JB/T 10973-2010

JB/T 10973-2010 双金属耐磨复合钢管

译制单位：管道助手

重要说明：本标准为双金属耐磨复合钢管的唯 一现行机械行业标准，2010 年 2 月 11 日发布，2010 年 7 月 1 日实施，为首 次发布。适用于矿山、电力、冶金、煤炭、建材等行业输送磨蚀性介质的双金属耐磨复合钢管及管件的生产、检验和验收，公称通径范围为 DN50～DN1000，工作温度不高于 500℃。

中华人民共和国机械行业标准

JB/T 10973-2010

双金属耐磨复合钢管

Bimetallic wear-resistant composite steel pipes

2010-02-11 发布
2010-07-01 实施

中华人民共和国工业和信息化部 发布

前言

本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。

本标准由中国机械工业联合会提出。

本标准由全国管路附件标准化技术委员会 (SAC/TC237) 归口。

本标准起草单位：江苏耐磨管道有限公司、中国矿业大学、北京科技大学、沈阳铸造研究所、天津钢管集团股份有限公司。

本标准主要起草人：王志强、赵文海、王学成、李建辉、夏建军、张传虎、刘长春。

目次

1 范围
2 规范性引用文件
3 术语和定义
4 分类和标记
4.1 分类
4.2 标记
5 要求
5.1 一般要求
5.2 原材料
5.3 尺寸、外形及重量
5.4 化学成分
5.5 力学性能
5.6 耐磨性能
5.7 结合性能
5.8 表面质量
5.9 无损检测
6 试验方法
6.1 尺寸测量
6.2 化学成分分析
6.3 力学性能试验
6.4 耐磨性能试验
6.5 结合性能试验
6.6 表面质量检查
6.7 无损检测
7 检验规则
7.1 检验分类
7.2 出厂检验
7.3 型式检验
7.4 判定规则
8 标志、包装、运输和贮存
附录 A（规范性附录）落砂耐磨试验方法
附录 B（规范性附录）剪切结合强度试验方法
附：条文说明

1 范围

本标准规定了双金属耐磨复合钢管的术语和定义、分类和标记、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。

本标准适用于采用离心铸造法、消失模铸造法或爆炸复合法生产的双金属耐磨复合钢管及管件。

本标准不适用于输送腐蚀性介质的双金属耐磨复合钢管。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最 新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差
GB/T 223 钢铁及合金化学分析方法
GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第 1 部分：室温试验方法
GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法
GB/T 231.1 金属材料 布氏硬度试验 第 1 部分：试验方法
GB/T 241 金属管 液压试验方法
GB/T 700 碳素结构钢
GB/T 1591 低合金高强度结构钢
GB/T 2102 钢管的验收、包装、标志和质量证明书
GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢 火花源原子发射光谱分析方法（常规法）
GB/T 5777 无缝钢管超声波探伤检验方法
GB/T 7735 钢管涡流探伤检验方法
GB/T 8163 输送流体用无缝钢管
GB/T 12606 钢管漏磁探伤方法
GB/T 17395 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差
GB/T 20066 钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法
GB/T 20125 低合金钢 多元素含量的测定 电感耦合等离子体原子发射光谱法

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.0.1 双金属耐磨复合钢管 bimetallic wear-resistant composite steel pipe
由基层钢管和耐磨合金复层通过冶金结合形成的复合钢管，基层承受工作压力，复层提供耐磨性能。

