感應加熱彎管技術標準比較與現狀分析 （番禺珠江鋼管有限公司 ）摘 要：對目前國內外普遍應用的感應加熱彎管相關技術標準的要求進行了比較。分析了各技術標準之間的異同。指出感應加熱彎管相關標準在實際應用中存在的問題。并對規范和完善感應加熱彎管標準化工作提出建議。關鍵詞：感應加熱彎管；鋼管；標準研究 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 感應加熱彎管常用技術標準目前我國感應加熱彎管常用的技術標準有SY/T 52571，ISO 15590-12，ASME B16.493和DNV OS-F1014。另外有DL/T5155 等專門的行業的感應加熱彎管標準。SY/T 5257標準是石油管材專業標準化委員會非等效采用國際標準ISO 15590-1制定的油氣輸送用鋼制彎管技術條件的國家標準。該標準規定了石油天然氣管道輸送系統中用碳鋼及低合金鋼無縫鋼管和焊接鋼管以感應加熱彎制工藝制作的彎管交貨技術條件。并根據GB/T9711系列標準規定了A、B、C三個等級的鋼制感應加熱彎管。SY/T 5257的技術要求比較合理，兼顧了管線彎管與制造廠的實際生產可能性。ISO 15590-1標準是國際標準化組織制定的行業標準。該標準規定了石油天然氣管道輸送系統中用碳鋼及低合金鋼無縫鋼管和焊接鋼管以感應加熱彎制工藝制作的彎管交貨技術條件。并根據ISO 3183標準規定了PSL1、PSL2、PSL2S三個等級的鋼制感應加熱彎管。對彎管的技術要求有些內容通常比SY/T 5257國標嚴格。 ASME B16.49標準是美國機械工程師協會制定的適用于輸送和分配管道系統的感應彎管的行業標準。規定了P241P552等級的感應加熱彎管的設計、材料、制造、試驗、標記和檢驗要求。適用于由無縫鋼管，埋弧焊管或者電阻焊管制造的感應彎管。DNV OS-F101標準中有關感應加熱彎管的要求只在第八章B300中提到，其實是對ISO 15590-1相關條款的補充和修改。DL/T515標準是專門針對電力行業用彎管技術要求的國家標準。該標準包含了電力行業用感應熱彎管和冷彎彎管的技術要求、試驗方法、標記和檢驗規則。適用于電站主蒸汽，再熱蒸汽、主給水管道及一般鋼制汽水管道彎管。其他鋼制管道的彎管可參照使用。2 標準的比較2.1 感應彎管母管常見的直縫埋弧焊鋼管，螺旋埋弧焊鋼管，直縫高頻焊管和無縫鋼管都可以作為感應彎管母管。感應彎管母管作為制造感應加熱彎管的原材料，其理化性能，尺寸，外觀質量和質量證明書等，都要求感應彎管制造商進行嚴格的控制。因此，上述的標準都不同程度作出了對原料母管進行復檢的要求，并要求符合相關的驗收要求。SY/T 5257標準對母管的復檢項目，頻次，方法等技術要求較為詳細。要求在MPS上體現制造商名稱，鋼管名稱及鋼級，鋼管成型工藝、尺寸，化學成分、力學性能及供貨狀態等一系列信息。對于母管復檢頻次，要求對進廠的母管按同一熔煉號、同鋼級、同類型、同熱處理狀態、同規格為一批進行抽檢。DN500mm時每批不多于100根抽檢一根；DN500mm時，每批不多于50根抽檢一根。化學成分、橫向拉伸沖擊試驗驗收結果要符合母管技術規格書或相關標準要求。制造商根據檢驗和試驗結果確定母管是否適合彎制生產。另外，SY/T 5257標準規定了母管證明文件，尺寸和外觀清潔度的驗收細則。特別規定母管壁厚要有足夠的裕量以滿足由于感應加熱彎制帶來的外弧側壁厚的減薄，以及對屈服強度高于360Mpa或管徑大于DN500的母管，應提供落錘撕裂試驗結果的報告。ISO 15590-1標準從母管信息，材料復檢，書面文件等幾個方面對進廠母管作了詳細的規定。對于購方提供的母管，應同時提供詳細的母管相關信息，例如鋼管生產技術規范，制造商名稱，鋼管尺寸，材料實驗檢驗報告，SAWL或SAWH焊管的焊接工藝評定和補焊工藝評定報告等。以方便感應彎管制造商確定母管是否適合彎制生產。