ASME B16.49-2023 输送和分配系统用工厂制造锻钢对焊感应加热弯管
ASME B16.49-2023
(ASME B16.49-2017 修订版)
输送和分配系统用工厂制造锻钢对焊感应加热弯管
译制单位:管道助手
美国国 家标准
美国机械工程师学会
纽约市公园大道2号
邮编:10016
发布日期:2023年11月10日
本标准下一版计划于2028年发布
本规范或标准是按照经认可符合美国国 家标准制定准则的程序编制的。批准本规范或标准的标准委员会由各相关领域的合格人员组成,以确保来自各相关利益方的代表都有机会参与。本规范或标准草案已向公众公开征求意见,为工业界、学术界、监管机构和广大公众提供了额外的意见输入机会。
ASME不"批准"、"认证"、"评级"或"认可"任何产品、结构、专有装置或活动。ASME对与本文件中提及的任何项目相关的任何专利权的有效性不持任何立场,也不保证使用本标准的任何人免于侵犯任何有效专利权的责任,ASME也不承担任何此类责任。明确建议本标准的使用者,确定任何此类专利权的有效性以及侵权风险完全是使用者自己的责任。
联邦机构代表或与工业界有关联的人员的参与,不应被解释为政府或工业界对本规范或标准的认可。
ASME仅对按照既定的ASME程序和政策发布的本文件解释负责,不允许个人发布任何解释。
本文件中的尾注和前言(如有)是本美国国 家标准的组成部分。
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"ASME"及上述ASME标志是美国机械工程师学会的注册商标。
未经出版者事先书面许可,不得以任何形式、通过任何电子检索系统或其他方式复制本文件的任何部分。
美国机械工程师学会
纽约市公园大道2号
邮编:10016-5990
版权所有©2023 美国机械工程师学会
保留所有权利
目录
前言 .... iv
委员会名单 .... v
与B16委员会的通信 .... vi
变更摘要 .... viii
按记录编号顺序排列的变更列表 .... ix
1 范围和定义 .... 1
2 压力等级 .... 2
3 尺寸 .... 2
4 标记 .... 2
5 材料 .... 4
6 含焊缝弯管的材料 .... 5
7 化学成分 .... 5
8 材料性能 .... 5
9 热处理 .... 6
10 鉴定弯管 .... 7
11 试验要求 .... 8
12 尺寸要求 .... 9
13 生产弯管的检验 .... 9
14 认证 .... 11
补充要求 SR15 .... 11
强制性附录I 参考文献 .... 13
非强制性附录
A 质量体系程序 .... 14
B 感应弯管数据表 .... 15
图
2.2-1 弯管尺寸术语 .... 3
8.2-1 纵向焊缝试样位置和取向 .... 6
8.2-2 螺旋焊缝试样位置和取向 .... 7
12.6-1 弯管角度和端面垂直度的测量 .... 10
表
4.1-1 拉伸性能 .... 4
5.1-1 化学元素最大限值 .... 5
10.1-1 基本变量限值 .... 8
前言
1993年,ASME B31.8《压力管道规范 气体输送和分配管道系统》委员会的成员向B16委员会提出请求,要求制定一项涵盖感应加热弯管工艺生产的管道弯管的标准。
F分委员会审查了该请求,并确认当时没有任何现行规范能够满足用户对该产品的要求。同时还确定,本标准需要比大多数其他B16标准(通常是具有固定尺寸要求的产品标准)更注重性能。
在1994年F分委员会会议上,该标准制定项目获得批准。在熟悉该工艺的生产商和用户的合作下,经标准委员会和ASME批准,ASME B16.49-2000于2000年4月25日被批准为美国国 家标准。
2005年,委员会对本文件进行了全面审查。根据过去5年本标准的使用情况,确定需要进行若干修订、澄清和补充,以使文件更加用户友好。删除、修订和澄清了一些要求,以反映用户和制造商的意愿。更新了参考数据,并从标准中删除了解释部分。这些修订被纳入B16.49-2007版。
2012年,委员会审查了本文件,修订了硬度测试要求,并更新了强制性附录I中的参考文献。ASME B16.49-2012于2012年10月22日获得美国国 家标准学会(ANSI)批准。
在2017版中,对措辞和读数进行了更新。经ASME B16标准委员会批准后,ANSI于2017年9月7日批准其为美国国 家标准,新编号为ASME B16.49-2017。
在ASME B16.49-2023中,对表格和图进行了重新编号,并相应更新了交叉引用。同时更新了强制性附录I中的参考文献。修订了质量体系、试样尺寸和原材料相关要求。还修订了涉及热处理、拉伸试验、无损检测适用性以及第14章认证的章节。修订了表10.1-1(原表3),增加了弯曲温度项。修订了SR15.5条,并新增了SR15.9和SR15.10条。经ASME B16标准委员会批准后,ASME B16.49-2023于2023年9月25日获得ANSI批准。
ASME B16委员会
(阀门、法兰、管件和垫片标准化委员会)
(以下是本标准批准时的委员会成员名单)
