臍帶纜用超級(jí)奧氏體鐵素體型雙相不銹鋼無(wú)縫盤(pán)管編制說(shuō)明

《臍帶纜用奧氏體鐵素體型雙相不銹鋼鋼管》標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明一、任務(wù)來(lái)源根據(jù)中國(guó)特鋼企業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化工作委員會(huì)《2023年第一批團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃》的精神，《臍帶纜用奧氏體鐵素體型雙相不銹鋼鋼管》標(biāo)準(zhǔn)由中國(guó)特鋼企業(yè)協(xié)會(huì)提出并歸口，由江蘇武進(jìn)不銹股份有限公司、冶金工業(yè)規(guī)劃研究院等單位共同參與起草，完成《臍帶纜用奧氏體鐵素體型雙相不銹鋼鋼管》標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。二、制定本文件的目的和意義作為水下控制系統(tǒng)關(guān)鍵組成部分之一的水下生產(chǎn)系統(tǒng)臍帶纜，是連接上部設(shè)施和水下生產(chǎn)系統(tǒng)之間的“神經(jīng)和生命線”。臍帶纜在海洋工程中的應(yīng)用已有50余年的發(fā)展歷史，成功應(yīng)用到了淺水、深水、和超深水領(lǐng)域。深海暴露環(huán)境，意味著海底管道需具有更高的力學(xué)性能、抗內(nèi)部和外部腐蝕性能和抗應(yīng)力腐蝕破裂性能，首選材料就是雙相不銹鋼。從鋼臍帶纜被引入市場(chǎng)以來(lái)，雙相不銹鋼一直是最常用的材料。從1991年開(kāi)始，僅Sandvik公司就已提供了70000公里長(zhǎng)的SAF2507臍帶管，且從未見(jiàn)過(guò)鋼管腐蝕失效的報(bào)道。采用超級(jí)和特超級(jí)雙相不銹鋼后，材料強(qiáng)度進(jìn)一步提高，還可降低臍帶纜重量，可用于制造長(zhǎng)度更長(zhǎng)的臍帶纜。如SAF3207HD的開(kāi)發(fā)，可以在深達(dá)2500米的水域使用，為超深井的開(kāi)發(fā)提供了可能。長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)所使用的臍帶纜全部依賴進(jìn)口，如我國(guó)流花11-1，陸豐22-2，惠州32-5、惠州26-1N使用的臍帶纜全部依賴進(jìn)口，其關(guān)鍵技術(shù)研究尚屬空白，嚴(yán)重制約了我國(guó)深海油氣開(kāi)采的推進(jìn)步伐。目前，在標(biāo)準(zhǔn)供給領(lǐng)域，《奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無(wú)縫鋼管第3部分：油氣輸送用管》正在征求意見(jiàn)，為提高標(biāo)準(zhǔn)適用性，有必要制定指標(biāo)要求更嚴(yán)、專(zhuān)用化程度更高的細(xì)分領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)。本文件的制定填補(bǔ)了深海臍帶纜用超級(jí)奧氏體鐵素體不銹鋼無(wú)縫盤(pán)管標(biāo)準(zhǔn)的空白，使鋼管的設(shè)計(jì)、制造和檢測(cè)有標(biāo)準(zhǔn)可循。三、標(biāo)準(zhǔn)編制過(guò)程2022年3月：提出制定標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目，并進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)征求意見(jiàn)和論證工作；2022年6月：中國(guó)特鋼企業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布項(xiàng)目計(jì)劃；2022年8月：進(jìn)行起草標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研、問(wèn)題分析和相關(guān)資料收集等準(zhǔn)備工作，完成了標(biāo)準(zhǔn)制定提綱、標(biāo)準(zhǔn)草案；2023年5月：工作組內(nèi)征求意見(jiàn)和討論；2023年10月：召開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)討論會(huì)，圍繞標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行討論，按照與會(huì)意見(jiàn)和建議進(jìn)行修改，形成征求意見(jiàn)稿并發(fā)出征求意見(jiàn)；2023年12月：計(jì)劃完成征求意見(jiàn)處理、形成標(biāo)準(zhǔn)送審稿；2024年1月：計(jì)劃完成該標(biāo)準(zhǔn)審定會(huì)和標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿，上報(bào)中國(guó)特鋼企業(yè)協(xié)會(huì)審批；2024年2月：計(jì)劃發(fā)布、實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)。