另外，也要求母管壁厚要有足夠的裕量以滿足由于感應加熱彎制帶來的外弧側壁厚的減薄，同時母管壁厚公差不得超過3mm（0118in）。而且鋼管表面不能被低熔點的金屬污染。ASME B16.49標準對感應彎管母管的技術條件提出了明確的要求。該標準規定原材料的管子應為無縫鋼管、直縫埋弧焊管和直縫電阻焊管。螺旋焊管允許使用，但要符合復雜的評定要求。原材料應符合標準給出的碳當量要求。對于表面質量，應不含低熔點金屬、裂紋、劃痕、擦傷、皺紋、褶皺或者其它表面污染和缺陷，避免妨礙彎管的制造。對于表面要求，彎曲前，等級 P359 及以上的材料需彎曲部分應噴砂到最適宜的表面精度（SSPC SP6）。帶焊縫的彎管原材料，依據 API、ASTM 或CSA 標準生產的焊縫管子應滿足相應規范的焊接和無損試驗的要求。其它管子或者筒狀材料，如果不是依據上述標準所制造的，則應由焊工、焊接操作工和依據ASME條款進行的焊接評定工藝進行制造。彎曲前，每一焊縫應依據ASME Div.1 UW51 節要求進行100%的射線檢驗并應符合規定的合格接受標準，這種要求比較特殊。DNV OS-F101標準是對ISO 15590-1相關條款的補充和修改。因此在母管技術要求方面也作了一些補充說明。該標準著重規定了C-Mn鋼母管的化學成分要符合DNV OS-F101標準相關章節對直管化學成分的要求。并且對調質或者正火狀態的C-Mn鋼母管以及熱機械成型或軋制狀態的C-Mn鋼母管的最大碳當量作了規定。防腐合金（CRA）鋼管不能用于感應加熱彎制彎管。同時，強調母管的焊縫形式只可以是縱焊縫的，并且補充了母管的靜水壓試驗要求。DL/T515標準規定了彎前鋼管入廠驗收的基本要求。該標準規定鋼管材料應按質量合格證書或質量保證書進行驗收，鋼管質量應符合相應的鋼管技術標準要求。對鋼管鋼號、化學成分、力學性能以及必要的熱處理工藝進行一一驗收。數據不全的應進行補檢，補檢的方法、范圍、數量應符合國家標準或行業標準。進口鋼管還應有入境貨物檢驗檢疫證明。在彎制前，經宏觀檢驗發現有重皮、裂紋、劃痕、凹坑等局部缺陷的鋼管，應局部修磨直至缺陷完全消除，修磨后的實際壁厚仍應符合其相應的鋼管技術標準要求或設計要求。2.2 感應彎管的制造SY/T 5257標準在感應彎管的制造方面詳細規定了MPS的制定及評定方法、彎制、彎后熱處理、彎制后整形和定徑以及管端形式的要求等。該標準要求對L415或X60及以上鋼級和處于酸性環境的彎管進行熱處理，其他鋼級或鋼號的彎管由制造商與購方商定彎管在彎制后是否需要進行熱處理。對于試制彎管的要求，規定試制彎管一般不少于3根，彎曲角度一般應不小于30。彎管熱處理前允許冷整形，永久變形量不應大于冷整形前外徑的1.5%。對于管端形式，特別規定了采用內削邊的情況以及管端焊縫余高的要求。ISO 15590-1標準在彎管制造方面的要求與SY/T 5257標準類似，但較為簡略。著重規定了一些重要變量的最大允許偏差。對于MPS的內容在附錄A作了詳細的要求。此外，評定試制彎管，要求試驗管至少要有足夠的弧長以取得所需要的試樣。彎后熱處理在ISO 15590-1標準中是不強制要求的，當彎管要獲得要求的性能，提高抗腐蝕能力，去除彎曲弧端的加熱過渡區以及去除殘余應力時則要進行彎后熱處理。彎管熱處理前允許冷整形，永久變形量不應大于冷整形前外徑的1.5%。 ASME B16.49標準首先規定了彎曲工藝的重要參數變量的最大偏差的范圍。彎后熱處理，提供了去應力或回火、正火、淬火加回火供標準使用者選擇。在ASME B16.49標準中允許用螺旋埋弧焊管進行彎制。而且對其的評定方法作了詳細的要求。DNV OS-F101標準在彎制工藝方面對彎制參數要比ISO 15590-1標準上的要求嚴格。例如對感應圈的中心偏差，溫度的控制偏差等。另外，對彎后熱處理的設備，設備校準，溫度偏差的作了規定。