标准委员会官员
R. M. Bojarczuk 主席
C. E. Davila 副主席
S. J. Rossi 秘书
标准委员会成员
A. Appleton, Appleton Quality Concepts, LLC
J. E. Barker, DeZURIK, Inc.
R. W. Barnes, ANRIC Enterprises, Inc.
D. C. Bayreuther, Neles Corp.
W. Bedesem, 顾问
R. M. Bojarczuk, 退休
A. M. Cheta, 壳牌全球解决方案(美国)
M. A. Clark, 退休
P. V. Craig, Jomar Group
G. A. Cuccio, Capitol Manufacturing Co.
C. E. Davila, Crane Chempharma & Energy
B. G. Fabian, Pennsylvania Machine Works
K. S. Felder, Valero Energy Corp.
F. Feng, 中国机械生产力促进中心
D. R. Frikken, Becht Engineering Co., Inc.
J. D. Grant, DeZURIK, Inc.
J. Holstrom, Val-Matic Valve & Manufacturing Corp.
D. Hunt, Jr., Fastenal
G. A. Jolly, Samshin, Ltd.
A. Kireta, Jr. 铜开发协会
E. J. Lain, Exelon Corp.
T. A. McMahon, Emerson Automation Solutions
R. C. Merrick, 顾问
W. H. Patrick, 陶氏化学公司
D. W. Rahoi, CCM 2000
D. F. Reid, VSP Technologies
S. J. Rossi, 美国机械工程师学会
R. A. Schmidt, Canadoil
J. Sekarak, CSA集团
F分委员会 - 钢制螺纹和焊接管件
B. G. Fabian 主席, Pennsylvania Machine Works
R. A. Schmidt 副主席, Canadoil
R. Rahaman 秘书, 美国机械工程师学会
D. Wiener 秘书, 美国机械工程师学会
A. Appleton, Alloy Stainless Products Co., Inc.
A. Casteel, Fluor
G. A. Cuccio, Capitol Manufacturing Co.
J. G. Dominguez, Welding Outlets, Inc.
K. W. Doughty, Automated Mechanical Solutions, LLC
J. P. Ellenberger, 退休
D. R. Frikken, Becht Engineering Co.
P. W. Heald, Bonney Forge
D. Hunt, Jr., Fastenal
G. A. Jolly, Samshin, Ltd.
F. Kavarana, Shaw Clearfield, LLC
R. C. Merrick, 顾问
P. Milankov, 顾问
J. Nickel, Capitol Manufacturing Co.
W. Pritzl, Erne Fittings GmbH
J. Tucker, Flowserve
G. T. Walden, Ferguson
M. M. Zaidi, Worley
与B16委员会的通信
总则
ASME规范和标准由代表各相关利益方共识的委员会制定和维护。ASME规范和标准的使用者可与委员会通信,提出修订或案例建议、报告勘误或请求解释。有关本标准的通信应发送至委员会网页上注明的工作人员秘书,网址为:https://go.asme.org/B16committee。
修订和勘误
委员会根据本标准应用中获得的经验,持续处理对本标准的修订,以纳入必要或理想的变更。批准的修订将在本标准的下一版中发布。
此外,委员会可能会在委员会网页上发布勘误。勘误自发布之日起生效。用户可在委员会网页上注册,以接收发布勘误的电子邮件通知。
本标准始终开放接受意见,委员会欢迎修订建议。此类建议应尽可能具体,注明段落号、建议措辞以及详细的理由说明,包括任何相关的背景信息和支持文件。
案例
(a) 案例最常见的应用包括:
(1) 允许基于紧急需求提前实施修订
(2) 提供替代要求
(3) 在直接纳入标准之前,允许用户获得替代或潜在附加要求的使用经验
(4) 允许使用新材料或新工艺
(b) 提醒用户注意,并非所有司法管辖区或业主都会自动接受案例。案例不应被视为批准、推荐、认证或认可任何专有或特定设计,也不应以任何方式限制制造商、建造商或业主选择符合本标准的任何设计方法或结构形式的自由。
(c) 建议的案例应以与现有案例相同的问答格式编写。提案还应包括以下信息:
(1) 需求说明和背景信息
(2) 案例的紧急程度(例如,案例涉及正在进行或即将开始的项目)
(3) 标准号以及段落、图或表号
(4) 建议案例适用的标准版本
(d) 案例在完成公众审查程序并经相关监督委员会批准后即可使用。批准的案例将发布在委员会网页上。
解释
应要求,委员会将对本标准的任何要求发布解释。解释只能通过在线解释提交表单提交请求,网址为:https://go.asme.org/InterpretationRequest。提交表单后,询问者将收到自动电子邮件确认收到。
ASME不担任特定工程问题或本标准要求的一般应用或理解的顾问。如果根据提交的信息,委员会认为询问者应寻求帮助,请求将被退回,并建议其获得此类帮助。询问者可在https://go.asme.org/Interpretations上跟踪其请求的状态。
