十、检验和试验要求

10.1 一般要求

1. 只有在完成第10章要求的所有检验和试验且所有结果均符合规定要求后，方可批准制造工艺规范（MPS）或验收生产弯管。

2. 除非第10章另有规定，冷弯管的检验和试验方法及验收准则应与ISO 3183对相同钢级和类型钢管的要求一致。

3. 海上工况用PSL2级钢管的屈服强度上限可经协商提高。

4. 检验和试验应在弯管最终去应力热处理（如适用）完成后进行。

5. 如表2所示，母管已有的试验结果可替代弯管的相应检验和试验。

6. 如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仍能达到规定的力学性能。采购方应规定管道安装过程中使用的焊后热处理工艺细节。试验要求和验收准则应经协商确定。

10.2 检验和试验范围

10.2.1 资格试验弯管

每根试验弯管应按照表2规定的各产品规范等级要求进行检验和试验。试样的位置和类型应符合表3的规定，取样位置如图1所示。

• 对于螺旋埋弧焊管，检验和试验要求应经协商确定。

• 如资格试验弯管的力学性能试样不符合本标准要求，但Rt,0.5和Rm不低于规定最小值的95%，则如经约定，可从同一试验弯管上与不合格试样相邻的区域、以相同方式取两个附加试样进行复验。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

生产过程中应按照表2规定的各产品规范等级要求进行检验和试验。

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要求应经协商确定。

10.3 化学成分

每根弯管的化学成分应符合ISO 3183对相同钢级和类型钢管的要求。

10.4 物理试验

10.4.1 一般要求

1. 试样应按照ISO 3183制备。

2. 如采用热切割方法取样，在制备试样时应完全去除热影响区。

10.4.2 拉伸试验

10.4.2.1 试样

拉伸试样应从最终状态的冷弯管上截取，即在去应力热处理（如有）和无损检测之后。试样应符合ASTM A370或ISO 6892-1的要求，使用矩形全尺寸试样或允许的最大尺寸的小尺寸试样。试样的校平应按照ISO 3183:2012第10.2.3.2条进行。

表2 试验和检验要求汇总

表2（续）

符号说明：

• N：不要求

• O：可通过协议要求对生产冷弯管进行该试验或检验

• P：要求对每个生产冷弯管进行

• T：要求对每个试验冷弯管进行

a 仅对PSL 2S弯管要求
b 通过协议确定；无缝钢管弯管的SSC试验要求可豁免
c 直管段、外弧面和内弧面的拉伸试验取向应与ISO 3183中母管的拉伸试验取向一致
d 当弯曲半径大于20D（D≤200mm）、30D（200mm<D≤400mm）和40D（D>400mm）时，可通过协议豁免。如果进行了热处理，则应进行所有规定的试验
e 如果母管有可接受的试验结果，则不需要对冷弯管进行该试验。如果母管没有可接受的试验结果，则应在母管或弯管上进行该试验。适用时，化学和物理试验应仅对每个制造工艺规范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钢管或每个弯管进行

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，且直管段和弯管在冷弯过程中或随后的去应力热处理中未进行热处理，则弯曲后不需要进行试验

图1 试验取样位置

1. 直管段焊缝

2. 弯管外弧面母材

3. 弯管焊缝

4. 直管段母材

5. 弯管内弧面母材

10.4.2.2 试验方法

1. 室温拉伸试验应按照ISO 6892-1或ASTM A370进行。

2. 力学性能试样的数量、取向和位置应符合ISO 3183:2012表20的规定。

3. 如最高设计温度超过50℃，宜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确定。

4. 应测定弯管弧段和切线段母材的Rm、Rt,0.5和A。

5. 断裂后伸长率应以50mm（2英寸）标距为基准报告。对于标距小于50mm（2英寸）的试样，测得的断裂后伸长率应按照ISO 3183:2012第10.2.4.2条换算为50mm（2英寸）标距下的伸长率百分比。

6. 对于焊缝横向拉伸试验，仅需测定Rm。

10.4.3 夏比V型缺口冲击试验

10.4.3.1 试样

1. 夏比V型缺口试样应按照ISO 148-1或ASTM A370制备，缺口轴线垂直于弯管表面。试样的取向和尺寸应为横向，宽度尽可能在10mm（0.394英寸）至5mm（0.197英寸）之间。

2. 如无法制备最小宽度为5mm（0.197英寸）的横向试样，则应采用纵向试样，宽度尽可能在10mm（0.394英寸）至5mm（0.197英寸）之间。

3. 如弯管尺寸不足以制备最小宽度为5mm（0.197英寸）的纵向试样，则不要求进行冲击试验。

4. 所有夏比V型缺口试样均应从外表面以下不超过2mm（0.079英寸）深度处截取。

5. 对于母管公称壁厚不超过25mm（0.984英寸）的埋弧焊管焊缝试样，应横跨焊缝截取，缺口位于图2所示的四个位置。缺口位置距熔合线的距离应以试样中心线为基准确定。焊缝试样的取向应垂直于直缝或螺旋焊缝。

