中华人民共和国国家标准

中华人民共和国国家标准
GB/T 12771—2019 (代替 GB/T 12771—2008

GB/T 12771—2019 流体输送用不锈钢焊接钢管

Welded Stainless Steel Pipes for Fluid Transport
发布:2019-10-18  实施:2020-09-01  发布机构:国家市场监督管理总局 / 中国国家标准化管理委员会

本标准规定了流体输送用不锈钢焊接钢管的分类及代号、订货内容、尺寸、外形及重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。本标准适用于流体输送用不锈钢焊接钢管(以下简称钢管)。

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1 范围

本标准适用于流体输送用不锈钢焊接钢管,包含奥氏体型和铁素体型不锈钢,共25个钢的牌号。

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 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法
GB/T 241 金属管 液压试验方法
GB/T 245 金属材料 管 卷边试验方法
GB/T 246 金属材料 管 压扁试验方法
GB/T 2102 钢管的验收、包装、标志和质量证明书
GB/T 2650 焊接接头冲击试验方法
GB/T 2651 焊接接头拉伸试验方法
GB/T 2653 焊接接头弯曲试验方法
GB/T 2975 钢及钢产品 力学性能试验取样位置及试样制备
GB/T 3323 金属熔化焊焊接接头射线照相
GB/T 4334—2008 金属和合金的腐蚀 不锈钢晶间腐蚀试验方法
GB/T 6394 金属平均晶粒度测定方法
GB/T 7735—2016 无缝和焊接(埋弧焊除外)钢管缺欠的自动涡流检测
GB/T 11170 不锈钢 多元素含量的测定 火花放电原子发射光谱法
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 20123 钢铁 总碳硫含量的测定 高频感应炉燃烧后红外吸收法
GB/T 20124 钢铁 氮含量的测定 惰性气体熔融热导法
GB/T 21835 焊接钢管尺寸及单位长度重量
NB/T 47013.2 承压设备无损检测 第2部分:射线检测
NB/T 47013.11 承压设备无损检测 第11部分:X射线数字成像检测

3 分类及代号

3.1 按制造方法和射线检测分类

  • Ⅰ — 双面自动焊,100%全长射线探伤
  • Ⅱ — 单面自动焊,100%全长射线探伤
  • Ⅲ — 双面自动焊,局部射线探伤
  • Ⅳ — 单面自动焊,局部射线探伤
  • Ⅴ — 双面自动焊,不做射线探伤
  • Ⅵ — 单面自动焊,不做射线探伤

3.2 按交货状态分类

  • 焊接状态:+H
  • 热处理状态:+T
  • 磨(抛)光状态:+SP

4 订货内容

按本标准订购钢管的合同或订单应包括:

  • 本标准编号
  • 产品名称
  • 钢的牌号
  • 尺寸规格(外径×壁厚,单位mm)
  • 订购数量(总重量或总长度)
  • 交货状态
  • 特殊要求(如有)

5 尺寸、外形及重量

5.1 外径和壁厚

钢管的公称外径(D)和公称壁厚(S)应符合 GB/T 21835 的规定。经供需双方协商,可供应其他外径和壁厚的钢管。

5.2 外径和壁厚的允许偏差

5.2.1 对于外径不大于508mm的钢管,当壁厚与外径之比大于3%时,钢管任一横截面上实测最大外径和最小外径分别与公称外径的差值应符合表1的规定;对于薄壁钢管(壁厚/外径≤3%),平均外径(最大+最小外径之均值)与公称外径之差应符合表1的规定。

5.2.2 对于外径大于508mm的钢管,通过测量周长后换算成的外径与公称外径的差值应符合表1的规定。

5.2.3 钢管公称壁厚的允许偏差应符合表1的规定。

5.2.4 当合同未注明偏差级别时,钢管外径的允许偏差按普通级交货。

表 1 钢管外径和壁厚的允许偏差(mm)

