川气东输管道技术规格书.docx
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川气东输管道技术规格书
目录
1总则3
2标准规范3
3定义4
4术语4
5设计条件5
6管件设计6
7管件规格7
8设计验证试验7
9水压试验8
10材料8
11抗拉性能10
12热处理11
13焊缝横向导向弯曲试验11
14缺口韧性12
15管件公差13
16制造13
17无损检测15
18检验15
19标志16
20涂漆16
21最终文件16
22包装和运输17
附录A37
附录B38
附录D39
附录E42
1总则
本规格书规定了川气东送管道工程工厂制造碳钢和低合金钢无缝和焊接对焊管件的设计、制造、检验及验收的基本要求。
包括了对焊管件规格、材料、化学成分、力学性能、热处理、制造检验及标志等基本内容。
本规格书管件包括标准弯头（90°、60°、45°、30°弯头）、非标准弯头、回弯头、管帽（封头）、三通、异径管接头以及在厂内焊接的加长段和过渡段。
按本技术规格书向川气东送管道工程供应管件的制造商应已通过ISO质量体系认证或与之等效的质量体系认证。
与任一制造商之间的任何约定将列入业主与该制造商的附加协议中。
2标准规范
下列文件中的条款通过本规定的引用而成为本规定的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规定，然而，鼓励根据本规定达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规定。
GB/T228金属材料室温拉伸试验方法
GB/T229金属夏比缺口冲击试验方法
GB3531低温压力容器用低合金钢钢板
GB5310高压锅炉用无缝钢管
GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备
GB6479高压化肥设备用无缝钢管
GB6654压力容器用钢板
GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证
GB/T9711.1石油天然气工业输送钢管交货技术条件第1部分：
A级钢管
GB/T9711.2-1999石油天然气工业输送钢管交货技术条件第2部分：
B级钢管
GB/T12459-2005钢制对焊无缝管件
GB19189压力容器用调质高强度钢板
GB50236-1998现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范
GB50251输气管道工程设计规范
GB50253输油管道工程设计规范
JB/T4730.1~4730.6-2005承压设备无损检测
SY/T0609-2006优质钢制对焊管件规范
MSSSP-75优质钢制对焊管件规范
APISPEC5L管线钢管规范（43版）
ASMEB16.9-2003工厂制造的锻钢对焊管件
NACETM0284管线和压力容器钢抗氢致开裂性能评价
3定义
3.1业主
表示中国石油化工股份有限公司天然气分公司川气东送管道项目经理部，并包括其代理人、检查人员以及其它被授权的代表。
3.2制造商
表示按本技术规格书的要求和合同提供设计、制造、运输管件的制造厂并包括它的设备。
4术语
4.1弯头elbow
用于管道改变方向的管件，曲率半径R≤3D。
4.2高屈服强度锻轧制管件WFHY-×××
管件钢级符号，其后的数字表示屈服强度。
4.3热处理批heatlotoffittings
按同一热处理制度进行热处理的同熔炼批、同类、同规格管件。
4.4三通肩部厚度thicknessofroundcornerwheretwolinesfortee
