CDP-S-NGP-PL-006-2011-2-天然气管道工程钢管通用技术条件.pdf
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CDP-S-NGP-PL-006-2011-2-天然气管道工程钢管通用技术条件.pdf
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CDPCDP油气储运项目设计规定CDP-S-NGP-PL-006-2011-2油气储运项目设计规定CDP-S-NGP-PL-006-2011-2代替CDP-S-GP-PL-006-2009/B2011-2-25发布2011-3-5实施2011-2-25发布2011-3-5实施中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司发布天然气管道工程钢管通用技术条件天然气管道工程钢管通用技术条件1前言本文件是在APISpec5L:
2007管线钢管规范(第44版)的基础上,吸收国内外近年来管线钢管技术和经验编制而成。
本文件根据天然气输送管道设计压力和管径将天然气输送管道划分为5个级别,并将不同级别钢管的相应技术要求分别列出。
管线设计人员可以根据管线级别确定其相应的技术条件要求,生成该管线钢管的数据单,以保证管线钢管的经济适用性和质量可靠性。
本文件是油气储运项目设计规定(CDP)技术规格书类文件。
本文件主要采用APISpec5L试验方法体系。
本文件的附录、附录、附录、附录、附录、附录和附录均为规范性附录,附录为资料性附录。
本文件替代CDP-S-GP-PL-006-2009/B天然气管道工程输送管道用钢管技术规格书。
本文件由中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司提出并归口管理。
本文件起草单位:
中国石油集团石油管工程技术研究院。
本文件主要起草人:
李为卫、熊庆人、庄传晶、巨西民、张鸿博、吉玲康、方伟、徐婷。
本文件由中国石油集团石油管工程技术研究院负责具体技术内容的解释。
联系人:
李为卫联系电话:
029-88726169本文件在执行过程中,如有任何意见和建议,请反馈至:
中国石油天然气管道工程有限公司北京石油咨询中心地址:
北京市宣武区广安门内大街甲311号院中国石油管道大厦9层邮政编码100053联系人:
胡莹联系电话:
010-69217714电子邮箱:
huying_CDP-S-NGP-PL-006-2011-21中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司中国石油天然气股份有限公司天然气与管道分公司CDP文件编号:
CDP-S-NGP-PL-006-2011-2文件编号:
CDP-S-NGP-PL-006-2011-2第1页共61页天然气管道工程钢管通用技术条件CDP-S-NGP-PL-006-2011-22目次前言.1目次.20总则.31范围.32规范性引用文件.33术语和定义.44订货应提供的信息.55总体要求.56制造工艺及材料.97性能要求.118尺寸、重量、长度和管端加工.299外观及工艺质量检查.3210无损检测.3511标志和保护性涂层.4412文件、装运及管端保护.4513工厂资质和质量控制.47附录(规范性附录)缺陷的补焊.48附录(规范性附录)购方检验.49附录(规范性附录)首批检验.50附录(规范性附录)钢管生产过程控制试验.51附录(规范性附录)焊接工艺评定.53附录(规范性附录)针状铁素体型管线钢带状组织评定方法.54附录(资料性附录)管道设计参数.61CDP-S-NGP-PL-006-2011-230总则本文件是对APISpec5L:
2007(第44版)的补充。
本文件应与APISpec5L:
2007(第44版)一起使用。
凡本文件未叙及的条款及内容均按APISpec5L:
2007(第44版)及其修改的规定执行。
按本文件供应钢管的制造商应具有APISpec5L会标使用权,且已通过ISO9001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购方与该制造商的附加协议中。
1范围1.1总范围本文件包括陆上天然气输送管道用钢管选择、常规性能要求、钢管堆放和装运、工厂资质认证和质量控制等。