ASME程序规定,当有可能影响解释的额外信息可用时,可重新考虑任何解释。此外,对解释不服的人员可向相关的ASME委员会或分委员会提出申诉。ASME不"批准"、"认证"、"评级"或"认可"任何产品、结构、专有装置或活动。
解释一经发布,即会在ASME解释数据库中公布,网址为:https://go.asme.org/Interpretations。
委员会会议
B16标准委员会定期举行对公众开放的会议。希望参加任何会议的人员应联系委员会秘书。有关未来委员会会议的信息可在委员会网页上查询,网址为:https://go.asme.org/B16committee。
ASME B16.49-2023 变更摘要
经ASME B16标准委员会和ASME批准,并经公众审查后,ASME B16.49-2023于2023年9月25日获得美国国 家标准学会批准。
在ASME B16.49-2023中,对表格和图进行了重新编号,并相应更新了交叉引用。此外,ASME B16.49-2023包含以下由边注(23)标识的变更。下表中列出的记录编号在本摘要之后的"按记录编号顺序排列的变更列表"中有更详细的说明。
页码 | 位置 | 变更(记录编号) |
1 | 1.9条 | 修订(18-2466) |
4 | 5.1条 | 修订(18-2466) |
5 | 8.2条 | 修订(18-2466) |
6 | 9.2条 | 新增,后续段落重新编号(18-2466) |
7-8 | 9.3条 | 原9.2条重新编号并修订(18-2466) |
8 | 表10.1-1 | 原表3;增加"弯曲温度"项(18-2466) |
8 | 11.1.1条 | 修订(18-2466) |
11 | 13.2条 | 修订(18-2466) |
11 | 第14章 | 修订(18-2466) |
11 | SR15.5条 | 修订(18-2466) |
12 | SR15.9条 | 新增(18-2466) |
12 | SR15.10条 | 新增(18-2466) |
13 | 强制性附录I | 更新(18-2466, 21-2646) |
按记录编号顺序排列的变更列表
记录编号 | 变更内容 |
18-2466 | 修订了关于质量体系的1.9条、关于原材料的5.1条、关于试样尺寸的8.2条、关于热处理的9.2条、关于拉伸试验的11.1.1条、关于无损检测适用性的13.2条以及关于认证的第14章。新增了SR15.9和SR15.10条,修订了SR15.5条。在强制性附录I中增加了ASTM A991/A991M。修订了表10.1-1,增加了弯曲温度项。 |
21-2646 | 更新了强制性附录I中的参考文献。 |
输送和分配系统用工厂制造锻钢对焊感应加热弯管
1 范围和定义
1.1 总则
本标准规定了采用感应加热弯管工艺生产的、具有受控化学成分和力学性能的碳钢材料工厂制造管道弯管(带或不带直管段)的设计、材料、制造、试验、标记和检验要求。本标准适用于输送和分配管道应用(如ASME B31.4和ASME B31.8)的感应加热弯管。工艺管道和动力管道具有不同的要求和材料,可能不适合本文所述的限制和检验要求,因此不包含在本标准范围内。
1.2 制造工艺
本工艺采用感应加热方式,在管道或圆柱体被以恒定速度推过感应线圈时,对弯曲点处的管道或圆柱体进行360度窄带加热。材料通过线圈后,可采用强制空气或水雾冷却,也可在静止空气中自然冷却。本标准涵盖所有可生产壁厚和直径的弯管。本标准所涵盖的感应加热弯管可由无缝钢管、焊接钢管或钢板卷制筒体制造。
1.3 组装弯管
通过环向焊接两个或多个小角度弯管获得的大角度弯管属于管道组装件,因此不在本标准范围内。
1.4 标准单位
本标准同时采用国际单位制(SI)和美国惯用单位制。这两种单位制应分别视为标准。在正文中,美国惯用单位制显示在括号内。每种单位制中给出的数值并非精确等效值,因此要求每种单位制必须独立使用。混合使用两种单位制的数值将被视为不符合本标准。
1.5 参考文献
本标准中引用的标准和规范列于强制性附录I中。在各个引用处指明每个标准和规范的具体版本并不现实。相反,具体版本引用在强制性附录I中指明。符合参考标准先前版本且在所有其他方面符合本标准的产品,将被视为符合要求。
1.6 规范和法规
在引用规范或政府法规管辖范围内使用的弯管,应遵守该规范或法规的任何限制。这包括任何最高温度限制或规定材料在低温下使用的规则。
1.7 使用条件
特定流体介质用弯管材料的选择标准不在本标准范围内。
1.8 数值修约规则
在确定是否符合本标准时,规定限值(最大值和最小值)的有效数字修约规则应符合ASTM E29的定义。这要求将观测值或计算值四舍五入到表示限值所用的最右边数字的最近单位。小数值和公差并不暗示特定的测量方法。
1.9 质量体系 (23)
与制造商质量体系程序相关的要求见非强制性附录A。质量体系应规定对制造过程、热处理过程、试验、检验、从原材料到最终弯管的材料可追溯性以及确保符合本标准所需的文件要求的控制。制造商应建立并遵循书面程序,以在整个供应链中保持炉号和批号的标识。可追溯性程序应提供将任何弯管追溯到相应炉号和批号以及化学和力学试验结果的方法。
1.10 术语
• 弯管鉴定程序:规定原材料性能、所用设备、弯曲参数、鉴定弯管试验结果以及弯管制造所用的弯后热处理设备和工艺的文件。如果要求对弯管进行无损检测,则应提交先前未批准的程序。
• 筒体:通过轧制和焊接钢板制成的管段,与按照公认规范生产的管段相对。
• 外弧:弯管的外侧圆弧。
• 内弧:弯管的内侧圆弧。
• 最小(设计)壁厚:根据管道规范规定或计算得出的、在特定温度和压力应用下可接受的最小壁厚。
• 公称(设计)壁厚:订单上规定或弯管上标记的壁厚。
• 椭圆度(%):[(最大外径-最小外径)/公称外径]×100,其中外径是最大、最小或公称外径的线性测量值。
