API SPEC 14L-2020 锁紧芯轴 中文版

第3版，2020年6月API会标纲要生效日期：2021年6月1日12Washington,DC20005,或者Email至standards@。3页码 6 63.术语与定义 84.缩略语 5.3井身参数 5.4操作参数 5.6与相关井身设备的相容性 6.技术规范 6.1总则 6.4设计验证 6.5设计确认 6.6设计变更 266.7扩展限制 276.8设计文件 27 7.1文件和数据控制 27 287.3产品标识 7.4质量控制 297.5总成验证 4 附录A(资料性附录)被许可方使用API会标的API会标程序 附录B(资料性附录)坐放短节确认试验尺寸检验表示例 附录C(资料性附录)高压高温环境中设备的要求 4参考文献 图图1—坐放短节和锁紧芯轴示意图 图B.1—坐放短节确认试验尺寸检验表示例 43 49表表1—锁紧芯轴的确认等级 表2—坐放短节的确认等级 表4—V2级坐放短节确认试验 表5—V2级锁紧芯轴确认试验 22表6—V1级锁紧芯轴确认试验 表7—V0级锁紧芯轴确认试验 24 表10—铸件中缺陷的最高严重程度分级 35表C.1—锁紧芯轴设计确认等级表 44表C.2—坐放短节设计确认等级表 表C.3—V1-H级锁紧芯轴确认试验 5本版已经过修订，以纳入一系列质量要求。这里给出了锁紧芯轴的6个设计确认等级(V3、V2、V1、V0、V1-H和V0-H)和坐放短节61.范围本规范规定了石油和天然气工业中用于安装流体控制装置或其流体控制装置、与井道的连接、其他现有API或ISO规范所涵盖的替代技术或其他要求。2.规范性引用文件APISpec5B,套管、油管和管线管螺纹的加工、测量和检验规范APITR5C3,用作套管或油管的管线管的性能计算，第7版APISpec6A,井口和采油树设备规范API579-1/ASMEFFS-1,适用性APISpecQ1,石油天然气工业制造组织的质量管理体系要求规范氢环境的材料ASME锅炉及压力容器规范2,第V卷：无损检测ASME锅炉及压力容器规范，第VII卷：压力容器建造规则，第1册：压力容器建造规则ASME锅炉及压力容器规范，第VIⅢ卷，第2册：替代规则ASME锅炉及压力容器规范，第IX卷，焊接和钎焊评定ASNTSNT-TC-1A³,无损检测人员资格鉴定与认证78—第2部分：弹性体SAEAMS-2750E⁶,高温测定法3.术语与定义5国际标准化组织，地址：1,ch.delaVoie-Creuse,Casepostale56,CH-1211Geneva20,Switzerland,94.缩略语作条件，和/或识别供应商/制造商的特定产品。可通过图纸、数据表或其他合适的资料来阐注：锁紧芯轴和坐放短节可能需要将两个零部件用作一个总成；因此，该总成的额定值由组合总成的2接口连接(见3.10)4锁紧芯轴(见3.12)5.2锁紧芯轴和坐放短节的功能特性5.3井身参数5.4操作参数流体流速或流量，以及锁紧芯轴和坐放短节在其寿命周期内预期接e)修井类型，包括修井设备，如电线、钢丝绳、编织5.5环境相容性2)设备用户/采购商有责任选择适用于预期用途，15156的任何要求的材料。如果用户/采购商要求对不符合ANSI/NACEMR0175/ISO3)缓蚀剂(类型、浓度和pH);4)除氧系统；5)乳化剂系统6)连续处理或分批处理；8)暴露时间和温度；9)控制管线的流体类型、密度和化学性质。5.6与相关井身设备的相容性5.6.1锁紧芯轴说明在高于和低于规定值的温度和压力下进行的氮气试验和温度波动试验(C.3.5.3)在高于和低于规定值的温度和压力下进行的液体试验和温度波动试验(C.3.5.2)在高于和低于规定值的温度和压力下进行的氮气试验()在高于和低于规定值的温度和压力下进行的液体试验()在高于和低于规定值的压力下进行的液体试验()由供应商/制造商规定(6.5.1)说明带压液体试验()带压液体试验()由供应商/制造商规定(6.5.1)6.1总则6.2锁紧芯轴和坐放短节的技术特性6.2.1锁紧芯轴的特性6.2.2坐放短节的特性坐放短节(包括密封件)应能够承受5.3和5.4中规定的载荷，并且能够在规定压力、温计包含了控制流体改向功能，并且应能按照表4要求发挥作用。