3.0.2 基层 base layer
双金属耐磨复合钢管的外层，承受工作压力和机械载荷的钢管部分。

3.0.3 复层 clad layer
双金属耐磨复合钢管的内层，提供耐磨性能的合金层部分。

3.0.4 结合界面 bonding interface
基层与复层之间的冶金结合面。

3.0.5 落砂耐磨率 sand abrasion wear rate
在规定的试验条件下，试样单位时间内的磨损量，单位为 mg/min。

3.0.6 剪切结合强度 shear bonding strength
基层与复层之间单位面积所能承受的最大剪切力，单位为 MPa。

4 分类和标记

4.1 分类

4.1.1 双金属耐磨复合钢管按复层材质分为：

• 高铬铸铁型（G）：复层为高铬铸铁合金；

• 镍硬铸铁型（N）：复层为镍硬铸铁合金；

• 合金钢型（H）：复层为耐磨合金钢。

4.1.2 双金属耐磨复合钢管按生产工艺分为：

• 离心铸造型（L）：采用离心铸造工艺生产；

• 消失模铸造型（X）：采用消失模铸造工艺生产；

• 爆炸复合型（B）：采用爆炸复合工艺生产。

4.1.3 双金属耐磨复合钢管按连接方式分为：

• 焊接连接型（H）：采用焊接方式连接；

• 法兰连接型（F）：采用法兰方式连接。

4.2 标记

双金属耐磨复合钢管的标记由产品代号、复层材质代号、生产工艺代号、连接方式代号、公称通径、基层壁厚、复层壁厚和标准号组成。

标记示例：
公称通径为 DN200、基层壁厚为 10mm、复层壁厚为 8mm 的离心铸造高铬铸铁型焊接连接双金属耐磨复合钢管，标记为：
SM-G-L-H-DN200×10×8-JB/T 10973-2010

5 要求

5.1 一般要求

5.1.1 双金属耐磨复合钢管应符合本标准的规定，并按经规定程序批准的图样和技术文件制造。

5.1.2 双金属耐磨复合钢管的设计使用年限不应少于 10 年。

5.1.3 双金属耐磨复合钢管的接口应采用焊接连接或法兰连接，接口的密封性能应符合设计要求。

5.2 原材料

5.2.1 基层钢管应采用符合 GB/T 8163 规定的输送流体用无缝钢管，材质为 Q235B、Q355B 等碳素结构钢或低合金高强度结构钢。

5.2.2 复层合金材料的化学成分应符合表 1 的规定。

表 1 复层合金材料的化学成分（质量分数）

5.2.3 原材料应具有出厂合格证和质量证明书，不合格的原材料不得使用。

5.3 尺寸、外形及重量

5.3.1 双金属耐磨复合钢管的公称通径、基层壁厚和复层壁厚应符合表 2 的规定。

表 2 双金属耐磨复合钢管的公称通径和壁厚

5.3.2 钢管的外径允许偏差为 ±1%，总壁厚允许偏差为 + 15%、-10%，复层壁厚允许偏差为 + 20%、-10%。

5.3.3 钢管的长度宜为 6m、9m、12m，长度允许偏差为 ±20mm。

5.3.4 钢管的弯曲度不应大于 1.5mm/m，总弯曲度不应大于钢管总长度的 0.15%。

5.3.5 钢管的两端应切平，切口端面应与钢管轴线垂直，切斜不应大于钢管外径的 1%，且不应大于 3mm。

5.3.6 钢管的重量应按理论重量计算，理论重量计算公式为：

式中：
W —— 钢管每米理论重量，kg/m；
D —— 钢管公称外径，mm；
t₁ —— 基层壁厚，mm；
t₂ —— 复层壁厚，mm；
ρ —— 复层合金密度，kg/dm³，高铬铸铁取 7.7，镍硬铸铁取 7.6，合金钢取 7.85。

5.4 化学成分

5.4.1 基层钢管的化学成分应符合 GB/T 700 或 GB/T 1591 的规定。

5.4.2 复层合金的化学成分应符合本标准表 1 的规定，成品化学成分允许偏差应符合 GB/T 222 的规定。

5.5 力学性能

5.5.1 基层钢管的力学性能应符合 GB/T 8163 的规定。

5.5.2 复层合金的硬度应符合表 3 的规定。

表 3 复层合金的硬度

5.6 耐磨性能

5.6.1 复层合金的落砂耐磨率应符合表 4 的规定。

表 4 复层合金的落砂耐磨率

5.6.2 耐磨性能试验应按附录 A 的规定进行。

5.7 结合性能

5.7.1 基层与复层之间应实现冶金结合，结合界面应无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。

