奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無縫鋼管第3部分：油氣輸送用管Seamlessaustenitic-ferritic(duplex)stainlesssteeltubesandpipes—Part3:Pipesforoilandgastr2024-04-25發布2024-11-01實施I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件是GB/T21833《奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無縫鋼管》的第3部分，GB/T21833已經發布了以下部分：——第1部分：熱交換器用管；——第2部分：流體輸送用管；——第3部分：油氣輸送用管。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由中國鋼鐵工業協會提出。本文件由全國鋼標準化技術委員會(SAC/TC183)歸口。本文件起草單位：山西太鋼不銹鋼鋼管有限公司、江蘇武進不銹股份有限公司、湖州永興特種不銹鋼有限公司、青山鋼管有限公司、浙江中達新材料股份有限公司、中興能源裝備有限公司、常州市聯誼特種不銹鋼管有限公司、青拓集團有限公司、太原科技大學、盛德鑫泰新材料股份有限公司、上上德盛集團股份有限公司、浙江永上特材有限公司、隆達鋼業集團有限公司、江陰市華昌不銹鋼管有限公司、鋼研納克檢測技術股份有限公司、安徽應升鋼管制造有限公司、山東省特種設備檢驗研究院集團有限公司、中綱不銹鋼管業科技山西有限公司、華迪鋼業集團有限公司、浙江博盛鋼業集團有限公司、浙江德威不銹鋼管業股份有限公司、江陰市南方不銹鋼管有限公司、西安特種設備檢驗檢測院、無錫騰躍特種鋼管有限公司、新普特種材料集團有限公司、冶金工業信息標準研究院、河北匯中管道裝備有限公司、浙江大大不銹鋼有限公司。范曄峰。Ⅱ奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無縫鋼管是一類集優良的耐腐蝕、高強度和易于制造加工等諸多優異性能于一身的材料。GB/T21833《奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無縫鋼管》對用于熱交換器、流體輸送、油氣輸送的奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無縫鋼管的范圍、規格、技術要求、試驗方法、檢驗規則等做了規定。鑒于三種不同用途鋼管的使用目的及使用環境不盡相同，適用鋼種、規格、技術要求差異較——第1部分：熱交換器用管。主要應用于壓力容器和換熱器設備。——第2部分：流體輸送用管。主要應用于石油煉化廠、化工廠、海洋工程等的腐蝕性工藝管道。——第3部分：油氣輸送用管。主要應用于石油、天燃氣輸送。石油、天然氣資源供給保障一直是國家能源安全的重要內容。油氣介質二氧化碳及硫化氫含量高，油氣管線容易受腐蝕而失效，因此對油氣輸送用管提出了更高的要求。雙相不銹鋼兼具奧氏體不銹鋼的耐腐蝕性和鐵素體不銹鋼的高強度優點，是一種性能優良、性價比高的先進材料，在油氣輸送管道安全性、使用壽命、經濟性等方面均具有顯著優勢，是腐蝕介質油氣輸送管道的首選材質。為滿足我國油氣輸送用雙相不銹鋼材料研發和應用的需要，推進奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼管的研發與推廣應1奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無縫鋼管第3部分：油氣輸送用管本文件規定了油氣輸送用奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無縫鋼管的分類與代號、訂貨內容、尺寸、外本文件適用于油氣輸送用奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無縫鋼管(以下簡稱鋼管)。