6.3设计准则6.3.1设计要求设计要求应包括方法、假设和计算，还应包括规格、试验、额定工作压力、材料、应按照已通过确认试验的锁紧芯轴和坐放短节制造所用的基本相同的图纸和规范来供应商/制造商应按照设计输入要求中的最大载荷来计算1型零部件的应力水平，以确定临压力试验。.2临界应力零部件是指应力达到材料最小设计屈服强度90%或以上的1型零部件。零部件和子组件的识别和互换性应限于6.3.2材料1)抗拉强度；2)屈服强度；3)伸长率；4)硬度。.3对于每个焊接零部件，应按照供应商/制造商的规范和ASME锅炉及压力容器规范供应商/制造商应有用于对密封材料或其他非金属材料进行评价环境和应用中使用。这些评价应涵盖了压力、温度用于非金属化合物的制造商/制造商规范应囊括了贮存、搬运2)抗拉强度(弹性体断裂时);3)伸长率(断裂时);4)拉伸模量(50%或100%,如适用);6.4设计验证应进行设计验证，以确保每个锁紧芯轴和坐放短节设计都符合供记录的比较等活动。验证结果应由合格人员批准，结果记录应成可按照API5C3附录A(管体三轴屈服公式讨论)的要求来推导圆柱体的三轴屈服应有限元分析(FEA)是一种设计验证方法，其用于在传统验证方法被设计工程师或合格人6.5设计确认6.5.1总则对于之前根据本规范先前版本、API14A(第10版或先前版本),或是ISO10432(第3料),当经过合格人员评估和批准时，可被视为满足本规范中的相关等级的设计确认要求。对于V1级和V0级锁紧芯轴，其确认试验的试验温度应等于或高于最高额定温度和试验流体的质量密度应小于1100kg/m³(68.671bm/ft³),并且应明显无颗粒物或其他为满足确认试验等级的要求，应按照验收标准来完成规定试验，期间且不应对被试按照表3中的更高设计确认等级要求确认的产品可视为满足更低设计确认等级要求。表3—设计确认等级表如果满足了适用锁紧芯轴确认等级的验收标准，则可按—材料规范；—示出了所有相关尺寸的材料试验报告和图纸；一完成确认试验的所含零部件的材料和公差。来实施、记录并保存数据。附录B给出了用于呈现所记录数据的检查表示例。计确认方法和验收标准。应按照APIQ1要求来进行设计确认。V2级坐放短节的确认试验按照表4要求来进行V2级坐放短节的确认试验。表4—V2级坐放短节确认试验1按照供应商/制造商程序中的规定，记录试查。2在环境温度下施加内部试验压力。一试验介质3静候压力达到稳定；然后应将压力保持至少15min。—试验压力—试验时间4试验压力应为在预期方向具备控制/串流能力的额定压在进行步骤2、3和4中的压力试验期间，应监测一试验压力一试验时间5试验压力应为在预期方向具备控制流体改向能具备控制流体改向功能的每个交替位置进行试验。在进行步骤2、3和4中的压力试验期间，应监测控制管线端口是否泄一试验压力—试验时间6泄放所施加的压力，直至压力为零。—试验压力7按照表5要求来进行V2级锁紧芯轴确认试验。1按规定记录试验数据并进行试验前检查。一试验介质2采用供应商/制造商规定的投送头和程序将锁紧芯轴一安装程序3在环境温度下从第一个方向向锁紧芯轴施加试验压力。4静候压力达到稳定；然后应将压力保持至少15min。—施加压力的方向一试验压力一试验时间5泄放所施加的压力，直至压力为零。一试验压力6在环境温度下从相反方向向锁紧芯轴施加试验压力。7静候压力达到稳定；然后应将压力保持至少15min。—施加压力的方向一试验压力—试验时间8泄放所施加的压力，直至压力为零。