5.7.2 双金属耐磨复合钢管的剪切结合强度不应小于 150MPa。

5.7.3 结合性能试验应按附录 B 的规定进行。

5.8 表面质量

5.8.1 钢管的外表面应光滑，不得有裂纹、折叠、结疤、分层、夹杂等缺陷。

5.8.2 钢管的内表面应平整，不得有裂纹、气孔、夹渣、疏松等缺陷。

5.8.3 钢管表面的局部缺陷应清除，清除深度不应超过基层壁厚的 10%，清除处应圆滑过渡。

5.9 无损检测

5.9.1 钢管应进行超声波探伤检验，探伤方法和合格等级应符合 GB/T 5777 的规定，合格等级为 L2 级，主要检查基层与复层的结合界面缺陷。

5.9.2 钢管也可采用涡流探伤或漏磁探伤检验，探伤方法和合格等级应分别符合 GB/T 7735 和 GB/T 12606 的规定，合格等级为 A 级。

5.9.3 钢管应进行水压试验，试验压力应按式 (1) 计算，且不应小于 5MPa，稳压时间不应少于 10s，无渗漏为合格。

式中：
P —— 水压试验压力，MPa；
R_{eL} —— 基层钢管的屈服强度，MPa；
t₁ —— 基层壁厚，mm；
D —— 钢管公称外径，mm。

6 试验方法

6.1 尺寸测量

6.1.1 钢管的外径和总壁厚应采用卡尺、千分尺等测量工具测量，测量精度应符合相应测量工具的精度要求。

6.1.2 复层壁厚应采用超声波测厚仪测量，每根钢管测量不少于 5 个截面，每个截面测量 4 个点，以最薄点为准。

6.1.3 钢管的长度应采用钢卷尺测量。

6.1.4 钢管的弯曲度应采用直尺和塞尺测量。

6.2 化学成分分析

6.2.1 基层钢管的化学成分分析应符合 GB/T 223 的规定。

6.2.2 复层合金的化学成分分析应从复层上取样，取样位置应在钢管内表面，分析方法应符合 GB/T 223、GB/T 4336 或 GB/T 20125 的规定。

6.3 力学性能试验

6.3.1 基层钢管的拉伸试验和冲击试验应符合 GB/T 228.1 和 GB/T 229 的规定。

6.3.2 复层合金的硬度试验应按 GB/T 231.1 的规定进行，试验位置为钢管内表面，每根钢管测量不少于 3 个点，取平均值。

6.4 耐磨性能试验

耐磨性能试验应按附录 A 的规定进行。

6.5 结合性能试验

结合性能试验应按附录 B 的规定进行。

6.6 表面质量检查

用目视法检查钢管的内外表面质量。

6.7 无损检测

6.7.1 超声波探伤检验应按 GB/T 5777 的规定进行，重点检查基层与复层的结合界面。

6.7.2 涡流探伤检验应按 GB/T 7735 的规定进行。

6.7.3 漏磁探伤检验应按 GB/T 12606 的规定进行。

6.7.4 水压试验应按 GB/T 241 的规定进行。

7 检验规则

7.1 检验分类

产品检验分为出厂检验和型式检验。

7.2 出厂检验

7.2.1 每根钢管均应进行出厂检验，检验合格并签发产品合格证后方可出厂。

7.2.2 出厂检验项目包括：尺寸测量、表面质量检查、水压试验、无损检测。

7.3 型式检验

7.3.1 有下列情况之一时，应进行型式检验：
1 新产品试制定型鉴定时；
2 正式生产后，如原料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；
3 正常生产时，每年至少进行一次；
4 产品长期停产后，恢复生产时；
5 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时；
6 国 家质量监督机构提出进行型式检验要求时。

7.3.2 型式检验项目包括本标准第 5 章规定的全部技术要求。

7.3.3 型式检验的样品应从出厂检验合格的产品中随机抽取，每种规格抽取 2 根。

7.4 判定规则

7.4.1 出厂检验结果中如有一项指标不符合本标准要求时，应进行返修，返修后重新检验，仍不合格时，则该产品为不合格。

7.4.2 型式检验结果中如有一项指标不符合本标准要求时，应从同一批产品中加倍取样，对不合格项目进行复验。复验结果仍不合格时，则该批产品为不合格。

8 标志、包装、运输和贮存

8.1 标志

8.1.1 每根钢管均应在明显位置设置永 久性标志，标志内容包括：
1 产品名称、型号、规格；
2 生产厂名称、地址；
3 生产日期、批号；
4 复层材质代号、生产工艺代号；
5 产品标准号；
6 产品合格证编号。