三通主支管交汇处圆弧部分的厚度，它代表拔制或冷挤压三通能对开口提供补强部分的名义厚度。
4.5同类管件fittingsofsametype
相同类型的管件，弯头、三通、异径管接头、管帽和拔制汇管，各自成为一类。
4.6最小屈服强度specifiedminimumyieldstrength
指材料标准中给出的屈服强度下限值。
即规定的最小屈服强度，简称最小屈服强度。
5设计条件
5.1介质组分
本工程气源来自普光气体净化厂出来的净化天然气，其天然气组分和物性参数见表5.1-1、5.1-2：
表5.1-1气源组分表
组分
分子量
摩尔分率（mol%）
H2
2.016
0.025467
N2
28.014
0.705685
CO2
44.011
2.02909
H2S
34.08
6mg/Nm3
COS
60.075
0.002559
H2O
18.016
0.00358
CH4
16.043
97.058
C2H6
30.07
0.152185
C3H8
44.097
0.010113
CH3SH（甲硫醇）
48.107
0.000492
C2H5SH（乙硫醇）
62.134
0.0000369
He
4.003
0.012795
表5.1-2物性参数表
物性参数
指标
平均分子量
16.72
温度（℃）
45
压力MPa（a）
8.097
水露点（℃）
-15
比热（kJ/kg·k）
2.68
粘度（cP）
0.0137
导热系数（W/m·K）
0.0431
压缩因子
0.913
H2S（mg/m3）
＜6
5.2沿线气象条件
极限最高气温（℃）：
44
极限最低气温（℃）：
-20.7
年平均相对湿度（%）：
60~85
年日照时间（h）：
1230~2585
6管件设计
6.1管件图纸设计单位应有健全的质量保证体系，并应持有相应的设计单位批准书。
设计单位应对设计文件的准确性和完整性负责。
6.2管件可采用GB50251、ASTMB31.8或国家认可的压力容器、压力管道规范确定的数学分析方法进行强度设计，也可按第8章规定的验证试验方法确定壁厚。
按本规格书制造的管件，其许用应力值应按GB50251的规定，按相同钢级（或钢号）、直径和公称壁厚承受内压的无缝直管（或焊接接头系数等于1的焊接管）计算。
6.3符合本规格书的所有管件，其设计应能在安装后，承受相同钢级（或钢号）、壁厚的直管段水压试验压力，在此压力下产生的环向应力应不小于管子规定最小屈服强度，且不得有破裂和渗漏，或有碍于使用的其它损害。
试验压力按下式计算：
………………………………………………
（1）
式中：
－试验压力，
；
－使用时连接直管段的规定最小屈服强度，
；
－和管件连接管子的公称壁厚，mm；
－和管件连接管子的外径，mm。
6.4制造商可采用更高的试验压力，但应考虑高压下的安全性和适应性。
6.5设计时应考虑上述条款提及的性能要求，以及取决于管件形状的系数。
6.6管件应按提供的管件工作参数及相连接的接管尺寸进行设计，清管三通内径应不小于连接管公称内径的97%，档条选材需经业主或项目设计单位认可。
6.7管件设计文件应至少包括应力分析报告书及设计图样。
7管件规格
公称直径DN≥400mm时，管件DN和相对应的端部外径，见表15-1～表15-6；DN＜400mm时，管件尺寸按ASMEB16.9或GB/T12459-2005中I系列的规定。
8设计验证试验
8.1作为设计依据，应按本规格书规定做设计验证试验。
制造商应备有成功的设计验证试验资料，以供业主检查。
8.2除非供需双方另有协议，唯一的验证试验就是爆破试验。
8.2.1选作试验的管件，应验明其材料、级别、炉批号及热处理状态。
试验管件应经过尺寸检查，并符合本规格书规定。
8.2.2试验管件端部所连短节的计算爆破强度，至少应等于或不小于管件计算爆破强度的105％。
