10 检验和试验

10.1 一般要求

只有在完成本条要求的所有检验和试验活动且所有结果符合规定要求后，才能批准MPS或接收生产弯管。

除非本条另有规定，感应弯管的检验和试验方法及验收准则应符合ISO 3183对相同钢级和类型管材的要求。
海上服役管道(PSL2)的屈服应力上限可经协商提高。

检验和试验应在最终热处理后的弯管上进行。
表2中注明的情况下，可使用母管已有的试验结果代替弯管的检验和试验。

如果管道安装工艺要求对弯管进行焊后热处理，采购方可要求进行附加试验，以证明弯管在焊后热处理后也能达到力学性能。采购方应规定管道安装过程中使用的焊后热处理周期的详细信息。试验要求和验收准则应经协商。

10.2 检验和试验范围

10.2.1 鉴定试验弯管

每个试验弯管应进行的检验和试验范围，按每个弯管产品规范等级在表2中规定。
试验的位置和类型应按表3规定，试样提取位置如图2所示。

对于SAWH管，检验和试验要求应经协商。
如果鉴定试验弯管的力学性能试样不符合本文件的要求，且Rt₀.₅和Rm不低于规定最小值的95%，则经同意可对同一试验弯管的两个附加试样进行试验。试样应与不合格试样以相同方式从相邻区域提取。只有当两个复验试样均符合规定要求时，才认为试验要求已满足。

10.2.2 生产弯管

生产过程中应进行的检验和试验范围，按每个弯管产品规范等级在表2中规定。

10.2.3 生产试验弯管

对于大批量弯管，生产试验弯管的频率、破坏性试验范围和复验应经协商。

10.3 化学成分

每个弯管的化学成分应符合ISO 3183对相同等级和类型管材的要求。

注：在某些情况下，ISO 3183允许范围内的铝和/或铜含量可能在弯曲过程中导致脆化和开裂。

10.4 物理试验

10.4.1 试样 总则

试样应按照ISO 3183制备。
如果使用热切割方法提取试样，在试样制备过程中应完全去除热影响区。

10.4.2 拉伸试验

10.4.2.1 试样

可使用从未压扁试样加工的圆棒试样。
焊缝应磨平。可去除局部不完整性和氧化皮。

当弯管壁厚大于25mm时，可采用全厚度或减薄厚度的板状试样。
当采用减薄试样时，试样厚度应接近拉伸试验机可测试的最大厚度；每个分层试样的厚度应大致相等。分层试样组的厚度应覆盖弯管的全壁厚（见图3）；并应对组中的每个试样进行试验。

表2 检验和试验要求汇总

ᵃ M-如果母管有可接受的试验结果，则不需要对感应弯管进行试验。如果母管没有可接受的试验结果，则应对母管或弯管进行试验。适用时，化学和物理试验应仅对每个试验单元的一根母管或一个弯管进行，而无损检测和尺寸检验应对每根管道或每个弯管进行。
N-不要求。
O-可经协商要求对生产感应弯管进行试验或检验。
P-对每个生产弯管要求。
T-对每个试验弯管要求。
ᵇ 直管段、外弧和内弧的拉伸试验方向应与ISO 3183中母管的拉伸试验方向一致。过渡区的拉伸试验方向应与ISO 3183中母管的拉伸试验方向一致，或经同意采用纵向方向，将过渡区置于拉伸试样的标距段内。
ᶜ 仅对PSL2S和PSL2SO弯管要求。

表3 试验弯管破坏性试验的试样位置和试验类型

ᵃ 如果母管有可接受的试验结果，且直管段在感应弯曲或后续热处理过程中未进行热处理，则弯曲后无需进行试验。
ᵇ 如果整个弯管（包括直管段）在弯曲后接受相同的离线淬火和回火热处理，则除非采购方另有规定，否则这些感应弯管不被视为有用于试验目的的过渡区。
ᶜ 如果整个母管长度（包括直管段）在感应弯曲过程中接受与弯曲部分相同的连续感应加热、冷却和速度参数，则除非采购方另有规定，否则这些感应弯管不被视为有用于试验目的的过渡区。
ᵈ 仅对PSL2S弯管要求。
ᵉ 经协商；无缝管弯管的HIC试验要求可豁免。
ᶠ 对于SAWH弯管，附加试验应经协商。