• 鉴定弯管:生产并进行试验的弯管段,用于鉴定弯曲程序。
• 过渡区:弯管切点处,覆盖从未加热材料到加热材料变化的区域。
注:本标准中"弯管制造商"和"生产商"可互换使用。
1.11 订购信息
采购方应负责规定采购所需弯管的所有必要订购信息。此类信息的示例包括但不限于以下内容:
(a) 数量
(b) 弯管描述和公称尺寸(即尺寸、弯曲半径、壁厚、弯曲角度、直管段长度等)
(c) 钢的成分等级
(d) 无缝或焊接
(e) 规范编号(包括年份)
(f) 第SR15节的补充要求
(g) 附加要求
非强制性附录B提供了提供所需信息的一种可能指南。
2 压力等级
2.1 等级依据
按照本标准设计的弯管,其允许内压等级不应低于根据适用压力管道规范相关章节规定的规则,对等效材料(通过各自材料规范中成分和力学性能的比较确定)的直缝钢管(或焊接接头系数为1.0的焊接钢管)计算得出的内压等级。进行这些计算时,应使用与弯管材料等效的公称尺寸、公称壁厚和材料的适用数据。弯管上的公称尺寸、公称壁厚和材料标识标记可替代压力等级标记。
2.2 弯管设计
弯管内弧(内侧半径)处的最小内压设计壁厚应按照公式(1)确定。中性轴(见图2.2-1)和外弧(外侧半径)处的壁厚不应小于配套管道的设计壁厚或采购方规定的最小壁厚。
内弧处的最小要求壁厚≥((4X(弯管中心线半径÷公称外径)-1)÷(4X(弯管中心线半径÷公称外径)-2))X t
式中:
• D0 = 公称外径
• R = 弯管中心线半径
• t= 公称设计壁厚(见2.1条)
• T1 = 内弧处的最小要求壁厚
3 尺寸
弯管的直径应按照ASME B36.10中定义的公称管道尺寸(NPS)标识(例如NPS 24)。作为替代或补充,标记可包括ISO 6708中定义的公称尺寸,由字母"DN"后跟一个无量纲整数组成,该整数间接与弯管拟焊接的管道外径的物理尺寸(毫米)相关(例如DN 600)。
4 标记
4.1 标准标记
每个弯管应在一端300mm(12in.)范围内的外表面上标记以下内容:
(a) 制造商名称或商标
(b) 炉号或制造商的炉号标识
(c) 材料等级符号(见11.3条和表4.1-1)
(d) B16.49
(e) 公称管道尺寸(NPS)
(f) 公称壁厚
(g) 弯曲半径
(h) 弯曲角度
(i) 弯后热处理状态(见9.4条)
(j) 补充要求(如适用)(见第SR15节)
标记可采用任何一致的单位制(公制或英制),但应注意避免混淆。对于英制冲压选项,使用"X"和等级代替"P"和等级作为材料标识。
当采购方规定时,每个弯管应在每端150mm(6in.)范围内的内表面上用25mm(1in.)或更大的字母喷涂相同的信息,但NPS 12(DN 300)及更小的弯管仅需在外表面标记。标记材料不得对弯管或涂层产生不利影响。
4.2 冲压深度
使用钢印时,应注意冲压深度不得过深或过锐,以免导致开裂,或使弯管壁厚降至允许的最小值以下。
表4.1-1 拉伸性能

通用注:中间等级可经采购方和制造商协商后采购。
注:
(1) HBW(布氏硬度)为主要数值。
(2) HRC(洛氏硬度C级)是基于ASTM E140硬度换算的近似值。
4.3 符合性
在弯管上标记B16.49表示该弯管是按照ASME B16.49制造的。可选择添加前缀"ASME"。
5 材料
5.1 原材料 (23)
本标准所涵盖的弯管应由化学成分符合表5.1-1的碳钢管或筒体制造。钢管可由采购方提供或由制造商供应。原材料钢管应为无缝钢管、埋弧焊(SAW)钢管或高频电阻焊(ERW)钢管。允许使用螺旋焊管,但应满足11.1.3(b)条更严格的试验要求。原材料应无低熔点金属、裂纹、凹痕、划伤、波浪、褶皱或其他可能妨碍弯管成功制造的表面污染缺陷。
由热机械控制工艺(TMCP)制成的钢管或筒体应谨慎使用。由于TMCP材料在加热至260°C(500°F)以上时会失去强度,因此这种材料很少用于感应加热弯管。可接受的成型方法和热处理应由采购方和制造商协商确定。
表5.1-1 可使用的化学元素最大限值
元素 | 符号 | 最大含量 % |
碳 | C | 0.30 |
锰 | Mn | 1.60[注(1)] |
磷 | P | 0.025 |
硫 | S | 0.015 |
硅 | Si | 0.50 |
铬 | Cr | 0.30 |
钼 | Mo | 0.25 |
钒 | V | 0.10 |
铜 | Cu | 0.50 |
镍 | Ni | 1.00 |
铌 | Nb(Cb) | 0.10 |
通用注:本表的化学要求并非代表任何一炉钢的成分,而是记录各元素的最大允许含量。
注:(1) 对于P483(X483)及更高等级,碳含量每低于规定最大值0.01%,锰含量可高于最大值0.05%,最高可达2.00%。
5.1.1 污染
弯管前或弯管过程中,管道表面被低熔点金属(即铜、黄铜、锌/镀锌层、铝)污染会对弯曲过程和成品弯管性能产生严重影响。不得与此类金属接触。
5.1.2 表面状态
弯管前,P359(X359)及更高等级材料的待弯曲部分应至少进行喷砂处理至商业级清洁度(SSPC-SP 6)。
6 含焊缝弯管的材料
6.1 纵向焊缝
6.1.1 按照API、ASTM或CSA规范制造的钢管中的纵向焊缝,必须符合该规范的焊接和无损检测(NDE)要求。
6.1.2 未按照上述规范制造的其他钢管或筒体,应由按照ASME《锅炉和压力容器规范》(BPVC)第IX卷规定鉴定合格的焊工、焊接操作工和焊接程序进行制造。弯管前,每条焊缝应100%按照ASME BPVC第VIII卷第1篇UW-51条进行射线检测,并应符合其中规定的验收标准。
作为射线检测的替代方法,焊缝可按照ASME BPVC第VIII卷第1篇强制性附录12进行超声检测。
6.1.3 纵向焊缝应位于中性轴上(图2.2-1中φ=0度或180度)。当无法做到时,焊缝位置与中性轴的偏差不得超过15度。螺旋焊管不受此焊缝位置要求限制。