四、標(biāo)準(zhǔn)編制原則超級(jí)雙相鋼還具有優(yōu)良的抗疲勞性能以及與其他高合金不銹鋼良好的電偶相容性。臍帶纜是用來(lái)使用液壓線進(jìn)行井口操作控制的，也可用于化學(xué)品注入。從鋼臍帶纜被引入市場(chǎng)以來(lái)，雙相不銹鋼一直是最常用的材料。最近幾年，開(kāi)發(fā)深海油氣田的趨勢(shì)，需要更長(zhǎng)的臍帶纜。提高材料的強(qiáng)度可降低臍帶纜的重量，可使長(zhǎng)度更長(zhǎng)。武進(jìn)產(chǎn)品應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外深海油氣項(xiàng)目，具備牽頭制定標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)實(shí)力。標(biāo)準(zhǔn)研制過(guò)程中，編制組細(xì)致收集比對(duì)現(xiàn)行有效標(biāo)準(zhǔn)，著重調(diào)研下游行業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)，并廣泛征求利益相關(guān)方意見(jiàn)，強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)的適用性、先進(jìn)性和公正性，提升標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用實(shí)施效果。五、標(biāo)準(zhǔn)的研究思路及內(nèi)容（一）編制思路從滿足深海臍帶盤(pán)管用不銹鋼無(wú)縫管的使用和銷(xiāo)售需求，規(guī)范不銹鋼材料使用等方面考慮，以20214331-T-605《奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無(wú)縫鋼管第3部分：油氣輸送用管》為基礎(chǔ)，在標(biāo)準(zhǔn)研制中選取提煉尺寸外形、化學(xué)成分、力學(xué)性能、氣密性試驗(yàn)、工藝性能、金相組織等技術(shù)指標(biāo)填補(bǔ)細(xì)分領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)空白，進(jìn)一步健全不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶標(biāo)準(zhǔn)體系。（二）標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)框架本文件包含以下部分前言1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語(yǔ)和定義4訂貨內(nèi)容5尺寸、外形、重量6技術(shù)要求7試驗(yàn)方法8檢驗(yàn)規(guī)則9包裝、標(biāo)志和質(zhì)量證明書(shū)（三）主要技術(shù)內(nèi)容1.范圍本文件規(guī)定了深海臍帶纜用超級(jí)奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼無(wú)縫鋼管的術(shù)語(yǔ)和定義、訂貨內(nèi)容、尺寸、外形、重量、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝、標(biāo)志和質(zhì)量證明書(shū)。本文件適用于制造深海臍帶纜用超級(jí)奧氏體-鐵素體型雙相不銹鋼冷軋（拔）無(wú)縫鋼管（以下簡(jiǎn)稱“鋼管”）。2.規(guī)范性引用文件根據(jù)本文件的內(nèi)容，經(jīng)過(guò)查新確定了規(guī)范性引用文件。3.術(shù)語(yǔ)和定義GB/T30062界定的術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。4．訂貨內(nèi)容a)產(chǎn)品名稱；b)本文件編號(hào)；c)牌號(hào)；d)尺寸與外形；e)訂貨的數(shù)量（總重量或總長(zhǎng)度）；f)交貨狀態(tài)；g)其他特殊要求。5.尺寸、外形、重量5.1外徑、壁厚及允許偏差尺寸范圍中，本文件參照20214331-T-605明確了鋼板和鋼帶的公稱外徑為6.0mm~38.1mm，允許偏差大幅度加嚴(yán)；公稱壁厚允許偏差加嚴(yán)，以保證鋼管后期加工精度控制要求。