内壁错边量大于1.5mm时，应采用削边过渡，其斜度不应大于1︰3。
端部被盲死的直管段长度，至少应是2倍管子外径。
当满足下列条件时，可采用较短的直管段长度：
组装件至少应能承受按8.2.4计算压力的105％；
DN350mm及以下的管件，直管段的最小长度应为1倍管子外径；
DN350mm以上的管件，直管段的最小长度应为0.5倍管子外径，且不小于355.6mm。
8.2.3试验用介质可以为水或其它液压试验用液体。
8.2.4液压试验过程中应连续打压，直至管件爆破为止，爆破时的压力不应低于计算爆破压力；或者当试验压力达到按公式
（2）计算爆破压力的105％而不破裂时，则认为试验合格。
8.2.5验证试验压力计算
………………………………………………
（2）
式中：
－验证试验计算爆破压力，
；
－管件的实际抗拉强度（在代表试验管件的试样上实测的抗拉强度），
；
－和管件连接管子的公称壁厚，mm；
－和管件连接管子的外径，mm。
8.3按8.2.1要求选定的试验管件，其成功的试验结果可以验证以下范围内其它管件：
a）试验管件可以验证不小于试验管件直径0.5倍，也不大于试验管件直径2倍的同类管件；
b）未缩径的试验管件可以验证缩径的同类管件；
c）试验管件可以验证壁厚与外径（t/D）比值为试验管件的0.5～3倍的同类管件；
d）由各种强度级别钢材制造的管件，其承压能力直接与各种强度级别材料的抗拉强度成正比。
因此，只需要对一种级别的管件进行试验即可验证其它几何相似的管件；
e）试验弯头可以验证较长曲率半径的弯头，但应符合标准的规定。
9水压试验
管件应能承受本规格书第6.3条规定的水压试验压力，但不要求在制造厂进行水压试验。
10材料
10.1一般要求
10.1.1管件材料应为镇静钢，应采用吹氧转炉或电炉冶炼，且具有要求的韧性和热处理状态，并适合与其它管件、法兰和管子现场焊接。
可采用（但不限于）以下标准中的材料：
GB3531、GB5310、GB6479、GB6654、GB/T9711.1、GB/T9711.2、GB19189；API5L。
10.1.2管件材料应为各类锻制钢坯、锻制钢棒、钢板、无缝钢管及直缝焊管。
10.1.3管件用钢应为可焊性良好的碳钢和高强度低合金钢。
10.1.4当焊接需要预热时，制造商应说明规定的预热条件，并在管件上做出永久性标记。
10.1.5原材料应有质量证明书，其检验项目应符合相关标准的规定或订货要求，无标记、无批号、无质量证明书或质量证明书项目不全的钢材不得使用。
不允许使用低价劣质材料，材料的来源应经业主审批，未得到书面认可，不得使用。
10.1.6原材料进厂后，管件制造商应按质量证明书等进行验收，并对钢管原材料的外观、尺寸和理化性能进行抽检。
业主统一采购的原材料，其理化性能统一验收。
10.1.7原材料表面应无油污，在制造、搬运、装卸过程中不允许与低熔点金属（Cu、Zn、Sn、Pb等）接触，否则应采取适当的措施（如喷砂）清除。
10.2材料化学成分
10.2.1制造商采用的钢材，其化学成分应符合相应材料标准及表10.2.的要求。
表10.2管件原材料化学元素最大允许值a
化学元素
质量分数％（max）
WFHY-415（X60）目标值范围值质量分数％
WFHY-485（X70）目标值范围值质量分数％
碳（C）
0.25
0.07~0.09
0.07~0.09
锰（Mn）
1.60
1.45~1.65
1.55~1.75
磷（P）
0.025
≤0.015
≤0.015
硫（S）
0.020
≤0.010
≤0.010
铜（Cu）
0.35
0.12~0.20
0.12~0.20
镍（Ni）
1.00
≤0.30
≤0.30
硅（Si）
0.50