6.2 环向焊缝
除非采购方和制造商另有约定,否则不得在环向焊缝处进行弯曲。
7 化学成分
按照产品分析确定的、供应本标准的每炉材料的化学成分应符合表5.1-1的规定。表5.1-1中规定的每种元素均应进行检测,并在第14章要求的材料试验报告中报告。碳当量(CE)不得超过0.45%,按照公式(2)计算:
8 材料性能
每批弯管的性能应符合表4.1-1中所列的订购等级要求。
注:
1. 一炉材料应指由同一制造商生产、由同一批次熔炼工艺的单一周期生产的所有钢管或筒体。
2. 一批应指由同一炉材料、在受控炉中以±15°C(±25°F)范围内进行相同热处理的所有弯管。
8.1 拉伸性能
拉伸性能应按照ASTM A370对鉴定弯管进行测定。屈强比不得超过0.90,但P483(X483)及更高等级的屈强比不得超过0.93。
当弯管强度不符合订购强度时,经采购方批准,制造商可提供与设计管道强度相当的弯管。弯管的壁厚应至少等于规定的设计管道壁厚乘以管道规定最小屈服强度与弯管实测最小屈服强度的比值。
对于NPS 8(DN 200)及更大的焊接钢管制成的弯管,应在最终热处理状态下进行横向焊缝拉伸试验,以测定极限抗拉强度。试验样品的数量、位置和取向要求见11.1.1条。
8.2 断裂韧性性能 (23)
最终热处理状态下弯管材料的缺口韧性性能,应在图8.2-1或图8.2-2规定的所有位置,对鉴定弯管采用一组三个横向、全尺寸夏比V型缺口试样(端部可带锥度)按照ASTM A370进行测定。
当材料壁厚不允许加工全尺寸(10mm×10mm)试样时,应采用最大可能尺寸的3/4尺寸、2/3尺寸或1/2尺寸试样替代。除厚度外,全尺寸试样的所有其他尺寸均保持不变。试样的轴线应垂直于弯管的纵向轴线。如果材料壁厚不允许至少加工1/2尺寸的夏比试样,则无需进行冲击试验。
测试样品位置与方向一一纵向接缝
图例:
CVN=横向夏比V型缺口试样,三组
H=硬度读数
T=横向或纵向拉伸试样,尺寸取决于材料
测试试样位置与方向一螺旋焊缝
图例:
CVN=横向夏比V型缺口试样,三组
H=硬度读数
T=横向或纵向拉伸试样,尺寸取决于材料
除非采购方另有规定(见SR15.4条),试样应在-10°C(+14°F)或更低温度下进行试验,并应达到所有试样平均剪切面积至少50%,且单个试样不低于40%。此外,所有试样应表现出最小吸收能量值:P386(X386)及更低等级为27J(20ft-lbf),高于P386(X386)的等级为54J(40ft-lbf)。所有等级的焊缝金属均应满足最小吸收能量值27J(20ft-lbf)。
如果使用减小尺寸的试样,冲击值可按照ASTM A370中的修正系数进行折减。试验样品的位置要求见11.1.2条。
注:3. 当使用带锥度端部的试样时,锥度不得使试样一侧的长度小于28mm(1.1in.),或端部厚度小于公称试样厚度的一半。
8.3 硬度试验
硬度试验应按照ASTM A370在弯管上进行,要求见11.1.4条。为验证弯曲过程的均匀性,所有生产弯管应在与鉴定弯管相同的位置进行硬度试验。相应区域的平均硬度读数与鉴定弯管相同位置测得的平均值之差不得超过30布氏硬度或等效值,且任何平均值对应的抗拉强度不得低于弯管上标记的材料等级在表4.1-1中要求的最小值。每个测试位置至少取三个读数的平均值。生产弯管上使用的便携式硬度计类型应与鉴定弯管上使用的相同。所有试验均应在最终热处理状态下进行。任何硬度测量值不得超过表4.1-1中规定的最大值。
9 热处理
9.1 类型
除非采购方另有规定,每个弯管应在弯管后进行热处理(SR15.1条允许的情况除外),可采用以下一种或多种方法:
(a) 去应力退火或回火:均匀加热至480°C(900°F)至675°C(1250°F)之间,并在该温度下保温至少30分钟/25mm(1英寸)壁厚,但不少于30分钟。
(b) 正火:加热至相变温度范围以上,并在该温度下保温至少20分钟/25mm(1英寸)壁厚,但不少于20分钟,然后在静止空气中冷却。
(c) 淬火加回火:加热至相变温度范围以上,并在该温度下保温至少20分钟/25mm(1英寸)壁厚,然后直接在水、油或合成淬火剂中淬火。再按照上述定义进行回火。淬火设备应具有足够的尺寸,并配备确保适当和均匀冷却的装置。
9.2 热处理程序 (23)
热处理程序应在工厂可供审查,并应包括炉温和保温时间的要求。对于淬火处理,应控制淬火前后冷却介质的温度以及从出炉到进入淬火槽的时间。应考虑冷却介质的温度和搅拌,以确保基于待热处理最大质量的适当冷却速率。应经常监测炉子的性能,检查是否有结垢、燃烧器故障、耐火材料损失或炉壳热点等可能影响其正常运行的情况。
9.3 设备 (23)
所有炉式热处理设备应配备至少每季度校准一次的记录装置。热处理炉应每年进行一次温度均匀性测量,或在必要时缩短间隔以保持热处理的均匀性,或者应在每炉装料上安装热电偶。热电偶应至少每季度校准一次。应保存炉子测量记录、热电偶校准记录以及(如使用)每炉装料的热电偶读数记录。炉子的控制精度应在±15°C(±25°F)范围内。
炉子工作区达到并保持±15°C(±25°F)温度均匀性的能力,应按照公认标准(如ASTM A991/A991M)通过年度测量确定,并保存记录。
9.4 热处理标识
每个弯管和材料试验报告(见第14章)应使用以下标识之一标明最终热处理状态:
• N = 正火
• NT = 正火加回火
• QT = 淬火加回火
• SR = 去应力退火
10 鉴定弯管
10.1 基本变量
在生产弯管之前,应使用每炉材料制作并试验一个鉴定弯管,以证明弯曲程序能够生产出满足要求尺寸和材料性能的产品。该弯管和直管段应具有足够的长度,以获取所有所需的试验试样。
所有弯管(即鉴定弯管和生产弯管)应在连续加热周期内完成,不得中途停止或启动,除非此类区域已包含在弯管程序鉴定试验中并被认定为可接受。除非鉴定弯管程序中包含相关内容,否则不允许为生产弯管尺寸校正进行弯后加热。