同时分别规定了不同管线级别对应钢管化学成分、显微组织、力学性能、静水压试验、几何尺寸、工艺质量、无损检测等要求。
用本文件制造的钢管适用于输送符合GB17820二类气质要求的天然气。
本文件不适用于输送酸性天然气或其它腐蚀性介质的管道,也不包括基于应变设计地区使用的抗大变形钢管。
穿跨越用钢管除应满足本文件要求外,还应满足相应穿跨越规范的要求。
本文件适用于高频焊(HFW)、螺旋缝埋弧焊(SAWH)和直缝埋弧焊(SAWL)三种类型的钢管。
钢管外径(D)范围219.1mm1219mm。
1.2产品等级水平本文件选用的钢管产品等级为APISpec5LPSL2级。
1.3钢级本文件钢管钢级包括APISpec5L中的L290X42L555X80钢级。
1.4单位本文件采用SI单位。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本文件的引用而成为本文件的条款。
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文件,然而,鼓励根据本文件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文件。
GB/T4335低碳钢冷轧薄板铁素体晶粒度测定法GB/T9445无损检测人员资格鉴定与认证GB/T13298金属显微组织检验方法GB17820天然气GB/T19001质量管理体系要求SY/T6423.16423.7石油天然气工业承压钢管无损检测方法CDP-S-NGP-PL-006-2011-24SY/T6476输送钢管落锤撕裂试验方法CDP-S-OGP-PL-009-2011-2油气管道工程站场用钢管通用技术条件ISO148-1金属材料夏比摆锤冲击试验第1部分:
试验方法ISO9001质量管理体系要求ISO11484承压用钢管无损检测(NDT)人员资质和评定APIRP5L1管线管铁路运输推荐作法APIRP5LW管线管内陆及海上船舶运输推荐作法APISpec5L:
2007管线钢管规范(第44版)ASTMA370钢产品机械性能试验的方法与定义ASTMA435钢板直射声束超声检验规范ASTMA578特殊用途平板和复合钢板纵波超声波检验标准规范ASTMA956钢产品里氏硬度试验标准方法ASTMA1038采用超声波接触阻抗法便携式硬度仪标准做法ASTME18金属材料洛氏硬度和洛氏表面硬度标准试验方法ASTME45钢中夹杂物含量的确定方法ASTME92金属材料维氏硬度标准试验方法ASTME94射线检验标准指南ASTME110金属材料便携式硬度仪压痕硬度试验方法ASTME112金属平均晶粒度的测定方法ASTME165液体渗透标准试验方法ASTME213金属管超声波检验标准作法ASTME273焊接钢管焊接区超声波检验标准作法ASTME309钢管产品磁饱和涡流检验标准做法ASTME570铁磁性钢管产品漏磁检验标准做法ASTME709磁粉检验标准做法ASTME1268带状组织级别评定标准做法NACETM0284压力容器和管道氢致开裂抗力标准试验方法可采用满足引用标准要求的其它标准代替本文件中的引用标准。
采用其它标准代替本文件中的引用标准的制造厂应负责以文件资料证明其引用标准的等效性。
3术语和定义本文件采用APISpec5L的术语和定义,并补充下列定义:
3.1校准calibration将仪器调整至一已知的基础基准,通常可向国家标准技术机构或相当机构溯源。
3.2车载量carload从制管厂发运的一节火车车厢所装载钢管的数量。
3.3熔炼批heat一次熔炼工艺一次循环所生产的金属。
3.4CDP-S-NGP-PL-006-2011-25熔炼分析heatanalysis由金属生产方报告的代表一熔炼批钢的化学成分分析。
3.5可may用于表示某规定是可任选的。
3.6应shall用于表示某规定是强制性的。
3.7宜should用于表示某规定是非强制性的,但作为好的作法予以推荐。
3.8标定standardization调整无损检测仪器至所选的对比标准值。
4订货应提供的信息4.1根据本文件编制的天然气管线钢管数据单应至少包括表4.1列出的内容和附录的参数。
表4.1天然气管线钢管数据单应包括的内容内容涉及章节钢管类型6.1钢级1.3规范等级PSL2a外径8.2壁厚,平均壁厚偏差8.4公称长度8.6管端加工8.8首批检验要求6.8,13.2.4生产工艺评定试验要求6.9,13.2.5钢管标志要求11.1钢管保护性涂层要求11.2钢管装运保护要求12.2.5管端保护要求12.4HIC试验要求(非酸性环境下).2.9数量交货日期及装运说明钢管防腐要求a本文件不包括PSL1级钢管,如果使用按APISpec5L:
2007(44版)执行。
5总体要求5.1天然气输送管道级别的划分为了区别管线的重要程度,根据设计压力、管径将天然气输送管道划分为5级,见表5.1,并CDP-S-NGP-PL-006-2011-26根据不同级别提出钢管的性能和检验的不同要求。
表5.1天然气输送管道的基本级别划分管径mm管道类型设计压力MPa40640676281312196.41236.48234天然气管道83455.2性能要求汇总5.2.1制造工艺及材料要求不同等级天然气输送管道用钢管相应的钢管制造工艺及材料要求见表5.2。
5.2.2理化性能及工艺控制试验要求不同等级天然气输送管道用钢管相应的理化性能、静水压试验和残余应力控制试验要求见表5.3。
5.2.3无损检测要求不同级别的天然气输送管道用钢管的无损检测要求见表5.4。
5.2.4尺寸、外观、重量及工艺质量要求不同级别的天然气输送管道用钢管的尺寸、外观、重量、管端加工及工艺质量等的要求见表5.5。
5.2.5标志、文件、装运、堆放以及管端保护要求不同级别的天然气输送管道用钢管的标志、文件、装运、堆放以及管端保护等的要求见表5.6。
表5.2制造工艺及材料要求汇总表CDP-S-NGP-PL-006-2011-27项目适用管道级别本文件对应条款制造工艺要求焊接钢管所有管道级别6.1.1不同管型钢管选用范围所有管道级别表6.1SAW焊管冷扩径HFW焊管所有管道级别6.2、表6.23级及以下输气管道材料要求4、5级输气管道6.3、表6.3SAW焊管所有管道级别热处理HFW焊管所有管道级别6.4可追溯性所有管道级别6.5表面清洁状态所有管道级别6.6制造工艺确认所有管道级别6.7首批检验所有管道级别6.8钢管生产过程控制试验所有管道级别6.9表5.3钢管理化性能及工艺控制要求汇总表试验要求适用管道级别本文件对应条款a化学成分所有管道级别7.1.1及表7.1管体所有管道级别7.2.1HFW焊管焊缝所有管道级别7.2.2、表6.3和表7.2金相SAW焊管焊缝所有管道级别7.2.3拉伸性能屈服强度、抗拉强度、延伸率、屈强比所有管道级别7.3.2.1及表7.3冲击韧性b、c所有管道级别7.3.3.1及表7.72、3级输气管道DWTTd4、5级输气管道7.3.3.2及表7.8硬度试验管体、焊缝和HAZ所有管道级别7.3.4及表7.9压扁试验HFW焊管所有适用管道级别7.3.5导向弯曲试验SAW焊管所有适用管道级别7.3.6静水压试验试验压力、保压时间;补充静水压试验所有管道级别7.4及表7.12残余应力控制SSAW焊管所有适用管道级别7.5及表7.13a理化性能试验频次要求见表7.14。
b出现断口分离时,冲击功单个最小和平均最小要求值均应乘以系数,见7.3.3.1.5。
c不低于L360/X52钢级,管径小于508mm的钢管,母材夏比冲击试验断口剪切面积要求见7.3.3.1.6及表7.7。
d适用于钢级不低于L360/X52,管径不小于508mm的钢管。
CDP-S-NGP-PL-006-2011-28表5.4无损检测要求汇总表序号管型无损检测要求a适用管道级别本文件对应条款1所有管型无损检测人员专业检测资格要求全部管道级别10.12所有管型自动无损检测设备系统检测能力和检测性能评定要求所有管道级别10.3所有管道级别10.3.1.13-5级输气管道10.3.1.2所有管道级别(补焊焊缝)10.3.1.4检测项目所有管道级别(管端面)10.3.1.3检验有关文件要求所有管道级别10.3.2焊缝射线拍片所有管道级别10.3.3.1焊缝X光工业电视所有管道级别10.3.3.2焊缝超声波检测所有管道级别10.3.3.3,表10.33SAW焊管无损检测方法要求管端磁粉或渗透检验所有管道级别10.3.3.4检测项目所有管道级别10.4.1,表10.4检验有关文件要求所有管道级别10.4.2焊缝超声波检测所有管道级别10.4.3.1,表10.74HFW焊管无损检测方法要求焊缝的电磁检测所有管道级别10.4.3.21级输气管道10.5.1的1)2级输气管道10.5.1的2)5所有管型分层检查3-5级输气管道10.5.1的3)含缺陷钢管处理方法所有管道级别10.7.1SAW焊管焊缝补焊要求所有管道级别10.7.26所有管型(