—试验压力9采用供应商/制造商规定的打捞头和程序将锁紧芯轴验装置中起出。按照表6要求来进行V1级锁紧芯轴确认试验。1按规定记录试验数据并进行试验前检查。一试验介质2采用供应商/制造商规定的投送头和程序将锁紧芯轴一被试坐放短节零件号一安装程序3按照试验程序文件中的规定，在第一个温度限定芯轴施加试验压力。注第一个温度限值可以是低温或高温额定值。第二个温度限值将与选择的第一个温度限值相反。4静候压力达到稳定；然后应将压力保持至少15min。—施加压力的方向一试验压力一试验温度—试验时间5—试验压力6按照试验程序文件中的规定，在第一个温度限值下从相反方向向锁定7静候压力达到稳定；然后应将压力保持至少15min。—施加压力的方向一试验压力一试验温度—试验时间8一试验压力9按照试验程序文件中的规定，将试验温度由第一试验温度按照试验程序文件中的规定，在第二个温度限定芯轴施加试验压力。静候压力达到稳定；然后应将压力保持至少15min。验收标准：压力变化不应超过所施加试验压力的±1—施加压力的方向—试验压力一试验温度—试验时间—试验压力按照试验程序文件中的规定，在第二个温度限值下从相反方向向锁定表6—V1级锁紧芯轴确认试验(续)静候压力达到稳定；然后应将压力保持至少15min。—施加压力的方向一试验压力一试验温度一试验时间泄放所施加的压力，直至压力为零。—试验压力采用供应商/制造商规定的打捞头和程序将锁紧芯轴验装置中起出。一打捞程序表7—V0级锁紧芯轴确认试验1按规定记录试验数据并进行试验前检查。一试验介质(氮气)2采用供应商/制造商规定的投送头和程序将锁紧芯轴更高等级的坐放短节或试验装置内。一锁紧芯轴零件号一安装程序3按照试验程序文件中的规定，在第一个温度限值下从第一个方向向锁紧芯轴施加试验压力。注第一个温度限值可以是低温或高温额定值与选择的第一个温度限值相反。4静候压力达到稳定；然后应将压力保持至少15min。—施加压力的方向—试验压力—试验时间5泄放所施加的压力。—试验压力6按照试验程序文件中的规定，在第一个温度定芯轴施加试验压力。7静候压力达到稳定；然后应将压力保持至少15min。—施加压力的方向一试验压力一试验温度一试验时间8泄放所施加的压力。一试验压力9按照试验程序文件中的规定，将试验温度由第一个温度限值变为第二个温度限值。一试验温度在第二个温度限值下从第一个方向向锁紧芯轴施加试验压力。静候压力达到稳定；然后应将压力保持至少15min。—施加压力的方向一试验压力一试验温度一试验时间泄放所施加的压力。—试验压力压力。静候压力达到稳定：然后应将压力保持至少15min。—施加压力的方向一试验压力一试验温度一试验时间泄放所施加的压力，直至压力为零。一试验压力采用供应商/制造商规定的打捞头和程序将锁紧芯轴试验装置中起出。应按照供应商/制造商程序和验收标准来记录试验后检查情先前用气体作为试验介质按照确认等级V1要求进行过确认，并且符合表7中的验收标准的锁紧芯轴符合确认等级V0的要求。应使用规定试验介质，按照使用密封装置定温度下在预期使用方向承受额定压力]对密封装置进行试级V1)和表7(确认等级V0)的要求。6.6设计变更—材料变更；一功能变更。以外的合格人员批准，并且结果记录应成为设6.7扩展限制d)在额定条件下，扩展产品供应商/制造商确定的1型临界应力零部件的设计裕度应大—尺寸变化在经确认试验的设计的密封筒公称直径的±5%范围内；—额定压力和温度在经确认设计的试验限值范围内。6.8设计文件b)6.4和6.5中分别规定的设计验证和确认文件；c)一整套确定了材料类型和屈服强度的图纸、规范d)6.6和6.7中分别规定的设计变更和扩展(如适用);f)操作手册和产品数据表。设计文件的保存期限应为从最后生产日期算起的10年。7.1文件和数据控制质量文件包括证明符合要求所需的所有文件和数据。质量文件至少5年(从制造或修理之日算起)。