程序鉴定应考虑制造弯管所需的基本变量。当任何这些基本变量发生变化时,必须制作新的鉴定弯管。制造商的质量保证程序应包括确保基本变量得到适当控制的程序。这包括设备校准频率,必要时进行控制,但在任何情况下不得少于每年一次。基本变量见表10.1-1。
表10.1-1 (23) 基本变量限值
基本变量 | 变化限值 |
钢管壁厚 | ±3mm(±0.12in.) |
弯曲半径与直径比(R/Do) | +1R -0 |
成型速度 | ±2.5mm(±0.1in.)/分钟 |
成型温度 | 与鉴定温度相差±25°C(±50°F) |
线圈设计 | 不允许变更 |
冷却剂类型 | 不允许变更 |
冷却水温度 | ±15°C(±25°F) |
冷却剂流量/压力 | 流量变化±10%(或等效压力变化) |
焊缝 | 与中性轴相差15度 |
热处理 | 保温温度相差±15°C(±25°F)或程序发生任何变化 |
感应加热频率 | ±20% |
保温时间 | 0分钟至15分钟 |
由内弧和外弧上相距180度的高温计记录的弯曲温度 | ±20°C(±36°F) |
10.2 记录
10.2.1 弯管鉴定程序:每个制造商应编制书面程序,证明通过该程序可以成型出具有合适强度、延展性和硬度等性能的弯管。这些记录应可供采购方审查。基本变量的变化超出表10.1-1所示的变化限值时,需要进行新的鉴定弯管试验和程序。
10.2.2 试验结果:所有适用的试验结果应作为记录的一部分。
11 试验要求
鉴定弯管和生产弯管的试验要求不同。以下要求适用于规定的位置。鉴定弯管试验应在代表最终热处理状态的弯管上进行。生产弯管试验应在与鉴定弯管相同最终热处理状态的每个弯管上进行。
11.1 鉴定弯管要求
11.1.1 拉伸试验:(23) 对于NPS 8(DN 200)及更大的弯管,应从每批材料的直管段、过渡区以及弯管段的内弧和外弧处截取横向拉伸试样,如图8.2-1或图8.2-2所示。对于小于NPS 8(DN 200)的尺寸,可使用横向或纵向试样。如果直管段和/或过渡区未与弯管制成一体,则除弯管本身外,无需进行拉伸试验。见图8.2-1或图8.2-2。
如果成品弯管的整个长度(包括直管段)都经受相同的连续加热、冷却和速度参数,则不认为存在需要试验的过渡区。试验试样优先取自未压扁的试样。但是,可使用冷压扁的横向试样,但应考虑冷加工量以及冷加工可能对试验结果代表最终成品弯管的影响。
11.1.2 断裂韧性试验:应从每批材料的直管段、过渡区以及弯管的内弧和外弧处各截取一组三个横向夏比V型缺口冲击试样。位置见图8.2-1或图8.2-2。如果直管段和/或过渡区未与弯管制成一体,则除弯管本身外,无需进行冲击试验。见图8.2-1或图8.2-2。
11.1.3 焊缝试验
(a) 纵向焊缝:应在图8.2-1所示位置对钢管或筒体纵向焊缝进行拉伸、冲击和硬度试验。验收标准应符合8.1至8.3条和11.1.4条的规定。
(b) 螺旋焊缝:应在图8.2-2所示位置对钢管或筒体螺旋焊缝进行拉伸、冲击和硬度试验。验收标准应符合8.1、8.2、8.3和11.1.4条的规定。
11.1.4 硬度试验:应在与拉伸试验相同的所有位置以及每个过渡区测试弯管的平均硬度。此外,应在弯管的外弧和内弧至少两个位置各取一个平均硬度读数。圆周上一个象限内的最小和最大硬度读数之差允许为30布氏硬度值,或使用其他试验方法时的等效值。见图8.2-1或图8.2-2。
11.2 生产弯管要求
为证明生产弯管与鉴定弯管之间的均匀性,每个生产弯管应在与鉴定弯管相同的所有位置进行硬度试验。此外,对于超出鉴定弯管角度的每30度弧长,应额外进行硬度读数。圆周上相同象限内的所有数值应在11.1.4条确定的相同范围内。任何读数不得超过表4.1-1中规定的最大值,且任何平均值对应的抗拉强度不得低于规定等级在表4.1-1中要求的最小值。
11.3 试验结果
应根据所有位置的试验结果均满足该等级规定的最小值,在弯管上标记表4.1-1中相应的等级符号。如果弯管强度与配套管道不同,且按照8.1条采用壁厚替代屈服强度,则应在弯管上同时标记弯管等级和拟配套的管道等级(例如P414/X483)。
12 尺寸要求
每个弯管均应满足第12章的尺寸要求。
12.1 椭圆度
应在整个弯管和直管段上测量椭圆度。弯管内最大和最小外径之差不得超过配套管道公称外径的3%,焊接端处不得超过1%。采购方和制造商可协商不同的椭圆度公差(见SR15.3条)。
12.2 外径
每个焊接端的外径应在配套管道公称外径的1%范围内。弯管其余部分和直管段的直径只需满足椭圆度公差,除非采购方和制造商另有约定。
12.3 壁厚
应在弯管的足够位置检查壁厚,以确保最小壁厚不低于弯管上标记的配套管道公称壁厚的90%(或不低于采购方规定的最小壁厚)。此低于公差的允许值不适用于因2.2条设计要求而需要加强的区域。应使用经校准的压缩波超声检测设备进行检验,该设备应符合制造商制定的确保读数准确的程序。
12.4 内径
12.4.1 焊接端:对于NPS 36(DN 900)及更小的尺寸,坡口面处的内径公差为±2.5mm(±0.10in.)。对于更大尺寸,内径公差为±3mm(±0.12in.)。
12.4.2 本体:除非采购方另有约定,弯管内任何位置的平均内径不得小于规定配套管道最小内径的97%。应通过使球体或其他合适的量规装置在无需动力设备辅助的情况下通过弯管来证明符合此要求。
12.5 端部加工
除非采购方另有规定,焊接端应按照ASME B16.25图3.1-1(a)或图3.1-2(a)的端部加工形式进行坡口加工。
12.6 弯管尺寸公差
应测量并记录每个弯管的弯曲角度、中心到端部尺寸、弯曲半径、弦长、垂直度和弯曲平面。规定尺寸的公差如下:
尺寸 | 公差 |
弯曲角度 | ±0.5度 |
弯曲半径 | ±1% |
弯曲平面 | ±1度 |
端面垂直度 | |
