
中华人民共和国国家标准
GB/T 21833.2—2020 (部分代替 GB/T 21833—2008)
GB/T 21833.2—2020 奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝钢管 第 2 部分:流体输送用管
Seamless austenitic-ferritic (duplex) stainless steel tubes and pipes—Part 2: Pipes for fluid service
发布:2020-04-28 实施:2020-11-01 发布机构:国家市场监督管理总局 / 国家标准化管理委员会
本标准规定了流体输送用奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝钢管的订货内容、尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书,适用于流体输送用奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝钢管。
GB/T 21833.2-2020 PDF 免费下载1 范围
GB/T 21833的本部分规定了流体输送用奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝钢管的订货内容、尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。
本部分适用于流体输送用奥氏体-铁素体型双相不锈钢无缝钢管(以下简称钢管)。
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。
| 标准编号 | 标准名称 |
| GB/T 222 | 钢的成品化学成分允许偏差 |
| GB/T 223.11 | 钢铁及合金 铬含量的测定 可视滴定或电位滴定法 |
| GB/T 223.18 | 钢铁及合金化学分析方法 硫代硫酸钠分离碘量法测定铜量 |
| GB/T 223.19 | 钢铁及合金化学分析方法 新亚铜灵三氯甲烷萃取光度法测定铜量 |
| GB/T 223.25 | 钢铁及合金化学分析方法 丁二酮肟重量法测定镍量 |
| GB/T 223.26 | 钢铁及合金 钼含量的测定 硫氰酸盐分光光度法 |
| GB/T 223.28 | 钢铁及合金化学分析方法 α-安息香肟重量法测定钼量 |
| GB/T 223.36 | 钢铁及合金化学分析方法 蒸馏分离中和滴定法测定氮量 |
| GB/T 223.43 | 钢铁及合金 钨含量的测定 重量法和分光光度法 |
| GB/T 223.59 | 钢铁及合金 磷含量的测定 铋磷钼蓝分光光度法和锑磷钼蓝分光光度法 |
| GB/T 223.60 | 钢铁及合金化学分析方法 高氯酸脱水重量法测定硅含量 |
| GB/T 223.84 | 钢铁及合金 钛含量的测定 二安替比林甲烷分光光度法 |
| GB/T 223.85 | 钢铁及合金 硫含量的测定 感应炉燃烧后红外吸收法 |
| GB/T 223.86 | 钢铁及合金 总碳含量的测定 感应炉燃烧后红外线吸收法 |
| GB/T 228.1 | 金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法 |
| GB/T 228.2 | 金属材料 拉伸试验 第2部分:高温试验方法 |
| GB/T 229 | 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法 |
| GB/T 230.1 | 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分:试验方法 |
| GB/T 231.1 | 金属材料 布氏硬度试验 第1部分:试验方法 |
| GB/T 241 | 金属管 液压试验方法 |
| GB/T 242 | 金属管 扩口试验方法 |
| 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 2975 | 钢及钢产品 力学性能试验取样位置及试样制备 |
| GB/T 4334—2020 | 金属和合金的腐蚀奥氏体及铁素体-奥氏体(双相)不锈钢晶间腐蚀试验方法 |
| GB/T 5777—2019 | 无缝和焊接(埋弧焊除外)钢管纵向和/或横向缺欠的全圆周自动超声检测 |
| 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(常规法) |
| GB/T 13305 | 不锈钢中α相面积含量金相测定法 |