7.2.1产品数据表f)金属材料；j)最大外径(OD);n)锁紧芯轴的额定工作压力(在规定最小屈服强度下与坐放短节或下方施加的压力，如适用)r)投送设备的最大下入外径；7.3产品标识7.4质量控制1)弹性体2)热塑性塑料抗拉强度(断裂时)拉伸模量(50%或100%(如适用)伸长率(断裂时)抗拉强度(断裂时)伸长率(屈服时)伸长率(断裂时)应超过1年。周期应不超过3年。a)方法：应符合ASTME428和ASTMA60a)方法：应符合ASTME428和ASTMA38时，初始背反射为满屏高度的75%±5%;深度的2倍的槽；A3B2C2(所有类型)DEFG注：ASTME186、ASTME280和ASTME446(如适用)定义了缺陷类别、类型和严重程度分级。3)一条12t长的线上累计长度超过t的任何一组显示。照ISO9712中二级或同等要求来进行资格鉴定。对于从事目检或渗透检测的人员，应按照对于从事无损检测、目检或渗透检测的人员，应按照ISO9712中适用于所从事专业供应商/制造商可制定符合ISO2859-1(AQL)或ANSI/ASQZ1.4等国际或国家标准要求O型圈的尺寸公差应符合ISO3601-1中A级或同等级别的要求。其他密封件和定API规范5B的要求。—拒收或报废。7.5总成验证8.修理附录A表2012年5月),相关API产品规范或标准中另有规定的情况除外；和6)明确所有其它API产品规范和/或标准标志要求的应用。c)只有API被许可方方可在API会标产品上使用API会标及指定许可证号；d)颁发的API会标及许可证号是针对特定场地颁发的，因此随后仅应在该获得许可的特定工厂使用API会标；e)API会标可在生产过程中的任何时间使用，但如果随后发现产品不符规范和/或标准及API会标程序的任何要求，则应依据被许可方的API会标标识程序将会标对于特定制造过程或产品类型，允许使用替代的API会标标识程序。API替代标识协Files/Certification/Monogram-APQR/0_API-Monogram-APIQR/Resources/API-MoMarkingAgreement_Rev-8_FM-011_Modified-20180601.pdfA.6设计文件包要求对于在每个会标许可证的涵盖范围内的所有适用产品，每个被许可有现行设计包。设计包信息应提供产品符合适用的最新API产品规范和/或标准要求的客观证据。应能在API工厂审核期间提供设计包。在特定情况下，允许按会标程序删减设计活动，详见API会标程序网站上的6号公告：/products-and-services/api-monogram-and-apiqr/advisoriesAPI会标程序旨在识别经证明有能力制造符合A可能会依据工厂的制造能力水平而拒绝颁发或暂停现有许可证。如果API认为需要进行附加审核，则可对任何主要分包商执行附加审核(费用由获证组织承担),以确保它们符合适用得许可，或者视为具备获得API会标程序涵盖的许可的基础；—能力仅限于执行产品的最终检验和试验，API规范14A和/或API规范6AV中规定一购买、销售和/或分销成品及材料；一设计和开发活动；—拆卸和/或重新装配产品/零部件；和—修理或再制造现有产品、破旧产品、磨损产品或损坏产品。在所有情况下，如果API产品规范中明确规定了制造或制造工厂的要求，则这些要求A.8产品标识要求A.8.1总则仅应在API被许可方希望对合适产品进行标识的情况下将这些标识要求与API会标程A.8.2产品规范标识制造商应按照适用API规范或标准中规定的要求来标识产品。如无另作规定，则APIA.8.3单位单位。如果适用产品和/或标准中允许使用双单位[USC单位和公制(SI)单位],则可使用此类A.8.4铭牌位于API规范和/或标准规定的位置。