其余ISO 15590-1標準執行。DL/T515標準包括熱彎和冷彎，該標準首先對感應加熱彎制作了界定。在加熱溫度和冷卻方式方面，該標準根據各種不同的鋼種給出了加熱的溫度和對應的冷卻方式，以及相應的彎后熱處理制度。2.3 檢驗和試驗 SY/T 5257標準對感應加熱彎管的評定試驗和常規試驗試驗頻次、實驗項目、試驗取樣，試驗驗收以及尺寸、外觀、無損檢測的方面作了詳細的強制性或非強制性的要求。ISO 15590-1標準只要求進行彎管的評定試驗，評合格即可進行生產。與SY/T 5257標準類似。本標準對彎管的尺寸要求比國標嚴格。ASME B16.49標準對理化實驗和無損檢測的要求較為簡略，但對尺寸要求也很嚴格。本標準還給出了螺旋焊縫彎管的評定方法。DNV OS-F101標準在 Section 8 B300 對ISO 15590-1補充了硬度，取樣和無損檢測方面的要求。DL/T515標準在附錄D給出了所涉及的鋼種的彎管的評定方法。另外對于成品管的尺寸和實驗方面也作了詳盡的規定。3 各標準規定的異同點首先，在理化試驗方面，ISO 15590-1、ASME B16.49和DNV OS-F101都只要求進行彎管的評定等試驗，而成品管的檢測只需要檢測硬度。其次，在尺寸檢驗方面，ISO 15590-1、ASME B16.49和DNV OS-F101比SY/T 5257和DL/T515要嚴格，前三者都要求測量彎管的線性尺寸，而國內很多技術都不能滿足。ASME B16.49中的平面度和垂直度是以角度數座位偏差量的，與SY/T 5257和DL/T515以線性作為偏差不同。對于酸性服役條件的彎管，ISO 15590-1、SY/T 5257、ASME B16.49和DNV OS-F101給出了詳細的驗收方法和要求。在無損檢測方面，ASME B16.49要求對焊縫進行100%的檢測，要求比較特殊。而其余的標準只是要求常規的UT，MT。 壓力試驗方面，SY/T 5257不要求成品彎管靜水壓試驗，但要求爆破試驗。而ISO 15590-1只要求協商情況下進行靜水壓試驗。4 標準應用中的問題由于每條油氣輸送管線的實際情況不同，管線運行條件不一，現在國內普遍采用的做法是“標準+鋼管補充技術規格書”。 在國內，由于管線的設計由管道規劃設計院所完成，因此，許多管線的補充技術規格書也由這些院所的人員制定。但這些設計人員雖為管道工藝設計，管道鋪設等方面的行家，而對鋼管的生產檢驗方面并不十分熟悉，給制造廠、第三方監理和業主執行標準過程產生困難，甚至對管線的日后運行造成不良隱患。一些院所在制定補充技術規格書時，沒有了解每種鋼管的特點，沒分清楚彎管和直管的區別，甚至沒考慮到母管和彎管性能的差別，生搬硬套其他標準，導致制定的基本標準與補充技術規格書存在矛盾。例如落錘試驗，對于低鋼級，壁厚小的鋼管，試驗時試樣難以沖斷，得不到試驗結果。另外隨著鋼管行業市場競爭越來越激烈，用戶盲目的追求質量，誤認為標準制定得越嚴，檢測手段越多越能提高鋼管的質量。如對彎管進行壓扁試驗，就沒考慮到彎管壓扁試驗試樣的制取的問題。5感應加熱彎管標準化建議 為促進我國油氣輸送鋼制彎管行業標準化的進程，規范感應加熱彎管標準化水平，使感應加熱彎管標準更加嚴密、完善、統一、執行方便有效，建議感應加熱彎管標準化開展以下工作： 組織國內權威的管線鋼管研究單位編寫專門針對某種類型鋼管的感應加熱彎管的標準。 跟蹤國內外感應加熱彎管技術的發展，比較國內外相關標準的差異，從中提取效率高、適用性強的標準，完善現有標準規范。 隨著感應加熱彎管技術的發展，國內在技術和標準化方面也要與國際接軌，如利用螺旋焊鋼管作為母管進行彎制，現有技術標準需要及時引進和完善，從而促進感應加熱彎管標準化過程。 參考文獻1 SY/T 5257 油氣輸送用鋼制彎管2 ISO 15590-1Petroleum and natural gas ind