图2 — 试验试样提取位置
1-直管段母材；2-直管段焊缝；3A-过渡区母材（起点过渡）；3B-过渡区母材（终点过渡）；4-弯管内弧母材；5-弯管外弧母材；6-弯管焊缝；7-弯管中性轴母材

图3 — 典型减薄试样示意图
a-减薄试样厚度；b-减薄试样宽度；t-试验弯管实际壁厚

10.4.2.2 试验方法

室温拉伸试验应按照ISO 6892-1进行（也参见ASTM A370）。如果最高设计温度超过50℃，应进行附加高温拉伸试验。高温拉伸试验应按照ISO 6892-2进行，试验位置和验收准则应经协商。

应使用弯管弧段、直管段和过渡区母材的试样测定Rm、Rt₀.₅和A。
断后伸长率百分比应参照ISO 3183报告。
对于焊缝横向拉伸试验，仅要求测定Rm。

10.4.3 夏比V型缺口冲击试验

10.4.3.1 试样

夏比V型缺口试样应按照ISO 148-1制备（也参见ASTM A370），缺口轴线垂直于弯管表面。试样的方向和尺寸应为横向，最大可能宽度在10mm至5mm之间。如果无法制备最小宽度为5mm的横向试样，则应使用最大可能宽度在10mm至5mm之间的纵向试样。

如果弯管尺寸不足以制备最小宽度为5mm的纵向试样，则不需要进行冲击试验。

所有夏比V型缺口试样应从外表面以下不超过2mm的深度处提取，如图4所示。

对于母管名义壁厚不超过25mm的SAW管焊缝试样，应横跨焊缝提取，缺口位于图4所示的四个位置。缺口位置与熔合线的距离应参照试样中心线确定。焊缝试样的方向应垂直于纵向或螺旋焊缝。

对于HFW管焊缝试样，应横跨焊缝提取：一组缺口位于焊缝中心线，公差±0.5mm；另一组缺口位于距离焊缝中心线2mm处。焊缝中心线应使用金相浸蚀技术确定。

对于弯管焊缝和HAZ试验，每个试样在开缺口前应进行浸蚀，以便正确放置缺口。

对于母管名义壁厚大于25mm的所有弯管，在MPS鉴定试验期间，应在内表面以下2mm处进行附加夏比V型缺口冲击试验。

图4 — SAW管焊缝区域夏比V型缺口试样位置
1-焊缝中心线；2-熔合线；3-熔合线+2mm；4-熔合线+5mm

10.4.3.2 试验方法

每组冲击试验应由从单个未压扁试样提取的三个相邻试样组成。

夏比V型缺口冲击试验应按照ISO 148-1进行（也参见ASTM A370），附加要求是报告所有试样（焊缝中心线试样除外）断裂表面的剪切面积。

冲击试样应在0℃或最 低设计温度中的较低者进行试验。经同意可使用更低的试验温度。

10.4.3.3 要求

对于母管名义壁厚最大25mm（含）的弯管，夏比V型缺口冲击试验结果应符合ISO 3183的要求。

10.4.4 全壁厚硬度试验

10.4.4.1 试验方法

对于PSL2弯管，全壁厚硬度试验应采用维氏法按照ISO 6507系列进行（也参见ASTM E92），或采用洛氏试验使用HR 15N标尺按照ISO 6508系列进行（也参见ASTM E18）。如有争议，应以维氏法为准。硬度压痕位置应符合ISO 3183对陆上服役用PSL2管的要求（也参见API Spec 5L:2018附录J）。