序号 外径 D (mm) 外径允许偏差 高级(A) 外径允许偏差 普通级(B) 壁厚允许偏差
1 <40 ±0.2 ±0.3  
2 40~<65 ±0.3 ±0.4  
3 65~<90 ±0.4 ±0.5 ±10%S
4 90~168.3 ±0.8 ±1  
5 >168.3~<508 ±0.5%D ±1%D  
6 ≥508 ±0.5%D 或±8,两
者取较小值
±0.7%D 或±10,两
者取较小值
 

5.3 长度

5.3.1 钢管的通常长度为3000mm~12000mm。

5.3.2 钢管可按定尺长度或倍尺长度交货,全长允许偏差为+15/0 mm。按倍尺长度交货时每个切口应留5mm~10mm余量。

5.4 不圆度

钢管的不圆度应不超过外径允许公差;薄壁钢管任一截面上实测外径最大值与最小值之差应不超过公称外径的1%。

5.5 弯曲度

钢管的弯曲度应不大于1.5mm/m,全长弯曲度应不大于钢管总长度的0.2%。

5.6 端头外形

钢管两端端面应与钢管轴线垂直,切口毛刺应予清除。经供需双方协商,可在合同中注明加工坡口。

5.7 重量

钢管按理论重量或实际重量交货。理论重量计算公式:

W = (π/1000) × S × (D - S) × ρ

式中:W — 理论重量(kg/m);S — 公称壁厚(mm);D — 公称外径(mm);ρ — 钢的密度(kg/dm³)

6 技术要求

6.1 钢的牌号和化学成分

6.1.1 钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表3的规定。

6.1.2 需方要求成品分析时,应在合同中注明。成品化学成分允许偏差应符合 GB/T 222 的规定。

表3 钢的牌号和化学成分(质量分数/%)

序号 类型 牌号 C Si Mn P S Ni Cr Mo N 其他
1   12Cr18Ni9 ≤0.15 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 8.00~10.00 17.00~19.00 ≤0.10
2   022Cr19Ni10 ≤0.030 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 8.00~12.00 18.00~20.00
3   06Cr19Ni10 ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 8.00~11.00 18.00~20.00
4   07Cr19Ni10 0.04~0.10 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 8.00~11.00 18.00~20.00
5   022Cr19Ni10N ≤0.030 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 8.00~11.00 18.00~20.00 0.10~0.16
6   06Cr19Ni10N ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 8.00~11.00 18.00~20.00 0.10~0.16
7 奥氏体型 06Cr23Ni13 ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 12.00~15.00 22.00~24.00
8   06Cr25Ni20 ≤0.08 ≤1.50 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 19.00~22.00 24.00~26.00
9   015Cr20Ni18Mo6CuN ≤0.020 ≤0.80 ≤1.00 ≤0.030 ≤0.010 17.50~18.50 19.50~20.50 6.00~6.50 0.18~0.22 Cu: 0.50~1.00
10   022Cr17Ni12Mo2 ≤0.030 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 10.00~14.00 16.00~18.00 2.00~3.00
11   06Cr17Ni12Mo2 ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 10.00~14.00 16.00~18.00 2.00~3.00
12   07Cr17Ni12Mo2 0.04~0.10 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 10.00~14.00 16.00~18.00 2.00~3.00
13   022Cr17Ni12Mo2N ≤0.030 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 10.00~13.00 16.00~18.00 2.00~3.00 0.10~0.16
14   06Cr17Ni12Mo2N ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 10.00~13.00 16.00~18.00 2.00~3.00 0.10~0.16
15   06Cr17Ni12Mo2Ti ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 10.00~14.00 16.00~18.00 2.00~3.00 Ti≥5C
16   015Cr21Ni26Mo5Cu2 ≤0.020 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.035 23.00~28.00 19.00~23.00 4.00~5.00 ≤0.10 Cu: 1.00~2.00
17   06Cr18Ni11Ti ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 9.00~12.00 17.00~19.00 ≤0.10 Ti: 5C~0.70
18   07Cr19Ni11Ti 0.04~0.10 ≤0.75 ≤2.00 ≤0.030 ≤0.030 9.00~13.00 17.00~20.00 Ti: 4C~0.60
19   06Cr18Ni11Nb ≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 9.00~12.00 17.00~19.00 Nb: 10C~1.10
20   07Cr18Ni11Nb 0.04~0.10 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.040 ≤0.030 9.00~12.00 17.00~19.00 Nb: 8C~1.10
21   022Cr11Ti ≤0.030 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.040 ≤0.020 (≤0.60) 10.50~11.70 ≤0.030 Ti≥8(C+N); Ti: 0.15~0.50; Nb≤0.10
22 铁素体型 022Cr12Ni ≤0.030 ≤1.00 ≤1.50 ≤0.040 ≤0.015 0.30~1.00 10.50~12.50 ≤0.030
23   06Cr13Al ≤0.08 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.040 ≤0.030 (≤0.60) 11.50~14.50 Al: 0.10~0.30
24   022Cr18Ti ≤0.030 ≤0.75 ≤1.00 ≤0.040 ≤0.030 (≤0.60) 16.00~19.00 Ti或Nb: 0.10~1.00
25   019Cr19Mo2NbTi ≤0.025 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.040 ≤0.030 ≤1.00 17.50~19.50 1.75~2.50 ≤0.035 Ti+Nb: [0.20+4×(C+N)]~0.80