如果未规定位置，则许可证持有者应建立并保持详述除了适用产品规范和/或标准规定的其他产品标识要求外，还应在铭牌上标出API会标A.8.5许可证号除非与API会标一起被标出，否则不应使用API会标许可证号。应将许可证号放在靠近API会标之处。A.9API会标程序：不符合项报告API要求提供不符合API规定要求的产品信息，以及因不符合规范和/或标准要求，或是不符合API规定要求的不符合项而导致的现场故障(或功能故障)API报告所有标有API会标的产品存在的问题。可使用/ncr.aspx上的API不附录B8附录C—V2-H:按照6.5和表4要求进行试验。C.2.2设计要求依据本附录要求制造的设备应按照API规范Q1来进行设计和开发。C.2.2.2金属材料这些要求适用于所有1型零部件。c)屈服强度(ASTMA370);d)抗拉强度(ASTMA370)。C.温度影响对于每种材料的1型零部件，供应商/制造商应使用与最高额定温度相对应的的温度降额屈服强度。应按照程序文件要求来确定温度降额屈服强度试验要求。应按照ASTME21对于酸性环境，所选材料应符合ANSI/NACEMR0175/ISO15156中的要求。不应将铸件用于1型零部件。所有铸件均应符合API规范20A中CSL3的要求。C.表面硬化2)试验温度：100℃(±2℃)[212°F(±5°F)];3)试验压力：15MPa(+1,-0.5Mpa)[2176psi(+145psi,-73psi)];4)减压速率：2Mpa/min(±0.2Mpa/min)[290psi/min(±29psi/min)]。C.2.2.4材料规范模量要求，并按照ASTMD2990的规定来确定蠕变破坏要求。确认标准应包括对弹性体、基底、粘合剂的控制基任何必需的环境控制。粘结试验应符合ASTMD429或同等试验计划的要求，包括表面处理要求及评准的常用五金件除外，如螺母、螺栓、固定螺钉和垫片),应验证其是否符合文件要求。规C.3设计验证要求c)应在最高额定温度下测定各个零部件的产品性能限值。设计应考虑功能要求和技术C.3.2风险分析供应商/制造商应进行FMEA、故障树分析或应用其他评估方法，以确定根据本附录进C.3.3设计分析按照ASMEBPVC第VII卷第2册第5篇，或是ASMEBPVC第VIII卷第3册KD-2局部失效和屈曲。ASMEBPVC第VII卷第3册或ASMEBPVC第VIII卷第2册中定义的当FEA确定塑性应变超过0.2%时，应按照ASMEBPVCASMEBPVC第VIII卷第3册KD-234章，或是ASMEBPVC第VIII卷第2册中5.5.7的要求来进行棘轮分析。应按照当功能规范中确定了循环载荷时，应按照ASMEBPVC第VIII卷第2册中5.5.2的要求对1型零部件进行疲劳筛选。如果设计表明具有疲劳敏感性，则应按照API579-1/ASMEFFS-1要求使用预期使用寿命的合理安全系数来进行疲应评估局部应力间断和局部屈服，以确定设计是否可接受或者是否需要计应符合供应商/制造商记录的设计分析方法和验收标准。塑性应变>0.2%否是C.3.4.1各1型零部件设计的总结报告应包括：a)应力计算值；d)温度降额最小屈服强度；i)网格参数；和j)由除原设计创始人以外的合格人员进行验证的证据。应以电子方式将FEA研究结果存档，以便能够重新评价研究结果。C.3.5设计确认要求本节给出了用于HPHT环境的锁紧芯轴的设计确认要求，并且包含两个设计确认等级。坐放短节的设计确认试验应符合6.5的规定。—V1-H:液体压力反转和温度波动试验；—V0-H:气体压力反转和温度波动试验。确认试验的试验温度应等于或高于最高额定温度，并且等于或低于最供应商/制造商应在试验前后对所有1型零部件进行检验。供应商1按规定记录试验数据并进行试验前检查。一确认试验编号2采用供应商/制造商规定的投送头和程序将锁紧芯轴更高等级的坐放短节或试验装置内。一附件零件号一