0.20~0.35
0.20~0.35
铬（Cr）
0.25
≤0.20
≤0.20
钼（Mo）
0.30
0.15~0.25
0.20~0.30
钒（V）
0.10
≤0.05
≤0.05
铌（Nb）
0.10
≤0.05
≤0.05
氮（N）
0.011
≤0.001
≤0.001
a.可添加其他合金元素，但应与用户协商。
此表不代表任何熔炼批的化学成分，仅作为某种元素的最大允许值。
任何熔炼批元素的组合应符合10.2.3规定的碳当量要求。
b.V+Nb+Ti≤0.15
10.2..2为了满足表11.1要求的抗拉性能，用高强度低合金钢制作的管件，其合金元素的选用应由业主和制造商协商确定，并由制造商按所供管件强度级别分别作出适用性评价报告。
10.2..3根据下式计算碳当量（C.E.）和（Pcm），对WFHY-485（X70），C.E.不应超过0.44％，Pcm不应超过0.22％；对WFHY-415（X60）C.E.，不应超过0.43％，Pcm不应超过0.21％；对其它材料的管件，C.E.不应超过0.40％。
……………………………………（3）
………………………（4）
11抗拉性能
11.1抗拉性能应符合表11.1要求。
表11.1抗拉性能要求
钢级符号
屈服强度σs，min
MPa
抗拉强度σb，min
MPa
伸长率δmina
％
所有厚度
WFHY－290
290
415
21
WFHY－320
320
435
20
WFHY－360
360
460
19
WFHY－390
390
490
18
WFHY－415
415
520
17
WFHY－450
450
535
17
WFHY－485
485
570
16
a该伸长率适用于从符合11.4规定的材料上截取的横向试样。
当采用纵向试样时，伸长率应为（
）。
屈强比σs/σb≤0.92
为试样原始横截面积，mm
11.2管件的壁厚或屈服强度可不等于所连管子（指现场使用时所连管子）的壁厚或屈服强度，但焊接端的壁厚乘以其屈服强度至少应等于所连管子壁厚乘以其屈服强度。
对接处的处理见图3。
11.3抗拉试验应按GB/T228规定的方法进行。
11.4抗拉试样应取自经最终热处理的管件，或取自制作管件的同熔炼批、同热加工工艺及热处理条件、公称壁厚相同的钢管或钢板制作的连接在热处理管件适当位置上的样件，后者须取得业主的许可（见11.6）。
如果同一批产品的热处理是在两个不同的热处理炉中进行，试件应从每个热处理炉中分别制取。
11.5抗拉试样取样位置和试样制备除应符合GB/T2975的规定外，还需按产品生产工艺及结构特点补充取样部位：
三通：
支管、主管、台肩及焊缝部位
热压弯头：
内弧侧、外弧侧的焊缝部位及中性区
热推：
内弧侧、外弧侧部位。
屈服强度可用两种方法确定：
一种是残余应变为0.2％时对应的应力；一种是负载下总应变为0.5％时对应的应力。
11.6每批管件均应分别进行横向和纵向（相对于轴线）的拉伸试验，以确定其屈服强度、抗拉强度和标距
mm试样的伸长率。
每批管件指同一熔炼批、同一原始厚度材料制作的、经受同一热处理条件的同类管件。
热处理时温差应控制在±25℃以内。
热处理炉每年测定一次。
测温时，热电偶可直接和管件相连接，或者和管件有相同温度的材料相连接。
11.7对于有焊缝的管件，应按照本章的要求对焊缝进行拉伸试验，以确定其抗拉强度。
对每批填充金属，或埋弧焊时，对每批填充金属与焊剂的组合，需作一次拉伸试验，其抗拉强度应符合表11-1的要求。
11.8对于任何一批产品的试样，当试验不能满足要求时，应从同一批产品中取两倍数量的管件，重新进行试验。
如果所有试样均满足要求，则认为本批产品，除前面不能通过试样试验的产品外，其他产品均为合格。
11.9试样允许冷压平。
12热处理