注:表中所列成分除标明范围或最小值外,其余均为最大值。括号内值为允许添加的最大值。

6.2 制造方法

6.2.1 钢的冶炼方法

钢应采用转炉加炉外精炼或电弧炉加炉外精炼方法冶炼。经供需双方协商,也可采用其他更高要求的冶炼方法。

6.2.2 钢管的制造方法

钢管应采用以下一种自动电熔焊接方法制造:

  • a) 添加填充金属的单面焊接方法
  • b) 添加填充金属的双面焊接方法
  • c) 不添加填充金属的单面焊接方法
  • d) 不添加填充金属的双面焊接方法
  • e)内焊缝不添加填充金属、外焊缝添加填充金属的双面焊接方法

当采用添加填充金属焊接方法时,填充金属应与母材规定的化学成分相匹配。

经供需双方协商,外径不小于508mm的钢管允许有双纵焊缝或与纵向焊缝相同质量的环焊缝接头。

6.3 交货状态

6.3.1 钢管应以热处理并酸洗状态交货。经供需双方协商并在合同中注明,也可以焊接状态交货。

6.3.2 凡经整体磨、镗或保护气氛热处理的钢管可不经酸洗交货。

表 4 钢管的推荐热处理制度及力学性能

序号 类型 牌号 推荐热处理制度 Rm /MPa ≥ Rp0.2 /MPa ≥ A/% 热处理 ≥ A/% 非热处理 ≥
1   12Cr18Ni9 ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
2   022Cr19Ni10 ≥1040℃,快冷 485 180 40 35
3   06Cr19Ni10 ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
4   07Cr19Ni10 ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
5   022Cr19Ni10N ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
6   06Cr19Ni10N ≥1040℃,快冷 550 240 30 25
7 奥氏体型 06Cr23Ni13 ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
8   06Cr25Ni20 ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
9   015Cr20Ni18Mo6CuN ≥1150℃,快冷 655 310 35 30
10   022Cr17Ni12Mo2 ≥1040℃,快冷 485 180 40 35
11   06Cr17Ni12Mo2 ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
12   07Cr17Ni12Mo2 ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
13   022Cr17Ni12Mo2N ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
14   06Cr17Ni12Mo2N ≥1040℃,快冷 550 240 35 30
15   06Cr17Ni12Mo2Ti ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
16   015Cr21Ni26Mo5Cu2 1030℃~1180℃,快冷 490 220 35 30
17   06Cr18Ni11Ti ᵃ ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
18   07Cr19Ni11Ti ᵃ ≥1095℃,快冷 515 205 40 35
19   06Cr18Ni11Nb ᵃ ≥1040℃,快冷 515 205 40 35
20   07Cr18Ni11Nb ᵃ ≥1095℃,快冷 515 205 40 35
21   022Cr11Ti 800℃~900℃,快冷或缓冷 380 170 20
22 铁素体型 022Cr12Ni 700℃~820℃,快冷或缓冷 450 280 18
23   06Cr13Al 780℃~830℃,快冷或缓冷 415 170 20
24   022Cr18Ti 780℃~950℃,快冷或缓冷 415 205 22
25   019Cr19Mo2NbTi 800℃~1050℃,快冷 415 275 20