6. 对于高频电阻焊管的焊缝试样，应横跨焊缝截取：一组缺口位于焊缝中心线，另一组缺口位于距焊缝中心线2mm（0.079英寸）处。焊缝中心线应通过金相腐蚀技术确定。

7. 对于弯管焊缝和热影响区试验，试样在开缺口前应进行腐蚀，以确保缺口位置准确。

8. 对于母管公称壁厚大于25mm（0.984英寸）的所有弯管，试样位置应经协商确定。

尺寸单位：毫米

a. 焊缝中心线
b. 熔合线
c. 熔合线+2mm（0.079英寸）
d. 熔合线+5mm（0.197英寸）

图2 埋弧焊（SAW）钢管焊缝区域夏比V型缺口试样位置

10.4.3.2 试验方法

1. 每组冲击试验应由从同一未 flattening 试样上截取的三个相邻试样组成。

2. 夏比V型缺口冲击试验应按照ISO 148-1或ASTM A370进行，并附加要求：除焊缝中心线试样外，所有试样均应报告断口的剪切面积。

3. 冲击试验应在0℃（32℉）或最 低设计温度中的较低值下进行。经协商可采用更低的试验温度。

10.4.3.3 要求

对于母管公称壁厚不超过25mm（0.984英寸）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级弯管，全壁厚硬度试验应采用维氏法（按照ISO 6507系列或ASTM E92）或洛氏HR15N法（按照ISO 6508系列或ASTM E18）进行。如有争议，以维氏法为准。硬度压痕位置应符合ISO 3183的规定。

10.4.4.2 要求

1. PSL2级弯管的硬度读数不得超过300 HV10或等效值（见ASTM E140）。

2. 酸性工况用PSL2S级冷弯管应符合附录B的硬度要求。

10.4.5 表面硬度试验

10.4.5.1 试验方法

1. 应在弧段的两个圆周位置和每个切线段的一个圆周位置，每个位置取三个表面硬度读数。

2. 弧段的读数应在以下四个主要位置获取：
a) 顶部中性轴
b) 底部中性轴
c) 内弧
d) 外弧

3. 切线段的读数应在上述任一位置获取。

4. 资格试验和生产弯管应使用相同类型的检测设备。除非另有约定，检测设备的选择由制造商决定。

10.4.5.2 要求

1. 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。

2. 生产弯管每个位置三个硬度读数的平均值，与试验弯管同一位置测得的平均值之差，不得超过30 HV10（或经协商为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

1. 用于全壁厚硬度试验的试样（见10.4.4），在硬度试验前应在不低于100倍的放大倍数下进行检验。试样制备应符合ASTM E340的规定。

2. 应制备弯管弧段和切线段焊缝在所有弯后热处理完成后的显微组织照片，放大倍数为100倍和400倍。

3. 除非另有约定，显微组织检验应在距外表面和内表面2.0mm（0.079英寸）处以及壁厚中间位置进行。对于壁厚10mm（0.39英寸）及以下的弯管，显微组织检验宜仅在壁厚中间位置进行。

4. 显微照片应能代表整个壁厚，并包括弯管弧段外弧的外表面。适当时，应按照ASTM E112进行晶粒度测定。

10.4.6.2 要求

显微照片应证明冷弯和任何后续去应力热处理产生了均匀的显微组织，母材中无分离，对于焊接管，焊缝和热影响区中也无分离。显微组织类型和实际晶粒度应记录在弯曲工艺资格试验报告中。

10.4.7 导向弯曲试验

10.4.7.1 试样

1. 试样应按照ISO 7438或ASTM A370制备。

2. 对于壁厚>20mm（0.787英寸）的弯管，试样可加工成厚度为19mm（0.748英寸）的矩形截面。对于壁厚≤20mm（0.787英寸）的钢管，要求采用全壁厚、弧形截面试样。焊缝两面均应磨平。