所有管件均应在调质状态下交货。
热处理前，热成型管件应冷却到临界温度以下。
管件应按钢种规定进行一种或多种热处理。
13焊缝横向导向弯曲试验
13.1管件焊缝应进行横向导向弯曲试验。
13.2导向弯曲试验，分正面弯曲和反面弯曲两种。
试样宽38.1mm，长至少为152.4mm，焊缝位于试样中部，并按图4进行机加工。
正面弯曲时内表面对着冲模端部，反面弯曲时外表面对着冲模端部。
弯模及其尺寸如图5所示。
13.3弯曲后，在焊接金属或焊缝金属与基体金属间任何方向上，应无明显开裂，或裂纹长度不大于3mm，此弯曲试验即为合格；沿试样边缘在任何方向上产生的裂纹不大于6.35mm时，仍为合格。
13.4正面弯曲和反面弯曲两个试样，应取自经最终热处理的管件，或取自经业主认可的制作管件的同熔炼批、同热加工工艺及热处理条件、公称壁厚相同的钢管或钢板制作的连接在热处理管件适当位置上的样件。
13.5如果两个试样中有一个试样试验不满足要求，制造商应从同一批产品中另取两个管件四个试样再做试验。
当四个试样的试验均符合13.3的要求时，则认为本批产品除前面不能通过试样试验的产品外，其余产品均为合格。
14缺口韧性
14.1缺口韧性应按GB/T229规定的方法，用标准夏比V型缺口试样试验确定。
当试验材料壁厚不足制备全尺寸试样时，可按照GB/T9711.2-1999标准8.2.3.3.2条加工成比例试样进行试验，冲击吸收功要求按厚度成比例减小。
所取试样，其轴线应垂直于介质流动方向，且缺口轴线应与表面垂直，除非另有规定，每批管件均应做一次V型缺口冲击韧性试验。
14.2同一熔炼炉次、同一工艺生产的同一材料、同一规格管件不多于50件为一批，每批应抽１件进行试验。
试样可取自制作管件的延长段，或取自制作管件的同熔炼批、同热加工工艺及热处理条件、公称壁厚相同的钢管或钢板制作的样件。
14.3成品管件母材、焊缝及热影响区在-20℃（低于X60），-30℃（X70、X65、X60）的夏比V型缺口冲击功和断口处的剪切面积应满足表14.3要求。
设计温度-40℃条件下，当管件材料为A350LF2CLASS1、A420WPL6、16Mn、16MnD、A671CC70CLASS22等低温材料时，材料的力学性能应符合-40℃条件下相关标准的规定。
表14.3夏比冲击韧性要求
项目
位置
断口处剪切面积（SA%）
夏比冲击功（焦耳）
一个试样最小值
三个试样平均值
三个试样平均值
一个试样最小值
管件管体
X70、X65
提供数据供参考
50
35
X60及以下
提供数据供参考
40
30
焊缝及热影响区
X70、X65
提供数据供参考
50
35
X60及以下
提供数据供参考
40
30
14.4冲击试件不允许压平。
15管件公差
15.1表15-1～表15-6中所列尺寸管件，公差要求见表16.1。
DN≤350mm管件的公差，应符合GB/T12459-2005或ASMEB16.9的要求。
15.2壁厚
允许管件最小壁厚比公称壁厚小0.25mm。
孤立的非连续性局部减薄处修磨后的壁厚，不应小于原壁厚的93.5%。
上述允差不能用于经验证试验确定壁厚的场合。
15.3焊接端
当管件壁厚≤19mm时，其钝边尺寸和坡口角度应符合图1要求；壁厚
19mm时，其钝边尺寸和坡口角度应符合图2的要求。
管件焊接端面应机加工成型，鈍边公差为±0.8mm。
当管件的壁厚大于所匹配管子壁厚时，应采取过渡措施，按图3所示要求。
16制造
16.1一般要求
16.1.1制造商应持有ISO质量体系认证证书或其它与之等效的相应的质量体系认证证书。
16.1.2管件可采用压制、拔制、冲压、挤压、焊接等热加工工艺进行制造，所采用的工艺，应保证不产生裂纹缺陷和其他有碍于使用的损伤。
本技术规格书不接受采用冷成型方式制造的管件。