NPS 36(DN 900)及更小 | ±2.4mm(±0.09in.) |
大于NPS 36(DN 900) | ±3mm(±0.12in.) |
线性尺寸 | |
NPS 24(DN 600)及更小 | ±5mm(±0.19in.) |
大于NPS 24(DN 600) | ±6mm(±0.25in.) |
见图12.6-1(a)和(b)。
13 生产弯管的检验
13.1 工艺和表面质量
如需检验,所有弯管应按照SSPC-SP 6进行喷砂或喷丸清理至光亮金属表面。应对所有弯管的所有可接近表面进行目视检查,检查是否有分层、裂纹、凹痕、划伤、电弧烧伤、褶皱或其他缺陷。表面缺陷应通过打磨或机械加工去除,前提是其深度不超过12.3条允许的范围。未经采购方批准,不得对母材或焊缝金属进行焊接修复。
感应加热工艺的特点是在弯管的每个切点(过渡区)会产生增厚。这些属于外观性质,不被视为有害缺陷,前提是这些增厚的峰谷测量尺寸不超过管道外径的2%。
13.2 无损检测 (23)
P359及更高等级的每个弯管的整个外弧,从中性轴到中性轴包括焊缝,应进行磁粉或渗透检测,以检查有害缺陷。该区域应无裂纹、折叠或分层。任何方向上大于3mm(0.12in.)的圆形显示均应归类为缺陷,并应按照13.1条的要求去除。
13.3 外部检验
采购方代表应有权进入制造商工厂中与订购弯管制造相关的区域。所有试验记录、焊接记录等应在装运前可供检验。
14 认证 (23)
应提供认证材料试验报告(CMTR)和弯管报告,至少列出以下信息:
(a) 声明产品已按照本标准和采购订单的规定进行制造、取样、试验和检验,并已满足这些要求
(b) 弯管制造商的名称和地址
(c) 化学成分产品分析结果(包括CE);见第7章和表5.1-1
(d) 鉴定弯管的拉伸性能、试样尺寸以及焊缝的抗拉强度(如适用);见8.1条
(e) 鉴定弯管的冲击性能,包括尺寸、取向、温度和每个试样的实际结果;见8.2条
(f) 鉴定弯管和每个生产弯管的硬度结果;见8.3条
(g) 所用的热处理方法,包括温度和保温时间;见9.1条
(h) 弯管鉴定程序;见10.2条
(i) 无缝或焊接,包括焊接类型
(j) 无损检测结果;见13.2条
(k) 包括壁厚在内的尺寸报告
(l) 适用的补充要求(见SR15.1至SR15.8条)
SR15 补充要求
补充要求(见SR15.1至SR15.8条)不适用于按照本标准供应的产品,除非在采购订单中规定或另有约定。当规定或约定时,补充要求应与第1至14章的强制性要求具有同等效力。每个弯管应在4.1条要求的正常标记之后标记适用的补充要求(例如SR15.1)。
SR15.1 热处理
弯管可以"弯后状态"供应。所提供的该炉材料必须满足第8章的性能要求。每个弯管应使用"AB SR15.1"作为热处理标识。
SR15.2 无损检测
应对弯管区域包括内弧、外弧和焊缝进行磁粉或渗透检测。不允许有裂纹。所有其他显示将由采购方和制造商协商处理。所有检验应由采购方批准的人员和程序进行。
SR15.3 可分段弯管
要求适合分段的弯管,其整个弯管和直管段的椭圆度最大为1%。
SR15.4 断裂韧性
除规定要求外的其他缺口韧性要求应由采购方和制造商协商确定。这可以包括更低的试验温度、更高的吸收能量要求或不同的剪切面积要求。
SR15.5 酸性气体应用 (23)
用于酸性气体应用的弯管应供应符合ANSI/NACE MR0175/ISO 15156的要求,包括最大硬度和镍含量。禁止使用高于P483等级的弯管。
SR15.6 焊缝检测:超声检测(UT)
SR15.6.1 作为射线检测的替代方法,钢管或原材料筒体中的每条焊缝可进行超声检测。验收标准应由采购方和制造商协商确定。
SR15.6.2 每个弯管在成型和最终热处理后,应对焊缝从坡口端到坡口端的全长进行超声检测。试验程序和验收标准应由采购方和制造商协商确定。
SR15.7 焊缝检测:射线检测(RT)
每个弯管在成型和最终热处理后,应对焊缝从坡口端到坡口端的全长进行100%射线检测。试验程序和验收标准应由采购方和制造商协商确定。
SR15.8 化学成分
SR15.8.1 替代化学要求和/或更低的碳当量应由采购方和制造商协商确定。
SR15.8.2 基于相似材料化学成分接受先前的弯管鉴定程序应由采购方和制造商协商确定。这可以包括对其他基本变量要求的变更(如约定)。
SR15.9 制造程序规范(MPS) (23)
感应加热弯管应按照书面制造程序规范进行制造。如果采购方规定,在MPS获得采购方批准之前,不得开始制造。MPS应规定以下内容:
(a) 原材料钢管或筒体信息,包括等级、类型和尺寸
(b) 鉴定弯管和生产弯管的试验和检验要求
(c) 弯曲工艺
(d) 弯后热处理的详细信息
(e) 附加要求(例如端部加工、标记)
SR15.10 检验试验计划(ITP) (23)
应总结在鉴定和生产过程中要进行的检验和试验。在ITP获得采购方批准之前,不得开始生产。应确定停工待检点。
强制性附录I 参考文献 (23)
以下是本标准中引用的出版物列表。除非另有规定,ASME出版物应适用最 新版本。
• ANSI/NACE MR0175/ISO 15156:2015. 石油和天然气工业 - 石油和天然气生产中含H₂S环境下使用的材料。材料保护与性能协会[原国 家腐蚀工程师协会(NACE)和防护涂层协会(SSPC)]。
• ASME《锅炉和压力容器规范》第VIII卷,《压力容器建造规则》- 第1篇。美国机械工程师学会。
• ASME《锅炉和压力容器规范》第IX卷,《焊接、钎焊和熔接鉴定》。美国机械工程师学会。
• ASME B16.25. 对焊端部。美国机械工程师学会。
• ASME B31《压力管道规范》。美国机械工程师学会。
• ASME B36.10. 焊接和无缝锻钢管。美国机械工程师学会。
• ASTM A370-21. 钢产品力学试验的标准试验方法和定义。ASTM国际。