10.4.4.2 要求

PSL2弯管的硬度读数不得超过300 HV₁₀或等效值（也参见ASTM E140）。
酸性服役弯管(PSL2S)应符合附录B的硬度要求。

10.4.5 表面硬度试验

10.4.5.1 试验方法

应在弧段的两个周向位置和每个直管段的一个周向位置，每个位置取三个表面硬度读数。

弧段的读数应在四个主要位置获取：
a) 上中性轴；
b) 下中性轴；
c) 内弧；
d) 外弧。

直管段的读数应在上述位置之一获取。

鉴定试验和生产弯管应使用相同类型的试验设备。除非另有协商，试验设备的选择由制造商自行决定。

10.4.5.2 要求

试验弯管每个位置三个读数的平均值应用于生产试验指导。
生产弯管每个位置三个硬度读数的平均值与试验弯管相同位置测量的平均值之差，不应超过等效于30 HV₁₀，或经同意为30 HV₅。单个硬度值应符合10.4.4.2的要求。

10.4.6 金相检验

10.4.6.1 试验方法

金相检验试样应在不小于100倍的放大倍数下进行检查。试样制备应符合ASTM E340。

应在100倍和400倍或500倍的放大倍数下，制备完成所有弯后热处理后的试验弯管弧段、过渡区和直管段焊缝的显微组织照片。

除非另有协商，显微检验应在距离外表面和内表面2.0mm处以及壁厚中间位置进行。对于壁厚10mm及以下的弯管，显微检验应仅在壁厚中间位置进行。

显微照片应能代表全壁厚，并应包括弯管弧段的外弧和过渡区。适当时，应按照ASTM E112进行晶粒度测量。

10.4.6.2 要求

显微照片应证明感应弯曲和任何后续热处理已产生一致的显微组织，母材中以及焊接管的焊缝和HAZ中无分离。显微组织类型和实际晶粒度应记录在弯曲工艺鉴定试验报告中。

10.4.7 裂纹尖 端张开位移(CTOD)试验

CTOD试验对任何弯管产品规范等级都不是强制性的。
试验方法和要求应经协商。

10.4.8 导向弯曲试验

10.4.8.1 试样

试样应按照ISO 7438制备（也参见ASTM A370）。
对于壁厚>20mm的感应弯管，试样可加工成厚度为19mm的矩形截面。对于壁厚≤20mm的管道，必须使用全厚度弯曲截面试样。焊缝应在两面磨平。

10.4.8.2 试验方法

芯轴尺寸应按照ISO 3183对与生产弯管相同钢级、相同母管制造工艺的管道的规定确定。
两个试样都应弯曲约180°，一个焊缝根部直接在芯轴下，另一个焊缝表面直接在芯轴下。

10.4.9 压扁试验

如需进行压扁试验，应按照ISO 3183对相同钢级和类型管道的要求进行。

10.4.10 复验

如果代表一批弯管的试样不符合规定要求，制造商可以：
a) 仅对不合格的试验类型，从同一牺牲弯管上靠近不合格试样的位置进行两次复验；
b) 仅对不合格的试验类型，对同一批的一个附加弯管进行两次复验。

如果复验试样符合规定要求，则该批中剩余的每个弯管都应被接收。

如果一个或两个复验试样不符合规定要求，制造商可以选择对剩余弯管进行重新热处理。重新热处理后，应对一个取样弯管进行所有类型的试验。重新热处理不得进行超过一次。如果从重新热处理后的弯管提取的复验试样不符合规定要求，除非另有协商，否则该批应被拒收。

10.5 无损检测

10.5.1 总则

必要时，在最终热处理后以及外观或其他无损检测之前，所有弯管的整个外表面应清理至ISO 8501-1 Sa 2级清洁度。

10.5.2 外观检验

应按照ISO 3183对弯管的整个外表面以及可行的内表面进行外观检验，检查是否存在分层、裂纹、缺口、 gouges和其他不完整性。

如图5所示的波纹是可接受的，前提是满足以下条件：

• 波形以平缓的方式融入管道表面，最大波峰到波谷深度(CVD)为实际外径的1%；

• 相邻波峰之间的距离l与CVD的比值至少为25。

CVD（用符号LcVD表示）应按照公式(3)确定：

图5 — 波纹测量示意图

10.5.3 焊缝检测

以下情况需要对焊缝进行RT或UT检测：

• 弧段和过渡区的完整焊缝；

• 对于局部加热弯管，如果弯曲前未在母管上进行过检测，则应检测直管段的端部250mm。对于整体加热弯管，应检测直管段的完整焊缝。

10.5.4 弯管端部检验

端部加工后，应通过MT或PT对完整的端部加工区域和100mm长的焊缝进行检验。

弯管端部的MT应按照ISO 10893-5进行（也参见ASTM E709）。PT应按照ISO 10893-4进行（也参见ASTM E165）。周向尺寸大于6.4mm的层状不完整性应归类为缺陷。