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T222鋼的成品化學成分允許偏差GB/T223.11鋼鐵及合金鉻含量的測定可視滴定或電位滴定法GB/T223.18鋼鐵及合金化學分析方法硫代硫酸鈉分離-碘量法測定銅量GB/T223.19鋼鐵及合金化學分析方法新亞銅靈-三氯甲烷萃取光度法測定銅量GB/T223.25鋼鐵及合金化學分析方法丁二酮肟重量法測定鎳量GB/T223.26鋼鐵及合金鉬含量的測定硫氰酸鹽分光光度法GB/T223.28鋼鐵及合金化學分析方法α-安息香肟重量法測定鉬量GB/T223.36鋼鐵及合金化學分析方法蒸餾分離-中和滴定法測定氮量GB/T223.43鋼鐵及合金鎢含量的測定重量法和分光光度法GB/T223.58鋼鐵及合金化學分析方法亞砷酸鈉-亞硝酸鈉滴定法測定錳量GB/T223.60鋼鐵及合金化學分析方法高氯酸脫水重量法測定硅含量GB/T223.62鋼鐵及合金化學分析方法乙酸丁酯萃取光度法測定磷量GB/T223.85鋼鐵及合金硫含量的測定感應爐燃燒后紅外吸收法GB/T223.86鋼鐵及合金總碳含量的測定感應爐燃燒后紅外吸收法GB/T223.90鋼鐵及合金硅含量的測定電感耦合等離子體原子發射光譜法GB/T228.1金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法GB/T229金屬材料夏比擺錘沖擊試驗方法GB/T230.1金屬材料洛氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T231.1金屬材料布氏硬度試驗第1部分：試驗方法GB/T241金屬管液壓試驗方法GB/T242金屬管擴口試驗方法GB/T246金屬材料管壓扁試驗方法GB/T2102鋼管的驗收、包裝、標志和質量證明書GB/T2975鋼及鋼產品力學性能試驗取樣位置及試樣制備GB/T5777無縫和焊接(埋弧焊除外)鋼管縱向和/或橫向缺欠的全圓周自動超聲檢測GB/T7735無縫和焊接(埋弧焊除外)鋼管缺欠的自動渦流檢測2GB/T11170不銹鋼多元素含量的測定火花放電原子發射光譜法(常規法)GB/T13305不銹鋼中α-相面積含量金相測定法GB/T15970(所有部分)金屬和合金的腐蝕應力腐蝕試驗GB/T17897金屬和合金的腐蝕不銹鋼三氯化鐵點腐蝕試驗方法GB/T20066鋼和鐵化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法GB/T20123鋼鐵總碳硫含量的測定高頻感應爐燃燒后紅外吸收法(常規方法)GB/T20124鋼鐵氮含量的測定惰性氣體熔融熱導法(常規方法)GB/T30062鋼管術語YB/T4395鋼鉬、鈮和鎢含量的測定電感耦合等離子體原子發射光譜法YB/T4396不銹鋼多元素含量的測定電感耦合等離子體原子發射光譜法3術語和定義GB/T30062界定的術語和定義適用于本文件。4分類與代號鋼管按產品制造方式分為兩類，其分類和代號如下：5訂貨內容按本文件訂購鋼管的合同或訂單中包括但不限于下列內容：a)本文件編號；b)產品名稱；c)鋼的牌號或統一數字代號；d)尺寸規格(公稱外徑×公稱壁厚，單位為毫米);e)訂購的數量(總重量或總長度);g)選擇性要求：h)特殊要求。6.1.1鋼管的公稱外徑(D)和公稱壁厚(S)應符合GB/T17395的規定。根據需方要求，經供需雙方協6.1.2鋼管公稱外徑和公稱壁厚的允許偏差應符合表1的規定。根據需方要求，經供需雙方協商，并在合同中注明，可供應表1規定以外尺寸允許偏差的鋼管。6.1.3當合同中未注明鋼管尺寸允許偏差級別時，鋼管外徑和壁厚的允許偏差按普通級的規定執行。3表1外徑和壁厚的允許偏差單位為毫米分類代號制造方法鋼管的尺寸允許偏差普通級高級熱軋(熱擠壓)鋼管公稱外徑(D)士1.25%D士1.5%D公稱壁厚(S)冷拔(軋)鋼管公稱外徑(D)士0.15土0.3土0.4公稱壁厚(S)6.2長度6.2.1鋼管的通常長度為6000mm～12000mm。根據需方要求，經供需雙方協商，并在合同中注明，可供應其他長度范圍的鋼管。6.2.2根據需方要求，經供需雙方協商，并在合同中注明，可供應定尺長度、倍尺長度或其他特定長度要求的鋼管。定尺和倍尺總長度應在通常長度范圍內，全長允許偏差為+10mm。按倍尺長度交貨的鋼管，每個切口應留余量5mm～10mm。