| GB/T 17395 | 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差 |
| GB/T 17897 | 金属和合金的腐蚀 不锈钢三氯化铁点腐蚀试验方法 |
| 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(常规方法) |
| GB/T 20124 | 钢铁 氮含量的测定 惰性气体熔融热导法(常规方法) |
3 订货内容
按本部分订货的合同或订单应包括下列内容:
- 本部分编号;
- 产品名称;
- 钢的牌号;
- 尺寸规格(外径、壁厚);
- 订购的数量(总重量或总长度);
- 交货状态;
- 选择性要求;
- 特殊要求。
4 尺寸、外形和重量
4.1 外径和壁厚
4.1.1 钢管的公称外径(D)和公称壁厚(S)应符合GB/T 17395的规定。根据需方要求,经供需双方协商,可供应GB/T 17395中规定以外尺寸的钢管。
4.1.2 钢管公称外径和公称壁厚的允许偏差应符合表1的规定。
4.1.3 当合同中未注明钢管尺寸允许偏差级别时,钢管外径和壁厚的允许偏差按普通级交货。
4.1.4 根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注明,可供应表1规定以外尺寸允许偏差的钢管
表 1 外径和壁厚的允许偏差(单位:毫米)
| 制造方法 | 钢管的尺寸 | 普通级 | 高级 | |
| 热轧(热挤压)钢管 | 公称外径 D | 68~159 | ±1.25%D | ±1%D |
| >159 | ±1.5%D | |||
| 公称壁厚 S | <15 | +15%S / -12.5%S | ±12.5%S | |
| ≥15 | +20%S / -15%S | |||
| 冷拔(轧)钢管 | 公称外径 D | 6~10 | ±0.20 | ±0.15 |
| >10~30 | ±0.30 | ±0.20 | ||
| >30~50 | ±0.40 | ±0.30 | ||
| >50~219 | ±0.85%D | ±0.75%D | ||
| >219 | ±0.9%D | ±0.8%D | ||
| 公称壁厚 S | ≤3.0 | ±12%S | ±10%S | |
| >3.0 | +12.5%S / -10%S | |||
4.2 长度
4.2.1 通常长度
钢管的通常长度为3000 mm~12000 mm。根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注明,可供应其他长度的钢管。
4.2.2 定尺长度和倍尺长度
根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注明,可供应定尺长度、倍尺长度或其他特定长度要求的钢管。定尺和倍尺总长度应在通常长度范围内,全长允许偏差为+10/0 mm。按倍尺长度交货的钢管,每个切口应留切口余量5 mm~10 mm。
4.3 弯曲度
钢管的每米弯曲度应符合如下规定:
- S≤15 mm时,不大于1.5 mm/m;
- S>15 mm时,不大于2.0 mm/m。
4.4 不圆度和壁厚不均
钢管的不圆度和壁厚不均应分别不超过外径和壁厚公差的80%。
4.5 端头外形
钢管两端端面应与钢管轴线垂直,并应清除切口毛刺。
4.6 重量
钢管按实际重量交货,也可按理论重量交货。钢管每米理论重量按式(1)计算。
W = (πρ / 1000) × (D-S) × S (1)
式中:
W ———钢管的理论重量,单位为千克每米(kg/m);
π ———3.1416;
ρ———钢的密度,单位为千克每立方分米(kg/dm³),022Cr19Ni5Mo3Si2N的密度取7.70 kg/dm³,其他牌号的密度取7.80 kg/dm³;
D ———钢管的公称外径,单位为毫米(mm);
S ———钢管的公称壁厚,单位为毫米(mm)。
5 技术要求
5.1 钢的牌号和化学成分
5.1.1 钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表2的规定。
5.1.2 需方要求做成品分析时,应在合同中注明。成品钢管的化学成分允许偏差应符合GB/T 222的规定。
表 2 钢的牌号和化学成分(化学成分质量分数/%)
| 序号 | 统一数字代号 | 牌号 | C | Si | Mn | P | S | Ni | Cr | Mo | N | Cu | 其他 |
| 1 | S21953 | 022Cr19Ni5Mo3Si2N | ≤0.030 | 1.40~2.00 | 1.20~2.00 | ≤0.030 | ≤0.015 | 4.30~5.20 | 18.00~19.00 | 2.50~3.00 | 0.05~0.12 | — | — |