10.4.7.2 试验方法

1. 芯轴尺寸应按照ISO 3183对与生产弯管同钢级、同母管制造工艺钢管的规定确定。

2. 两个试样均应弯曲约180°，一个试样的焊缝根部正对芯轴，另一个试样的焊缝表面正对芯轴。

10.4.8 压扁试验

如要求进行压扁试验，应按照ISO 3183对相同钢级和类型钢管的规定执行。

10.5 无损检测

1. 必要时，在最终热处理后、目视或其他无损检测前，所有弯管的整个外表面应清理至ISO 8501-1 Sa 2级清洁度。

10.5.1 目视检查

应按照ISO 3183的规定，对弯管的整个外表面（如可行，包括内表面）进行目视检查，以发现分层、裂纹、缺口、刻痕和其他不连续。

• 波纹（如图3所示）在满足以下要求时是可接受的：

a. 波形平滑过渡到钢管表面，最大波峰到波谷深度（CVD）为实际外径的1%

b. 相邻波峰之间的距离l与CVD的比值至少为25

峰谷深度（CVD），在数学表达式中用符号LCVD表示，应按照公式（2）确定：

LCVD = (D₂ + D₄)/2 - D₃ （2）

图3 波纹测量示意图

10.5.2 焊缝检测

应对以下部位的焊缝进行射线检测（RT）或超声检测（UT）：

• 弧段内的全部焊缝

• 切线段端部250mm（9.843英寸）范围内的焊缝
验收准则应符合ISO 3183的规定。

10.5.3 弯管端部检测

1. 端部加工完成后，应对整个端部加工面和100mm（3.937英寸）长的焊缝进行磁粉检测（MT）或液体渗透检测（PT）。

2. 磁粉检测应按照ISO 10893-5或ASTM E709进行。液体渗透检测应按照ISO 10893-4或ASTM E165进行。

3. 圆周方向尺寸大于6.4mm（0.250英寸）的层状不连续应判定为缺陷。

4. 对于PSL2级弯管，应按照ISO 10893-8、ASTM A435或ASTM A578/A578M的规定，对每个端部50mm（1.968英寸）宽的区域进行超声检测，以发现层状不连续。层状不连续的圆周方向尺寸不得超过6.4mm（0.250英寸），面积不得超过100mm²（0.16英寸²）。

10.5.4 弯管本体的磁粉检测或液体渗透检测

对于所有冷弯管，应按照ISO 10893-5或ASTM E709进行磁粉检测，或按照ISO 10893-4进行液体渗透检测，检测范围为弯管本体180°弧段（外弧两侧各90°）。

• 所有裂纹、折叠、分层以及任何方向尺寸大于3mm（0.118英寸）的圆形显示均应判定为缺陷，并应按照10.5.7进行修补。

10.5.5 弯管本体的超声检测

1. 如要求，应按照ISO 10893-10的规定进行超声检测，检测范围为弯管本体180°弧段（外弧两侧各90°），以验证弯管无横向缺陷。

2. 如要求，应按照适用的ISO 10893-8、ISO 10893-9、ASTM A435、ASTM A578/A578M或ASTM E213进行超声检测，以发现层状不连续。检测范围和覆盖面积应经协商确定。验收准则应符合ISO 3183的规定。

10.5.6 剩磁水平

剩磁水平不得超过2mT。

10.5.7 修补

1. 除非采购方另有约定，不得对弯管或切线段的任何部位进行焊接修补。如经约定允许焊接修补，焊接修补处应进行超声检测和/或射线检测。

2. 在保持光滑曲面和满足要求的最小壁厚的前提下，可通过打磨去除表面缺陷。壁厚测量应按照ASTM E797采用超声方法进行。

3. 所有打磨修补区域应按照ISO 10893-5进行磁粉检测，或按照ISO 10893-4进行液体渗透检测，以确认缺陷已完全去除。

10.5.8 无损检测人员

所有无损检测人员应按照ISO 9712、ASNT SNT-TC-1A或同等能力水平进行资格鉴定。

10.6 尺寸检验

1. 应测量弯管的尺寸，以确认采购方规定的尺寸已在表4规定的允许公差范围内达到。

2. 壁厚测量应按照ASTM E797或ASTM E214采用超声方法，在内弧的三个位置和外弧的三个位置进行。

3. 弯曲角度可使用测斜仪测定，或按照图4所示方法测定：
a) 将每个切线段的中心线轴线延长至两轴线相交的“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

4. 弯曲半径可利用弧段的弦长和弧高通过三角公式计算（见图4）。

5. 端部不垂直度应从按照规定弯曲角度构造的直线和垂直于弯管平面的直线进行测量（见图5）。如切线段端部保留原母管端部，可免做端部不垂直度测量。

6. 平面度偏差的测量方法：将弯管两个切线段的中心线调平，测量两个端部中心线相对于水平面的高度差（见图6）。实际测量方法应经协商确定。

7. 不圆度O（以百分比表示）应按照本标准规定的公式计算。

O = [(Dmax - Dmin)/D] × 100 （3）

表4 允许尺寸公差

a 如中心到端部、偏移量、弦长等
b 采购方应规定公差适用于内径还是外径

a. 中心线轴线
b. 中心到端部
c. 弯曲中心
d. 弯曲角度
e. 弦长
f. 弧段高度

图4 弯曲角度测定尺寸

10.7 量规检测

1. 所有弯管均应使用量规进行检测。量规应由两块刚性连接的板组成，板间距至少为1倍管径（D）。对于需通球清管的管道，板间距至少为1.5倍管径（D）。

2. 量规板直径应按照以下公式计算：
Dp = 0.975Dn - 2t
式中：

￮ Dp：量规板直径，单位为mm

￮ Dn：公称管径，单位为mm

￮ t：壁厚，单位为mm

10.8 水压试验

如采购方规定进行水压试验，试验方法和要求应经协商确定。
注：任何产品规范等级的弯管均不要求进行水压试验。