6.3彎曲度鋼管的每米彎曲度應不大于1.5mm,全長彎曲度應不大于鋼管長度的0.2%。6.4不圓度和壁厚不均鋼管的不圓度和壁厚不均應分別不超過外徑公差和壁厚公差的80%。6.5端頭外形6.5.1鋼管兩端端面應垂直鋼管軸線平切，切口毛刺應予清除。6.5.2根據需方要求，經供需雙方協商，并在合同中注明，鋼管兩端可加工坡口，坡口倒角為也可在合同中規定其他型式的坡口。6.6重量鋼管按實際重量交貨，也可按理論重量交貨。鋼管每米理論重量按式(1)計算：4GB/T21833.3—2024式中：W——鋼管的理論重量，單位為千克每米(kg/m);π——取3.1416;p——鋼的密度，單位為千克每立方分米(kg/dm3),密度按7.80kg/dm3;S鋼管的公稱壁厚，單位為毫米(mm);D——鋼管的公稱外徑，單位為毫米(mm)。7技術要求7.1鋼的牌號和化學成分7.1.1鋼的牌號和化學成分(熔煉分析)應符合表2的規定。表2鋼的牌號和化學成分cn序號統一數字代號牌號化學成分(質量分數)%CMnPSNiMoN其他1022Cr22Ni5Mo3N?4.50~21.00~2.50~0.08～0.202022Cr23Ni5Mo3Nb4.50~22.00~3.00~0.14~3022Cr25Ni7Mo4CuN5.50~24.00~3.00~0.20~0.50~4022Cr25Ni6Mo2N5.50~24.00~1.20~0.14~5022Cr25Ni7Mo3WCuN5.50~24.00~2.50~0.10~0.20~W:0.10～0.506022Cr25Ni7Mo3W2CuN6.00~24.00~2.50~0.24~0.20~W:1.50～2.507022Cr25Ni7Mo4Ne6.00~24.00~3.00~0.24~8022Cr25Ni7Mo4WCuNd6.00~24.00~3.00~0.20~0.50~W:0.50～1.00903Cr25Ni6Mo3Cu2N4.50~24.00~2.90~0.10~1.50~022Cr22Ni5Mo3N的點腐蝕當量(PREN):Cr+3.3Mo+16N≥34。022Cr23Ni5Mo3N的點腐蝕當量(PREN):Cr+3.3Mo+16N≥35,022Cr25Ni7Mo4N的點腐蝕當量(PREN):Cr+3.3Mo+16N≥41。022Cr25Ni7Mo4WCuN的點腐蝕當量(PREN):Cr+3.3(Mo+0.5W)+16N≥41,67.1.2成品鋼管的化學成分允許偏差應符合GB/T222的規定。7.2制造方法7.2.1鋼的冶煉方法鋼應采用電弧爐加爐外精煉或轉爐加爐外精煉方法冶煉。經供需雙方協商，并在合同中注明，也可采用其他冶煉方法。7.2.2鋼管的制造方法鋼管應采用熱軋(熱擠壓)或冷拔(軋)無縫生產工藝制造。7.3交貨狀態7.3.1鋼管應經熱處理并酸洗交貨。經保護氣氛熱處理或整體磨(拋)光的鋼管，可不經酸洗交貨。7.3.2鋼管的推薦熱處理制度見表3。經供需雙方協商，并在合同中注明，鋼管可采用表3以外的熱處理制度。表3鋼管熱處理制度及力學性能序號統一數字代號牌號推薦熱處理制度拉伸性能硬度抗拉強度MPa規定非比例延伸強度MPa斷后伸長率%HBWHRC不小于不大于1022Cr22Ni5Mo3N1020℃~急冷2022Cr23Ni5Mo3N1020℃~急冷3022Cr25Ni7Mo4CuN1080℃~急冷4022Cr25Ni6Mo2N1050℃~急冷5022Cr25Ni7Mo3WCuN1020℃~急冷6022Cr25Ni7Mo3W2CuN1025℃~急冷7022Cr25Ni7Mo4N1025℃~急冷8022Cr25Ni7Mo4WCuN1070℃~急冷903Cr25Ni6Mo3Cu2N急冷7GB/T21833.3—20247.4力學性能7.4.1熱處理狀態交貨鋼管的室溫縱向拉伸性能應符合表3的規定。當鋼管尺寸足以截取橫向拉伸試樣時，可用橫向拉伸試驗代替縱向拉伸試驗，試驗結果應符合表3的規定。7.4.2壁厚不小于1.7mm的鋼管應進行布氏或洛氏硬度試驗，其值應符合表3的規定。7.4.3根據需方要求，經供需雙方協商，并在合同中注明，鋼管可進行沖擊試驗，試驗溫度和沖擊吸收能量由供需雙方協商確定。