ᵃ 需方规定在固溶处理后进行稳定化热处理时,稳定化热处理温度为850℃~930℃,进行稳定化热处理的钢管应标识代号“ST”。

6.4 力学性能

6.4.1 拉伸

钢管应进行母材拉伸试验,母材的室温纵向拉伸性能应符合表4的规定。可用母材横向拉伸代替纵向拉伸,仲裁时以纵向拉伸为准。

6.4.2 焊接接头拉伸

外径不小于168mm的钢管应进行焊接接头横向拉伸试验。焊缝应位于试样中心,并与试样轴线垂直。焊接接头的抗拉强度应符合表4母材抗拉强度的规定。

6.5 工艺性能

6.5.1 压扁

外径不大于168mm的钢管应进行压扁试验。试验时,焊缝应位于受力方向90°的位置。经热处理的钢管压至外径的1/3;未经热处理的钢管压至外径的2/3。压扁后,试样不应出现裂缝和裂口。

6.5.2 焊缝横向弯曲试验

外径大于168mm的钢管应做焊缝横向弯曲试验。一组弯曲试验包括正弯和背弯各一个试样;对于壁厚大于10mm的钢管,可用两个侧弯试样代替。弯曲压头直径为4倍试样厚度,弯曲角度为180°。弯曲后试样焊缝区域不应出现裂缝和裂口。

6.6 晶间腐蚀

除07Cr19Ni10、07Cr17Ni12Mo2、07Cr19Ni11Ti、07Cr18Ni11Nb牌号外,其余奥氏体不锈钢管应按 GB/T 4334—2008 中E法进行晶间腐蚀试验,试验后试样不应出现晶间腐蚀倾向。

6.7 密实性

6.7.1 液压试验

钢管应逐根进行液压试验。液压试验压力按下式计算,最大试验压力为10MPa,稳压时间不少于5s,钢管不应出现渗漏:

P = 2SR/D

式中:P — 试验压力(MPa);R — 允许应力,取规定塑性延伸强度的50%(MPa);S — 公称壁厚(mm);D — 公称外径(mm)

当P<7MPa时,修约到最接近的0.5MPa;P≥7MPa时,修约到最接近的1MPa。最大试验压力为10MPa。

供方可用涡流检测代替液压试验。涡流检测时,对比样管人工缺陷应符合 GB/T 7735—2016 中验收等级E4H或E4的规定。

6.7.2 气密性

外径不大于50.8mm的钢管可采用逐根水下气密性试验代替液压试验。试验压力不小于1.0MPa,试验介质为压缩空气,稳压时间不少于10s,钢管不应出现渗漏。

6.8 晶粒度

根据需方要求,经供需双方协商,对牌号为07Cr19Ni10、07Cr17Ni12Mo2、07Cr19Ni11Ti、07Cr18Ni11Nb的钢管母材可进行晶粒度检验,平均晶粒度应为7级或更粗。

6.9 无损检测

6.9.1 根据需方要求,经供需双方协商,钢管可进行焊缝全长或局部射线检测。

6.9.2 射线检测技术等级应符合 NB/T 47013.2 或 NB/T 47013.11 中AB级的规定,或 GB/T 3323 中A级的规定;100%射线探伤和局部射线探伤的结果评定和质量等级应符合 GB/T 3323 或 NB/T 47013.2 中Ⅱ级的规定。

6.9.4 射线检测可在热处理之前进行。

6.10 表面质量

6.10.1 钢管内外表面应光滑,不应有分层、裂纹、未焊透、未熔合、折叠、重皮、扭曲、过酸洗及其他影响使用的缺陷。钢管表面可有局部划伤、压坑存在,但深度应不超过壁厚下偏差的50%。