缺陷钢管的处理)管体缺陷的处理要求所有管道级别10.7.3表5.5尺寸、重量、管端加工、外观及工艺质量要求汇总表一般要求补充要求或严格要求序号项目对应本文件条款适用钢管类别对应本文件条款适用钢管类别管端8.2.3,表8.1所有管道级别8.2.3,表8.11直径管体8.2.4,表8.21、2、3级输气管道8.2.4,表8.24、5级输气管道用钢管管端2椭圆度管体8.3.3,表8.31、2、3级输气管道8.3.3,表8.34、5级输气管道用钢管3壁厚8.4.3,表8.41、2、3级输气管道8.4.3,表8.44、5级输气管道用钢管4重量8.5所有管道级别/5长度8.6所有管道级别/6直度8.7所有管道级别/7管端加工8.8所有管道级别/8外观检查9.1所有管道级别/9咬边9.1.2所有管道级别/10电弧烧伤9.1.3所有管道级别/11分层9.1.4所有管道级别/12凹坑a9.1.5所有管道级别/13硬块9.1.6所有管道级别/14其它缺陷9.1.7所有管道级别/15错边9.2.1,表9.1所有管道级别/CDP-S-NGP-PL-006-2011-2916焊偏9.2.2所有管道级别/17埋弧焊管焊缝余高9.2.3所有管道级别18电阻焊管毛刺和内刮槽9.2.4对应管道级别19焊缝噘嘴9.2.5对应管道级别/a管端焊缝打磨要求见9.2.3。
表5.6标志、文件、装运、堆放以及管端保护要求汇总表一般要求补充要求序号项目对应本文件条款适用钢管类别对应本文件条款适用钢管类别1标志11.1.111.1.7所有管道级别11.1.8.1外径813mm及以上2保护性涂层11.2.1所有管道级别11.2.2潮湿或其它腐蚀性环境下堆放3质量证明书12.1,表12.1所有管道级别/4钢管装运12.2.112.2.3所有管道级别12.2.4,表12.24、5级输气管道5钢管堆放12.3.112.3.3所有管道级别12.3.4所有管道级别6管端保护12.4所有管道级别/5.3天然气管道韧性要求5.3.1启裂要求对于输气管道用钢管,当管体材料的冲击功值满足止裂的要求时,一般都满足防止启裂的要求。
对于焊缝、热影响区则按照防止启裂的韧性要求。
5.3.2止裂要求由于天然气的可压缩性,气体减压波速较低,管道开裂后不易止裂。
应提出输气管道防止裂纹长程扩展的止裂韧性要求,一般对钢管管体提出止裂冲击韧性要求。
对于天然气输送管道,管体防止长程裂纹扩展的冲击功值要求应按表7.6所述的方法来确定,必要时应对要求值进行修正。
其夏比冲击功值的确定方法可参见APISpec5L的附录G。
对于管道设计参数,如钢级、管径、气体组分等,超出已有全尺寸气体爆破试验数据库范围的,在选择修正系数时应征询专业研究机构及专家意见。
5.4非埋地管段钢管韧性的要求非埋地管段钢管韧性的要求应符合7.3.3.1和7.3.3.2的规定。
6制造工艺及材料6.1钢管类型及制造工艺按本文件采购的钢管包括三种类型:
高频焊(HFW)管、直缝埋弧焊(SAWL)钢管(包括UOE、JCOE、RBE等)和螺旋缝埋弧焊(SAWH)钢管,不同管型钢管的规格范围见表6.1。
6.1.1焊接钢管在钢管制造中,焊接开始前应清理掉焊接坡口及周围区域的任何污染物。
6.1.1.1高频(HFW)焊管CDP-S-NGP-PL-006-2011-210
(1)电焊焊机频率应大于等于100kHz;
(2)所有钢级的钢管,焊缝和整个热影响区应进行类似正火热处理;(3)购方和制造厂协商同意,可以采用其它热处理或与化学成分相结合的热处理方法代替上述类似正火处理。
对采用的热处理工艺制造厂应进行评定,以证实其有效性。
工艺评定时,应至少进行硬度试验、显微组织评价和力学性能试验。
6.1.2.2直缝埋弧焊(SAWL)钢管采用埋弧焊方法、自动埋弧焊工艺生产的、带有一条直焊缝的钢管,内外焊缝各不得少于一个焊道。
直缝埋弧焊钢管的焊接坡口预焊应连续焊接,不允许间断性点固焊。
6.1.2.3螺旋缝埋弧焊(SAWH)钢管采用埋弧焊方法、自动埋弧焊工艺生产的、带有一条螺旋焊缝的钢管,内外焊缝各不得少于一个焊道。
表6.1不同管型钢管的推荐规格范围尺寸范围mm最大壁厚管长种类钢级及钢种管径常用理论常用最大HFW碳钢及低合金钢L290/X42L555/X80219.161013191200018000SAWL碳钢及低合金钢L290/X42L555/X80508121928401200018000SAWH碳钢及低合金钢L290/X42L555/X80355.61219202512000180006.2冷定径和扩径机械扩径过程中,应采用适当的措施,防止内扩径装置与焊缝相接触。