當采用小尺寸沖擊試樣時，試樣的最小夏比V型缺口沖擊吸收能量要求值應為全尺寸試樣沖擊吸收能量要求值乘以表4中的遞減系數。表4小尺寸試樣沖擊吸收能量遞減系數試樣規格試樣尺寸(寬度×厚度)mm×mm遞減系數標準試樣1小試樣小試樣鋼管應逐根進行液壓試驗。試驗壓力按式(2)計算，最大試驗壓力為20MPa。在試驗壓力下，穩壓時間應不少于10s,鋼管不應出現滲漏現象。液壓試驗用水中氯離子(Cl-)的含量(質量分數)應不大于0.005%P=2SR/D…………(2)式中：P——試驗壓力，單位為兆帕(MPa),當P<7MPa時，修約到最接近的0.5MPa,當P≥7MPa時，修約到最接近的1MPa;S——鋼管的公稱壁厚，單位為毫米(mm);R允許應力，為表3規定最小塑性延伸強度(Ro?)的75%,單位為兆帕(MPa);D)鋼管的公稱外徑，單位為毫米(mm)。7.6工藝性能7.6.1壓扁壁厚不大于10mm的鋼管應做壓扁試驗。試樣應壓至兩平板間距為H,按式(3)計算。試驗后，試樣不應出現裂縫或裂口。式中：H——壓扁后兩平行壓板間距離，單位為毫米(mm);g單位長度變形系數，取0.07;S——鋼管的公稱壁厚，單位為毫米(mm);D——鋼管的公稱外徑，單位為毫米(mm)。8根據需方要求，經供需雙方協商，并在合同中注明，公稱外徑不大于150mm且壁厚不大于10mm的鋼管可做擴口試驗。擴口試驗的頂心錐度為60°,擴口后試樣的外徑最小擴口率為10%。試驗后試樣不應出現裂縫或裂口。7.7金相組織鋼管的金相組織應為奧氏體和鐵素體，鐵素體含量應為40%～60%。7.8有害沉淀相試驗根據需方要求，經供需雙方協商，并在合同中注明，鋼管可進行有害沉淀相試驗，試驗方法及要求應符合附錄A的規定。7.9無損檢測7.9.1鋼管應逐根進行超聲檢測。超聲檢測對比樣管的人工缺陷應符合GB/T5777的規定，驗收等級7.9.2根據需方要求，經供需雙方協商，并在合同中注明，鋼管可進行渦流檢測。渦流檢測對比樣管的人工缺陷應符合GB/T7735的規定，驗收等級為E3H或E3。7.10表面質量鋼管的內外表面應光滑，不應有裂紋、折疊、軋折、離層和結疤。上述缺陷應完全清除，清除深度應不超過公稱壁厚的下偏差，清理處的實際壁厚應不小于壁厚所允許的最小值。允許不超過壁厚下偏差的其他局部缺陷存在。7.11特殊要求根據需方要求，經供需雙方協商，并在合同中注明，可增加以下特殊要求：a)調整表2規定的化學成分范圍；b)規定不同于7.7要求的鐵素體含量；c)點腐蝕試驗；d)應力腐蝕試驗；e)其他要求。8試驗方法8.1鋼管的化學成分分析取樣遵守GB/T20066的規則。化學成分分析通常遵守GB/T11170、GB/T20123、GB/T20124、YB/T4395、YB/T4396或其他通用方法的規定，仲裁時應遵守GB/T223.11、GB/T223.18、GB/T223.19、GB/T223.25、GB/T223.26、GB/T223.28、GB/T223.36、GB/T223.43、GB/T223.58、GB/T223.60、GB/T223.62、GB/T223.85、GB/T223.86、GB/T223.90、8.2鋼管的尺寸和外形應采用符合精度要求的量具逐根測量。8.3鋼管的內外表面應在充分照明條件下逐根目視檢查。8.4鋼管其他檢驗項目的取樣方法和試驗方法應符合表5的規定。9表5鋼管檢驗項目的取樣數量、取樣方法和試驗方法序號檢驗項目取樣數量取樣方法試驗方法1化學成分熔煉分析每爐取1個試樣成品分析每爐取1個試樣2拉伸每批在兩根鋼管上各取1個試樣3硬度每批在兩根鋼管上各取1個試樣GB/T230.1、GB/T231.1GB/T230.1、GB/T231.14沖擊每批取一組3個試樣5液壓逐根6壓扁每批在兩根鋼管上各取1個試樣7擴口每批在兩根鋼管上各取1個試樣8金相每批在兩根鋼管上各取1個試樣9有害沉淀相協議協議超聲逐根渦流逐根點腐蝕協議應力腐蝕協議協議9檢驗規則9.1檢查和驗收鋼管的檢查和驗收應由供方質量技術監督部門進行。9.2組批規則9.2.1鋼管按批檢查和驗收。9.2.2若鋼管在切成單根后不再進行熱處理，則從1根熱處理后的鋼管截取的所有管段都應視為1根。9.2.3每批應由同一牌號、同一爐號、同一規格和同一熱處理制度(爐次)的鋼管組成，每批鋼管的數量應不超過以下規定：a)D≤76mm且S≤3mm:500根；c)其他尺寸：200根。