6.10.2 采用双面自动焊接方法制造的钢管,其内、外焊缝应与母材齐平或有不超过3mm的均匀余高。

6.10.3 采用单面自动焊接方法制造的钢管,其外焊缝应与母材齐平或有不超过3mm的均匀余高,其内焊缝余高应符合:

  • a) 外径<219mm:不大于10%S且不大于1.5mm
  • b) 外径219mm~508mm:不大于15%S且不大于2mm
  • c) 外径>508mm:不大于20%S且不大于3mm

6.11 补焊

6.11.1 钢管焊缝缺陷允许修补,焊缝同一位置的补焊应不超过3次。补焊焊缝长度应不超过焊缝总长度的20%。

6.11.2 以热处理状态交货的钢管补焊后应进行热处理。

6.11.3 补焊后的焊缝应进行表面质量检查;有射线检测要求的钢管,补焊后应重新进行局部射线检测。

6.12 特殊要求

根据需方要求,经供需双方协议,可增加下列要求:

  • a) 钢管卷边试验
  • b) 焊接接头冲击试验

7 试验方法

7.1 钢管的化学成分分析取样按 GB/T 20066 的规则进行,化学成分分析通常按 GB/T 11170、GB/T 20123、GB/T 20124 或其他通用方法进行。

7.2 钢管的尺寸和外形应采用符合精度要求的量具逐根测量。

7.3 钢管的内外表面质量应在充分照明条件下逐根目视检查,焊缝余高应采用符合精度要求的量具测量。

7.4 钢管其他检验的取样方法和试验方法应符合表5的规定。

表 5 钢管检验的取样方法和试验方法

序号 试验项目 取样数量 取样方法 试验方法
1 化学成分 每炉取1个试样 GB/T 20066 见7.1
2 拉伸 每批在两根钢管上各取1个试样 GB/T 2975 GB/T 228.1
3 焊接接头拉伸 每批在两根钢管上各取1个试样 GB/T 2651 GB/T 2651
4 压扁 每批取1个试样 GB/T 246 GB/T 246
5 焊缝横向弯曲 每批取1组试样 GB/T 2653 GB/T 2653
6 晶间腐蚀 每批取1组试样 GB/T 4334—2008中E法 GB/T 4334—2008中E法
7 液压 逐根 GB/T 241
8 涡流 逐根 GB/T 7735—2016
9 气密性 逐根 见6.7.2
10 晶粒度 每批取1个试样 GB/T 6394 GB/T 6394
11 射线检测 见6.9 GB/T 3323、NB/T 47013.2、NB/T 47013.11
12 卷边试验 每批取1个试样 GB/T 245 GB/T 245
13 焊缝接头冲击 每批取一组3个试样 GB/T 2650 GB/T 2650

8 检验规则

8.1 检查和验收

钢管的检查和验收由供方质量技术监督部门进行。

8.2 组批规则

每批应由同一牌号、同一炉号、同一尺寸、同一焊接工艺和同一热处理制度的钢管组成。每批钢管的数量不超过:

  • 外径不大于57mm:400根
  • 外径大于57但不大于219mm:200根
  • 外径大于219mm:100根

8.3 取样数量

钢管各项检验的取样数量应符合表5的规定。

8.4 复验与判定规则

钢管的复验与判定规则应符合 GB/T 2102 的规定。

9 包装、标志和质量证明书

9.1 钢管的标志应包括按制造方法和射线检测分类的代号,其余要求应符合 GB/T 2102 的规定。

标记示例1:公称外径508mm,壁厚8.0mm,长度6000mm,牌号06Cr19Ni10,制造方法为Ⅰ类的钢管:

508×8.0×6000-06Cr19Ni10-Ⅰ-GB/T 12771—2019

标记示例2:公称外径159mm,壁厚3.0mm,长度6000mm,牌号07Cr18Ni11Nb,制造方法为Ⅳ类,进行稳定化热处理的钢管:

159×3.0×6000-07Cr18Ni11Nb-Ⅳ-ST-GB/T 12771—2019

钢管的包装及质量证明书应符合 GB/T 2102 的规定。

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