8.1.2 标志应清晰、牢固，不易脱落。

8.2 包装

8.2.1 钢管的两端应采用塑料帽或木板封堵，防止杂物进入管内。

8.2.2 钢管的内表面应采取保护措施，防止复层被划伤。

8.2.3 钢管的包装应牢固，能防止运输过程中碰撞、变形和损坏。

8.2.4 包装上应印有 GB/T 191 规定的 "小心轻放"、"防潮"、"防晒" 等标志。

8.3 运输

8.3.1 钢管在运输过程中，应采用专用运输车辆，并采取固定措施，防止滚动、碰撞和滑动。

8.3.2 运输过程中，应避免雨淋、日晒和受潮，远离火源和热源。

8.3.3 装卸时应使用专用吊具，严禁使用钢丝绳直接捆绑钢管，吊装时应轻吊轻放，避免摔打、碰撞。

8.4 贮存

8.4.1 钢管应贮存在阴凉、干燥、通风的库房内，远离火源和热源。

8.4.2 钢管应按不同规格、型号分类堆放，堆放高度不应超过 2m，底层应设置垫木，垫木间距不应大于 4m。

8.4.3 钢管的贮存期不应超过 12 个月，超过贮存期的产品应重新进行检验，检验合格后方可使用。

附录 A（规范性附录）落砂耐磨试验方法

A.1 原理

采用落砂耐磨试验机，将石英砂从一定高度自由落下，冲击试样表面，在规定的时间内测量试样的磨损量，计算落砂耐磨率。

A.2 仪器设备

A.2.1 落砂耐磨试验机：落砂高度 1000mm，落砂流量 10kg/min。

A.2.2 电子天平：量程 0g～200g，精度 0.1mg。

A.2.3 试样制备设备：切割机、打磨机。

A.3 试样制备

A.3.1 从钢管复层上截取尺寸为 50mm×50mm× 厚度的试样，试样数量为 3 个。

A.3.2 试样的试验表面应平整，表面粗糙度不应大于 Ra1.6μm。

A.3.3 标准试样采用 45 号钢，其硬度为 HBW180～200。

A.4 试验步骤

A.4.1 将试样清洗干净，在 (105±5)℃条件下烘干至恒重，冷却至室温后称重，记录初始重量。

A.4.2 将试样安装在试验机的试样架上，试验表面与落砂方向垂直。

A.4.3 启动试验机，采用粒度为 0.5mm～1.0mm 的石英砂，连续冲击试样表面 30min。

A.4.4 试验结束后，取出试样，清洗干净，在 (105±5)℃条件下烘干至恒重，冷却至室温后称重，记录最终重量。

A.5 结果计算

落砂耐磨率按式 (A.1) 计算：

式中：
W_r —— 落砂耐磨率，mg/min；
W₀ —— 试样初始重量，mg；
W₁ —— 试样最终重量，mg；
t —— 试验时间，min。

取 3 个试样试验结果的算术平均值作为测定结果，结果保留两位小数。

附录 B（规范性附录）剪切结合强度试验方法

B.1 原理

通过万 能材料试验机对复合钢管试样施加剪切力，测量基层与复层之间发生剪切破坏时的最大力，计算剪切结合强度。

B.2 仪器设备

B.2.1 万 能材料试验机：量程不小于 100kN，精度等级不低于 1.0 级。

B.2.2 试样夹具：能牢固夹持试样，确保剪切力作用在结合界面上。

B.3 试样制备

B.3.1 从复合钢管上截取环形试样，试样宽度为 20mm，试样数量为 3 个。

B.3.2 试样的两个端面应平整、平行，与轴线垂直。

B.4 试验步骤

B.4.1 将试样安装在万 能材料试验机的夹具上，确保剪切力作用在基层与复层的结合界面上。

B.4.2 以 1mm/min 的加载速度施加剪切力，直至基层与复层发生剪切分离。

B.4.3 记录最大剪切力值。

B.5 结果计算

剪切结合强度按式 (B.1) 计算：

式中：
τ —— 剪切结合强度，MPa；
F —— 最大剪切力，N；
D —— 结合界面的平均直径，mm；
L —— 试样宽度，mm。

取 3 个试样试验结果的算术平均值作为测定结果，结果保留整数。

附：条文说明

编制说明

《双金属耐磨复合钢管》JB/T 10973-2010，经中华人民共和国工业和信息化部 2010 年 2 月 11 日以第 17 号公告批准、发布。

本标准为首 次发布，编制组进行了全国范围内的双金属耐磨复合钢管生产和使用状况的调查研究，开展了大量的实验室研究和现场试验，总结了我国双金属耐磨复合钢管的实践经验，同时参考了国内外先进的技术法规和技术标准。

本标准的制定填补了我国双金属耐磨复合钢管行业标准的空白，为双金属耐磨复合钢管的生产、检验和验收提供了统一的技术依据，对提高耐磨输送管道工程的质量和安全运行水平具有重要意义。

为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本标准时能正确理解和执行条文规定，《双金属耐磨复合钢管》编制组按章、节、条顺序编制了本条文说明，对条文规定的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本条文说明不具备与标准正文同等的法律效力，仅供使用者作为理解和把握标准规定的参考。