9.3取樣數量每批鋼管各項檢驗的取樣數量應符合表5的規定。9.4復驗與判定規則的規定。鋼管的復驗與判定規則應符合GB/T2102的規定。鋼管的包裝、標志和質量證明書應符合GB/T2102的規定。(規范性)有害沉淀相試驗方法及結果評定A.1概述A.1.1本附錄規定了奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼有害沉淀相檢測的兩種試驗條件和檢測方法，分別為：試驗方法A——氫氧化鈉浸蝕試驗，用于檢測雙相不銹鋼中有害沉淀相的存在；試驗方法B——三氯化鐵腐蝕試驗，用于檢測雙相不銹鋼中有害沉淀相的存在及其對耐蝕性能的影響。A.1.2試驗方法A、試驗方法B適用于奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼在生產、制造過程(如熱處理)中或長期在一定溫度下使用析出有害相的檢驗，不適用于其他原因導致的奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼耐蝕性降低的情況。試驗方法A可用于在試驗方法B之前進行快速篩查。A.1.3本附錄所述試驗方法的適用牌號包括022Cr22Ni5Mo3N(S22253)、022Cr23Ni5Mo3N(S22053)、022Cr25Ni7Mo4CuN(S25203)、022Cr25Ni7Mo4N(S25073)、022Cr25Ni7Mo4WCuN(S27603)、03Cr25Ni6Mo3Cu2N(S25554)。A.2試驗方法A.2.1試驗方法A氫氧化鈉浸蝕試驗A.2.1.1試驗裝置試驗裝置包括如下內容：a)直流電源：約15V電壓、20A電流的蓄電池、發電機及整流器；b)電流表：測量范圍為0A～30A;f)金相顯微鏡：最大放大倍數不小于500倍；g)浸蝕用電解槽；h)電解液：試劑等級的氫氧化鈉(NaOH)。A.2.1.2試驗方法A.2.1.2.1選取一個縱向或橫向的剖面進行試驗。除另有規定外，試樣尺寸由供方確定。試樣截取后，任何影響材料與切割有關的高溫或變形應在試驗之前通過打磨或加工去除。A.2.1.2.2試樣應便于對斷面在整個厚度上進行檢查，當斷面較大時，試樣應便于從一側表面到一半厚度之間(含一半厚度)對斷面進行檢查。A.2.1.2.3試樣橫斷面的表面應拋光，拋光后的表面應滿足500倍金相顯微鏡進行檢查的要求。A.2.1.2.4浸蝕用的溶液可通過在100g蒸餾水中加入40g試劑級別的NaOH進行制備。A.2.1.2.5已拋光的試樣應在1V～3V直流電壓下浸蝕5s～60s。當采用鉑做負極，在1V～3V直流電壓下進行5s～60s的浸蝕時，任何有害金屬間相都會顯現出黃色，隨著鐵素體顏色變暗然后呈棕A.2.1.3浸蝕組織A.2.1.3.2浸蝕組織分為以下幾類：a)未受影響組織(圖A.1):鐵素體已被浸蝕，無有害金屬間相，相間邊界平滑；b)有可能受影響組織(圖A.2):鐵素體已被浸蝕，顯示有游離的可能為有害金屬間相的組織，相間邊界可能顯現出細微的波浪狀；圖A.2S22253可能受影響組織縱向剖面(左)及橫向剖面(右)(原片為500×)c)已受影響組織(圖A.3):浸蝕過程中，鐵素體變暗之前或同時，有害金屬間相很快顯現出來：圖A.3S22253已受影響組織縱向剖面(左)及橫向剖面(右)(原片為500×)d)中心線組織(圖A.4)——在產品二分之一厚度的區域，觀察到一種連續或不連續的金屬間A.2.1.4結果評定該方法的結果評定見表A.1。S22253縱向剖面(原片為500×)合格的浸蝕組織不合格的浸蝕組織未受影響組織：圖A.1可能受影響組織：圖A.2已受影響組織：圖A.3中心線組織：圖A.4A.2.2試驗方法B三氯化鐵腐蝕試驗A.2.2.1試驗前快速篩選在進行三氯化鐵腐蝕試驗之前，可先用氫氧化鈉浸蝕試驗(詳見方法A)進行快速篩選。試驗方法A中呈現未受影響組織的試樣，可不再進行方法B所述的三氯化鐵腐蝕試驗，除此以外的其他試樣都應進行三氯化鐵腐蝕試驗。A.2.2.2試驗裝置A.2.2.2.1玻璃燒杯(1000mL)、長形或錐形燒瓶(1000mL)、寬頸或50mm直徑試管或其他合適的容器。A.2.2.3三氯