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。