对于PSL2弯管，应按照ISO 10893-8对每个端部的50mm宽带进行UT检测，检查层状不完整性（也参见ASTM A435或ASTM A578/A578M）。层状不完整性的周向尺寸不得超过6.4mm，或面积不得超过100mm²。

10.5.5 弯管本体的磁粉检测或液体渗透检测

除非采购方另有协商，所有弯管的本体应在外弧两侧各90°的180°弧段范围内，按照ISO 10893-5进行MT检测或按照ISO 10893-4进行PT检测。如有铜污染风险，应对整个弯管本体进行MT或PT检测。

所有裂纹、折叠、分层以及任何方向上大于3mm的圆形显示都应归类为缺陷，并应按照10.5.8进行修复。

10.5.6 弯管本体的超声波检测

除非采购方另有协商，应按照ISO 10893-10在外弧两侧各90°的180°弧段范围内进行UT检测，以验证弯管无横向缺陷。如有铜污染风险，应对整个弯管本体进行UT检测。

如需，应按照ISO 10893-8或ISO 10893-9对弯管进行UT检测，以检测层状不完整性（也参见ASTM A435、ASTM A578/A578M或ASTM E213）。检验的范围和覆盖度应经协商。验收准则应符合ISO 3183的规定。

10.5.7 残余磁通量水平

残余磁通量水平不得超过2mT。

10.5.8 修复

除非采购方另有协商，不得对弯管或直管段的任何部分进行焊接修复。如果同意焊接修复，焊接修复应通过UT和/或RT进行检验。

只要保持平滑的曲面和所需的最小壁厚，表面缺陷可通过打磨去除。壁厚的UT测量应按照ASTM E797进行。

所有打磨修复区域应按照ISO 10893-5进行MT检测或按照ISO 10893-4进行PT检测，以确认缺陷已完全去除。

10.5.9 NDT人员

所有NDT人员应具有相应的能力水平。

注：证明能力的一种方式是通过ISO 9712、ASNT SNT-TC-1A或等效标准的认证。

10.6 尺寸

应测量弯管的尺寸，以确认采购方规定的尺寸已在表4的允许公差范围内达到。

壁厚测量应通过超声波方法在足够数量的位置进行，按照ASTM E797或ASTM E214。

弯曲角度可按以下方法确定，见图6：
a) 将每个直管段的中心线轴线延伸至两条轴线相交的"弯管中心"；
b) 测量并标记从"弯管中心"到每个"端部中心"的距离；
c) 根据两个"弯管中心"到"端部中心"的尺寸和弦长计算弯曲角度。

对于小于15°的角度，可通过测量由两条中心线轴线和弯管端部偏移量建立的三角形来确定角度，如图6b所示。

端面垂直度应从按规定弯曲角度构建的直线和垂直于弯管平面的直线测量，如图7所示。

平面度通过将两个弯管直管段端部的中心线调平，然后测量两个端部中心线与水平面的高度差来确定，如图8所示。实际测量方法应经协商。

不圆度O（以百分比表示）按照公式(4)给出：

表4 允许尺寸公差

ᵃ 如中心到端部、偏移量、弦长。
ᵇ 采购方应规定公差适用于内径还是外径。

图6 — 弯曲角度确定尺寸
a) 15°及以上的弯管；b) 小于15°的弯管
1-中心线轴线；2-中心到端部；3-弯管中心；4-弯曲角度；5-弦；6-延长线；7-偏移量

图7 — 端面垂直度确定
1-端面垂直度

图8 — 平面度确定
1-平面度

10.7 通径

通径要求应经协商。

10.8 水压试验

如果采购方规定了水压试验，试验方法和要求应经协商。

注：水压试验对任何弯管产品规范等级都不是强制性的。