积无损检测要求进行。每件均应检验，并在检验报告中记录。5.12材料定性识别应采用ASTMA751中的方法检验正件以确认材料类型。样品大小应符合表2的要求。如出现不合格样品，则应对整批样品进行检查。5.12.3BSL-3样本量每件均应进行检验。6校准对检验所用的检验、测量和试验设备的检定、校准和调整应按照国家相应的计量标准或检定规程进行。检定标物应可追溯到适用的国家标准或国际标准，并且不低于本文件包含的要求。仅限在被校准的范围内使用检验、测量和试验设备。校准周期应根据设备的重复性和使用程度来确定。7试验报告如适用，试验报告应提供给买方，报告应包括以下内容： 原始出厂合格证复印件，——化学成分分析；——锻造比；——热处理工艺，包括时间、温度、淬火介质及装炉图或照片[钢厂热处理棒的图或照片例外， 力学性能试验结果：——宏观组织评价结果(对Gr.660D无需要);——微观组织评价结果(对Gr.660D无需要);——尺寸检验结果；——任何表面改性操作的结果(如适用),见5.4.6;——BSL鉴定水平；——产品满足本文件要求的符合性证明；——材料定性识别结果；——SY/T7390和ASTMA453规定的附加符合性要求； 8标志8.1产品标志8.1.1Gr.660D材料的产品标志应符合ASTMA453的规定。8.1.2SY/T7390材料的产品标志应由制造商的代号和表3中所列的等级代号组成。SY/T7390或UNS和材料牌号标志8.2本文件要求的标志螺栓连接应标志唯一的热处理批号和以下内容：a)BSL-2标记为“20F2”;b)BSL-3标记为“20F3”。公称直径为25.4mm及以上的每件螺栓连接均应标志。对于公称直径小于25.4mm的螺栓连接，应妥善装箱以保证热处理批号可识别和可追溯。在单个货箱内，不应混装多个热处理批号的螺栓连接。包装箱上应有标签，标签应包含标准(如适用)和本文件所要求的信息。9记录保持螺栓制造商应有记录控制程序文件。记录应自制造之日起至少保存10年。记录及资料可采用书——包括与规定要求相一致的证明；——清晰；A.1.1外螺纹螺栓连接件应进行硬度试验。带六角形或方形头部的螺栓连接件应进行布氏硬度或洛氏硬度试验。对于六角形和方形头螺栓，应在扳拧凸台、头部顶部、无螺纹杆部、螺栓末端或在仲裁位置处进行试验。对于螺柱，没有平行扳拧凸台的产品，以及除了六角形和方在无螺纹杆部、螺栓或螺柱的末端，或在仲裁位置处进行试验。由于布氏载荷可能导致变形，需要小心操作以使得本试验满足GB/T231(所有部分)的要求，因此此时布氏硬度试验是不适宜的，应采用洛氏硬度试验来替代。洛氏硬度试验程序应满足GB/T230(所有部