不同使用环境下,对钢管冷扩径补充技术要求见表6.2。
6.3材料要求6.3.1用于生产螺旋缝埋弧焊钢管的钢板或板卷的宽度不得小于钢管外径的1.0倍,也不得大于钢管外径的2.5倍。
6.3.2制造钢管用钢带或钢板不应含有任何补焊焊缝,制管过程中也不允许进行补焊。
6.3.3不同使用环境下对材料的补充技术要求见表6.3。
表6.2对冷扩径补充技术要求钢管种类技术要求SAW直缝埋弧焊钢管应全长扩径。
扩径量范围为0.41.4。
即:
管径不小于711mm螺旋缝埋弧焊管管端150mm范围内应冷扩径;管端扩径量范围为0.30.6。
HFW可采用扩径或减径的方法将钢管定径至最终尺寸。
定径比Sr不超过1.5%,即:
扩径前外径扩径后外径-扩径前外径100%1.4%0.4%钢管规定外径定径后外径-定径前外径100%1.5%CDP-S-NGP-PL-006-2011-211表6.3对材料的补充技术要求管道种类补充技术要求1、2、3级输气管道
(1)制管用的钢材应采用吹氧碱性转炉工艺或电炉工艺冶炼。
钢应为细晶粒的镇静钢,晶粒尺寸应为ASTME112(或GB/T4335)No.7级或更细。
(2)对于3级输气管道用钢管,钢中A、B、C、D类非金属夹杂物级别限制见表7.4。
(3)带状组织应不大于3级。
4、5级输气管道
(1)制管用的钢材须为吹氧转炉或电炉冶炼并经真空脱气、钙和微钛处理的细晶粒(X70及以上钢级No.10级或更细,X70以下钢级No.8级或更细)纯净镇静钢。
(2)制管用钢板须用热机械控轧工艺(TMCP)生产。
(3)钢中A、B、C、D类非金属夹杂物级别限制见表7.2。
(4)带状组织应不大于3级。
6.4热处理埋弧焊钢管应保持其轧制状态。
经购方和制造商,也可进行适当的热处理。
HFW钢管焊缝和热影响区应进行热处理。
6.5可追溯性钢管的制造厂应建立并遵守文件化程序,以保持所有钢管的炉批标识和试验批标识。
该程序应能将任一根钢管追溯至相应的试验批和相关的化学分析和力学性能试验结果。
6.6表面清洁状态制造商应保持钢管表面清洁,钢管表面上应无油脂、焊剂和腐蚀物等。
6.7制造工艺确认6.7.1制造商取得按本文件提供钢管的资格之前应提交制管工艺的详细说明。
6.7.2制造商按本文件生产焊管之前,应提交制管工艺的详细说明(MPS文件)供购方审查认可。
6.7.3“购货合同”签订后,制造商如果对按6.7.1提交的文件有变动,应立即报告购方认可。
如果不能按时报告并得到认可,则被视为拒绝执行合同的依据。
6.7.4制造商提供的所有制造工艺文件需要得到购方或购方委托人的签字方可认为有效,否则购方有权拒收制造商提供的所有产品。
6.8首批检验所有级别的天然气管道用钢管,正式生产前应按附录的要求进行首批检验。
首批检验合格后,方可进行正式生产。
6.9钢管生产过程控制试验所有级别的天然气管道用钢管应按附录的规定进行钢管生产过程控制试验。
7性能要求7.1化学性能CDP-S-NGP-PL-006-2011-2127.1.1化学成分化学成分应符合下列规定。
7.1.1.1对于t25.0mm的钢管,其化学成分应符合表7.1的要求。
7.1.1.2基于表7.1要求的化学成分可适用于t25.0mm的钢管。
否则,化学成分应协商确定。
表7.1t25.0mm钢管的化学成分根据熔炼分析和产品分析的最大质量分数最大碳当量a钢号CbSiMnbPSVNbTi其它iCEIIWCEPcm焊接钢管L290或X420.220.451.300.0250.0150.050.050.04d0.430.25L360或X520.220.451.400.0250.015cccd0.430.25L390或X560.220.451.400.0250.015cccd0.430.25L415或X600.12e0.45e1.60e0.0250.015fffg0.430.25L450或X650.12e0.45e1.60e0.0250.015fffg0.430.25L485或X700.12e0.45e1.70e0.0250.015fffg0.430.25L555或X800.12e0.45e1.85e0.0250.015fffh0.43e0
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