表1公稱尺寸范圍單位為毫米尺寸允許偏差公稱外徑D6.0~10.0＋0.05-0.0310.1~20.0＋0.03-0.0220.1~38.1＋0.02-0.15公稱壁厚S≤±0.2(D≤20.0)，≤±0.25(D>20.0)5.2長(zhǎng)度及允許偏差參考GB/T21833.2-2020規(guī)定及油氣輸送管產(chǎn)品的實(shí)際情況，對(duì)定尺和倍尺總長(zhǎng)度允許偏差做出調(diào)整，由（0，+15）mm調(diào)整為（0，+10）mm。5.3外形本章節(jié)參考20214331-T-605規(guī)定不圓度、壁厚不均及端部指標(biāo)要求，參考GB/T21833.2、APISpec5LC、用戶采購(gòu)技術(shù)規(guī)范及油氣輸送管產(chǎn)品的實(shí)際情況，將鋼管的彎曲度規(guī)定由“S＜15mm時(shí)，鋼管的彎曲度應(yīng)不大于1.5mm/m；S＞15mm～30mm時(shí)，鋼管的彎曲度應(yīng)不大于2.0mm/m；S＞30mm時(shí)，鋼管的彎曲度應(yīng)不大于3.0mm/m?！闭{(diào)整為“鋼管彎曲度應(yīng)不大于1.5mm/m，全長(zhǎng)彎曲度應(yīng)不大于鋼管長(zhǎng)度的0.15%，且不超過(guò)10mm”5.4重量本章節(jié)與20214331-T-605保持一致。6技術(shù)要求6.1牌號(hào)及化學(xué)成分本文件根據(jù)金屬盤(pán)管給出022Cr23Ni5Mo3N、022Cr23Ni4MoCuN、022Cr25Ni7Mo4N、022Cr25Ni7Mo4WCuN四個(gè)產(chǎn)品牌號(hào)，參考APISpec5LC規(guī)定并結(jié)合用戶采購(gòu)技術(shù)規(guī)范，對(duì)成品分析增加取樣要求，規(guī)定成品分析用試樣應(yīng)取自拉伸試樣或成品鋼管。臍帶纜鋼管根據(jù)企業(yè)建議PREN值調(diào)整為大于42.5。具體成分含量如下表所示。表2牌號(hào)及化學(xué)成分序號(hào)統(tǒng)一數(shù)字代號(hào)牌號(hào)化學(xué)成分（質(zhì)量百分比）%CSiMnPSNiCrMoNCuW1S22053022Cr23Ni5Mo3Na≤0.030≤1.00≤2.00≤0.030≤0.0154.50~6.5022.00~23.003.00~3.500.14~0.20/2S23043022Cr23Ni4MoCuNb≤0.030≤1.00≤2.50≤0.035≤0.0153.00~5.5021.50~24.500.05-0.600.05~0.200.05-0.60/3S25073022Cr25Ni7Mo4Nc≤0.030≤0.80≤1.20≤0.035≤0.0156.00~8.0024.00~26.003.00~5.000.24~0.32≤0.50/4S27603022Cr25Ni7Mo4WCuNd≤0.030≤1.00≤1.00≤0.030≤0.0106.00~8.0024.00~26.003.00~4.000.20~0.300.50~1.000.50~1.00a022Cr23Ni5Mo3N的PREN：(%Cr+3.3×%Mo+16×%N)≥35。b022Cr23Ni4MoN的PREN：(%Cr+3.3×%Mo+16×%N)≥24。c022Cr25Ni7Mo4N的PREN：(%Cr+3.3×%Mo+16×%N)≥42.5。d022Cr25Ni7Mo4WCuN的PREN：%Cr+3.3×（%Mo+1/2%W)+16×%N≥42.5。另，企業(yè)建議使用UNS等級(jí),參考API17EAnnexI牌號(hào)，待討論會(huì)研討。6.2制造方法本文件為保證產(chǎn)品質(zhì)量，規(guī)定冶煉方法、管坯制造方法、鋼管制造方法、鋼管焊接等內(nèi)容，其中規(guī)定“管坯應(yīng)采用熱軋（鍛）方法制造，并符合T/SSEA0067的規(guī)定，其加工變形總延伸系數(shù)應(yīng)不小于3”以保證過(guò)程質(zhì)量控制。6.3交貨狀態(tài)本章節(jié)參照參照20214331-T-605。6.4室溫力學(xué)性能本章節(jié)參考GB/T21833.2、APISpec5LC及用戶采購(gòu)技術(shù)規(guī)范，補(bǔ)全所選牌號(hào)洛氏硬度值要求。6.5氣密性試驗(yàn)本文件考慮深海作業(yè)環(huán)境，對(duì)鋼管提出氣密性要求，規(guī)定“根據(jù)需方要求，經(jīng)供需雙方協(xié)商，并在合同中注明，鋼管可進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，氣密性試驗(yàn)推薦壓力值為0.1MPa～1.0MPa”。6.6液壓試驗(yàn)參考APISpec5LC及用戶采購(gòu)技術(shù)規(guī)范，刪除了渦流或超聲探傷代替液壓試驗(yàn)的要求，并將液壓試驗(yàn)的計(jì)算公式中允許應(yīng)力的R值由規(guī)定最小Rp0.2值的50%提高為70%。同時(shí)細(xì)化檢驗(yàn)要求。6.7工藝性能參考GB/T21833.2、APISpec5LC及用戶采購(gòu)技術(shù)規(guī)范給出壓扁、彎曲、擴(kuò)口技術(shù)要求。