• ASTM A991/A991M-17. 热处理钢产品用炉子温度均匀性测量的标准试验方法。ASTM国际。
• ASTM E29-13(2019). 试验数据中有效数字的使用以确定与规范符合性的标准实施规程。ASTM国际。
• ASTM E140-12b(2019)e1. 金属硬度换算表:布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度、表面洛氏硬度、努氏硬度、肖氏硬度和里氏硬度之间的关系。ASTM国际。
• ISO 6708:1995. 管道元件 - DN(公称尺寸)的定义和选择。国际标准化组织。
• ISO 9000:2015. 质量管理体系 - 基础和词汇。国际标准化组织。
• ISO 9001:2015. 质量管理体系 - 基础和词汇。国际标准化组织。
• ISO 9004:2018. 质量管理 - 组织的质量 - 实现持续成功的指南。国际标准化组织。
• SSPC-SP 6/NACE No. 3, 商业级喷砂清理。材料保护与性能协会[原国 家腐蚀工程师协会(NACE)和防护涂层协会(SSPC)]。
• 本出版物可从美国国 家标准学会(ANSI)获取:www.ansi.org。
非强制性附录A 质量体系程序
按照本标准制造的产品应在遵循ISO 9000系列适当标准原则的质量体系程序下生产。由独立组织对产品制造商的质量体系程序进行注册和/或认证的必要性应由制造商自行决定。证明程序符合性的详细文件应在制造商工厂可供采购方审查。产品制造商使用的程序的书面摘要说明应根据要求提供给采购方。产品制造商定义为按照本标准的标记或标识要求,其名称或商标出现在产品上的实体。
• 该系列也可从美国国 家标准学会(ANSI)和美国质量学会(ASQ)获取,作为美国国 家标准,其标识前缀为"Q",替代前缀"ISO"。该系列的每个标准均列于强制性附录I的参考文献中。
非强制性附录B 感应弯管数据表
感应弯管数据表
销售订单号(SO#):
报价订单号:
项目编号:
弯管规范: ASME B16.49最 新版
钢管规范: 至少API 5L最 新版
每批代表性炉号的钢管均需进行弯管程序鉴定试验。
设计条件
拟焊接管道:
尺寸:
壁厚:
等级:
弯曲半径: DN(公称直径)
弯曲角度:
直管段长度: □一端 □两端
弯管之间所需的最小中心线长度(仅S弯):
现场可分段弯管: □是 □否
需要涂层: □是 □否
*端部和本体的最小内径:
注:供应商应提供满足上述设计条件的钢管,并在端部加工以满足以下要求:
(a) 每个弯管的端部应加工坡口,以与拟焊接的管道匹配(不等壁厚的坡口细节见ASME B31.8附录I图1-5)。
(b) 允许的焊接错边公差:壁厚≤0.250in.(6.35mm)时为0.047in.(1.193mm);壁厚≥0.251in.(6.375mm)时为0.094in.(2.387mm)。
缺口韧性性能验收标准
夏比试验温度:
B16美国国 家标准
(管道、管道法兰、管件和阀门)
标准号 | 标准名称 |
B16.1-2020 | 灰铸铁管法兰和法兰管件:25级、125级和250级 |
B16.3-2021 | 可锻铸铁螺纹管件:150级和300级 |
B16.4-2021 | 灰铸铁螺纹管件:125级和250级 |
B16.5-2020 | 管法兰和法兰管件:NPS 1/2至NPS 24公制/英制标准 |
B16.9-2018 | 工厂制造锻钢对焊管件 |
B16.10-2022 | 阀门的面对面和端对端尺寸 |
B16.11-2016 | 承插焊和螺纹锻造管件 |
B16.12-2019 | 铸铁螺纹排水管件 |
B16.14-2018 | 黑色金属管塞、衬套和带管螺纹的锁紧螺母 |
B16.15-2018 | 铸造铜合金螺纹管件 |
B16.18-2021 | 铸造铜合金钎焊连接压力管件 |
B16.20-2023 | 管法兰用金属垫片 |
B16.21-2021 | 管法兰用非金属平垫片 |
B16.22-2021 | 锻铜和铜合金钎焊连接压力管件 |
B16.23-2021 | 铸造铜合金钎焊连接排水管件:DWV |
B16.24-2021 | 铸造铜合金管法兰、法兰管件和阀门:150级、300级、600级、900级、1500级和2500级 |
B16.25-2022 | 对焊端部 |
B16.26-2018 | 扩口铜管接头用铸造铜合金管件 |
B16.29-2022 | 锻铜和锻铜合金钎焊连接排水管件 - DWV |
B16.33-2012(R2017) | 燃气管道系统用手动操作金属燃气阀(最高175psi,尺寸NPS 1/2至NPS 2) |
B16.34-2020 | 阀门 - 法兰、螺纹和焊接端 |
B16.36-2020 | 孔板法兰 |
B16.38-2012(R2017) | 燃气分配用大型金属阀门:手动操作,NPS 2½(DN 65)至NPS 12(DN 300),最高125psig(8.6bar) |
B16.39-2019 | 可锻铸铁螺纹管接头:150级、250级和300级 |
B16.40-2019 | 燃气分配系统用手动操作热塑性燃气切断阀和阀门 |
B16.42-2021 | 球墨铸铁管法兰和法兰管件:150级和300级 |
B16.44-2023 | 地上管道系统用手动操作金属燃气阀(最高5psi) |
B16.47-2020 | 大直径钢法兰:NPS 26至NPS 60公制/英制标准 |
B16.48-2020 | 管线盲板 |
B16.49-2023 | 输送和分配系统用工厂制造锻钢对焊感应加热弯管 |
B16.50-2021 | 锻铜和铜合金钎焊连接压力管件 |
B16.51-2021 | 铜和铜合金压接连接压力管件 |
B16.52-2018 | 锻造有色金属管件,承插焊和螺纹(钛、钛合金、铝和铝合金) |