16.1.3制造工艺应保证管件在成型时，其表面外形应圆滑过渡。
16.1.4当有加长段或过渡段时，焊后应按规定进行消除应力热处理。
16.1.5所有DN≥100mm的支管口，宜采用拔制或挤压方法成型，端部尺寸应与其相连接的管子或管件相匹配。
16.1.6管件热处理后，最终检验前应进行表面喷丸处理。
16.2制造工艺确认
16.2.1制造商取得按本技术规格书提供管件的订货合同前应向业主提交制造图纸，材料性能（包括焊接性能）要求及制造工艺文件（MPS）。
材料、图纸及MPS文件等一经业主确认，不得任意改变。
在未得到业主的书面批准前，不允许制造。
16.2.2合同授予后，制造商如果对提交的制造工艺规范内容有变更，应立即书面报告购方，并经构方认可，否则被视为拒绝执行合同的依据。
16.3工艺评定和首批试验
正式产品生产以前，制造商应按附录A的规定进行单根管件的工艺评定试验，工艺评定工作通过后，再进行小批量管件试制，抽检合格方可进行首批生产。
首批生产的管件应按附录B的要求进行试验，首批试验合格后方可进行正式生产。
16.4焊接
16.4.1所有焊缝应由考核合格的焊工按评定合格的焊接工艺完成。
焊工考试及焊接工艺评定均应按GB50236-1998的规定执行。
16.4.2焊接接头外观质量不应低于GB50236-1998表11.3.2中的Ⅱ级标准。
16.4.3自动焊应采用电弧（熔）焊工艺，宜优先采用埋弧焊。
16.4.4所有对接焊缝均应全焊透。
采用埋弧焊时，应先从内侧施焊，然后用手工或机器从外侧施焊；如果不具备从内侧施焊条件时，允许从外侧施焊，但不应使用垫环。
16.4.5焊缝缺陷可采用打磨的方法进行修理，但不应产生沟、槽，去除的厚度不应超过直管段公称厚度的6.5％。
16.4.6角焊缝的喉部应饱满，除非另有规定，两焊脚尺寸应大致相等。
16.4.7焊接的支撑一般应在热处理前去除，并进行适当修磨。
如果热处理时需要支撑，则应在热处理后去除。
16.4.8所用焊接材料在产品热处理后，应使焊接接头满足缺口韧性要求（第14章）和抗拉性能要求（第11章）。
16.4.9距管件焊接端100mm范围内的内外表面焊缝应打磨（-0，+0.5mm）。
16.5工艺质量和修整
16.5.1管件不应存在有害缺陷，且应表面光整。
16.5.2缺陷深度超过6.5％直管段公称壁厚时，定义为有害缺陷。
16.5.3可用机加工和磨削方法处理下述表面缺陷，如刮痕、疤痕、皱褶等。
如缺陷深度不超过直管段公称壁厚的6.5％，可磨削去除。
16.6三通尺寸中的M值必须满足本规格书或ASMEB16.9有关图表中给出的数值。
当业主有要求时，在数据单中提出。
16.7清管三通为挡条三通，清管三通的设计和挡条的设置，需经业主批准。
16.8制造商应按合同要求向业主提交尺寸齐全的制造图纸，材料性能（包括焊接性能）说明及制造工艺说明。
材料、尺寸及加工工艺一经业主确认，不得任意改变。
在未得到业主的书面批准前，不允许制造。
17无损检测
17.1无损检测人员应由通过GB/T9445考核，并由取得相应资格的人员承担；该人员所在机构应具有检测资质。
17.2管件的所有对接焊缝，均应按JB/T4730.1～4730.6-2005的有关规定，进行100％的射线检测，Ⅱ级合格，同时100％超声检测，Ⅰ级合格。
17.3三通主、支管过渡区，弯头外弧区应进行100%超声检测加100%磁粉检测，确认无影响使用的缺陷存在。
17.4所有角焊缝及不能用射线检测的其它焊缝，可用磁粉或超声进行检测，其检测方法和验标准应符合JB/T4730.1～4730.6-2005的有关规定，Ⅰ级合格。
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