6.8低倍組織本章節(jié)新增低倍控制要求，通過(guò)管坯和鋼管低倍雙重保障鋼管質(zhì)量，降低深海服役過(guò)程鋼管失效風(fēng)險(xiǎn)。6.9金相本章節(jié)參考GB/T21833.2，提出母體和焊接金屬鐵素體含量控制要求，以綜合控制接頭處產(chǎn)品質(zhì)量。規(guī)定“鋼管的金相組織應(yīng)為奧氏體和鐵素體，母材的鐵素體含量應(yīng)為35%~55%，焊縫金屬的鐵素體含量應(yīng)為35%~60%”。6.10點(diǎn)腐蝕本章節(jié)參考GB/T21833.2，給出四個(gè)牌號(hào)點(diǎn)腐蝕要求。6.11非金屬夾雜物本章節(jié)新增非金屬夾雜物要求，通過(guò)夾雜物控制，本章節(jié)新增低倍控制要求。6.12表面質(zhì)量本章節(jié)根據(jù)技術(shù)協(xié)議對(duì)內(nèi)外表面粗糙度提出規(guī)定，要求粗糙度Ra應(yīng)不大于1.6μm。6.13氫脆敏感性試驗(yàn)鋼材在含氫量較高的環(huán)境中，如水、酸、氫氣中時(shí)，氫會(huì)通過(guò)吸附在鋼表面而擴(kuò)散，造成鋼變脆。同時(shí)氫分壓對(duì)氫裂紋擴(kuò)展速度有明顯的影響，提高氫氣壓力會(huì)增加氫脆敏感性。因此，為保證海底服役要求，提出氫脆敏感性、抗氫致開(kāi)裂要求。6.14無(wú)損檢測(cè)參考GB/T21833.2、APISpec5LC及用戶采購(gòu)技術(shù)規(guī)范，增加無(wú)損檢測(cè)要求。6.15、6.16焊接接頭試驗(yàn)企業(yè)建議“導(dǎo)向彎曲試驗(yàn)是必須的。試驗(yàn)方法：取一段長(zhǎng)至少為100mm的鋼管，在焊縫兩側(cè)90°處縱向剖開(kāi)，打開(kāi)試樣并彎曲，繞著最大厚度為四倍壁厚的心軸彎曲，心軸與焊縫平行，并靠著管子的原始外表面。焊縫應(yīng)在最大彎曲點(diǎn)上。不得由于冷加工使焊接區(qū)域的厚度減小而出現(xiàn)裂紋或疊層的跡象。當(dāng)管道的幾何形狀或尺寸使得很難將樣品作為一個(gè)整體進(jìn)行測(cè)試時(shí)，樣品可以被分成更小的部分，至少4英寸。對(duì)焊縫進(jìn)行反向彎曲。當(dāng)壁厚為規(guī)定外徑的10%或以上，或壁厚為0.134英寸（3.4mm）或更大，或外徑小于0.375in（9.5mm）時(shí)，反向彎曲試驗(yàn)不適用。在這些條件下，應(yīng)進(jìn)行反向壓扁試驗(yàn)?！贝龝?huì)上討論。7.試驗(yàn)方法7.1本章節(jié)提出了如下所示的化學(xué)成分試驗(yàn)方法要求：鋼的化學(xué)成分分析取樣按GB/T20066的規(guī)則進(jìn)行?；瘜W(xué)成分分析通常按GB/T11170、GB/T20123、GB/T20124或其他通用的方法進(jìn)行，仲裁時(shí)應(yīng)按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/T223.59、GB/T223.60、GB/T223.84、GB/T223.85、GB/T223.86的規(guī)定進(jìn)行。8.2本章節(jié)針對(duì)鋼板和鋼帶的檢驗(yàn)項(xiàng)目提出鋼管的檢驗(yàn)項(xiàng)目、取樣方法及試驗(yàn)方法應(yīng)符合表7的規(guī)定。序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目a取樣數(shù)量取樣方法試驗(yàn)方法1化學(xué)成分熔煉分析每爐取1個(gè)試樣GB/T200668.1成品分析每批在兩根鋼管上各取1個(gè)試樣2拉伸每批在兩根鋼管上各取1個(gè)試樣GB/T2975GB/T228.1硬度每批在兩根鋼管上各取1個(gè)試樣GB/T230.1、GB/T231.1、GB/T4340.1GB/T230.1、GB/T231.1、GB/T4340.1液壓逐根—GB/T2415渦流逐根—GB/T7735—20166壓扁每批在兩根鋼管上各取1個(gè)試樣GB/T246GB/T246.7.6.17彎曲每批在兩根鋼管上各取1個(gè)試樣GB/T232，7.8.2GB/T232.7.6.28擴(kuò)口每批在兩根鋼管上各取1個(gè)試樣GB/T242GB/T2429金相每批在兩根鋼管上各取1個(gè)試樣GB/T13305GB/T1330510晶間腐蝕每批在兩根鋼管上各取1組試樣GB/T4334-2020GB/T4334-2020中E法11點(diǎn)腐蝕每批在兩根鋼管上各取1個(gè)試樣GB/T17897GB/T17897、見(jiàn)7.1012非金屬夾雜每批在兩根鋼管上各取1個(gè)試樣GB/T10561—2005GB/T10561-200513粗糙度每批兩根鋼管—GB/T103114超聲檢測(cè)逐根—GB/T5777-201915分層檢測(cè)逐根—GB/T2049016有害