| 2 | S22253 | 022Cr22Ni5Mo3N | ≤0.030 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.030 | ≤0.015 | 4.50~6.50 | 21.00~23.00 | 2.50~3.50 | 0.08~0.20 | — | — |
| 3 | S23043 | 022Cr23Ni4MoCuN | ≤0.030 | ≤1.00 | ≤2.50 | ≤0.035 | ≤0.015 | 3.00~5.50 | 21.50~24.50 | 0.05~0.60 | 0.05~0.20 | 0.05~0.60 | — |
| 4 | S22053 | 022Cr23Ni5Mo3N | ≤0.030 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.030 | ≤0.015 | 4.50~6.50 | 22.00~23.00 | 3.00~3.50 | 0.14~0.20 | — | — |
| 5 | S25203 | 022Cr24Ni7Mo4CuN | ≤0.030 | ≤0.80 | ≤1.50 | ≤0.035 | ≤0.015 | 5.50~8.00 | 23.00~25.00 | 3.00~5.00 | 0.20~0.35 | 0.50~3.00 | — |
| 6 | S22553 | 022Cr25Ni6Mo2N | ≤0.030 | ≤1.00 | ≤2.00 | ≤0.030 | ≤0.015 | 5.50~6.50 | 24.00~26.00 | 1.20~2.00 | 0.14~0.20 | — | — |
| 7 | S22583 | 022Cr25Ni7Mo3WCuN | ≤0.030 | ≤0.75 | ≤1.00 | ≤0.030 | ≤0.015 | 5.50~7.50 | 24.00~26.00 | 2.50~3.50 | 0.10~0.30 | 0.20~0.80 | W:0.10~0.50 |
| 8 | S25073 | 022Cr25Ni7Mo4N | ≤0.030 | ≤0.80 | ≤1.20 | ≤0.035 | ≤0.015 | 6.00~8.00 | 24.00~26.00 | 3.00~5.00 | 0.24~0.32 | ≤0.50 | — |
| 9 | S25554 | 03Cr25Ni6Mo3Cu2N | ≤0.04 | ≤1.00 | ≤1.50 | ≤0.035 | ≤0.015 | 4.50~6.50 | 24.00~27.00 | 2.90~3.90 | 0.10~0.25 | 1.50~2.50 | — |
| 10 | S27603 | 022Cr25Ni7Mo4WCuN | ≤0.030 | ≤1.00 | ≤1.00 | ≤0.030 | ≤0.010 | 6.00~8.00 | 24.00~26.00 | 3.00~4.00 | 0.20~0.30 | 0.50~1.00 | W:0.50~1.00 |
| 11 | S22693 | 06Cr26Ni4Mo2 | ≤0.08 | ≤0.75 | ≤1.00 | ≤0.030 | ≤0.015 | 2.50~5.00 | 23.00~28.00 | 1.00~2.00 | — | — | — |
| 12 | S22160 | 12Cr21Ni5Ti | 0.09~0.14 | ≤0.80 | ≤0.80 | ≤0.035 | ≤0.015 | 4.80~5.80 | 20.00~22.00 | — | — | — | Ti:5×(C%-0.02)~0.80 |
a 022Cr22Ni5Mo3N的PREN:(%Cr+3.3×%Mo+16×%N)≥34。
b 022Cr23Ni5Mo3N的PREN:(%Cr+3.3×%Mo+16×%N)≥35。
c 022Cr25Ni7Mo4N的PREN:(%Cr+3.3×%Mo+16×%N)≥41。
d 022Cr25Ni7Mo4WCuN的PREN:(%Cr+3.3×%Mo+16×%N)≥40。
5.2 制造方法
5.2.1 钢的冶炼方法
钢应采用电弧炉加炉外精炼或转炉加炉外精炼或电渣重熔法冶炼。经供需双方协商,并在合同中注明,也可采用其他冶炼方法。
5.2.2 钢管的制造方法
钢管应采用热轧(热挤压)或冷拔(轧)无缝生产工艺制造。
5.3 交货状态
5.3.1 钢管应经热处理并酸洗交货。经保护气氛热处理或整体磨(抛)光的钢管,可不经酸洗交货。
5.3.2 钢管的推荐热处理制度见表3。经供需双方协商,并在合同中注明,钢管可采用表3以外的热处理制度
5.4 力学性能
5.4.1 热处理状态交货钢管的纵向力学性能应符合表3的规定。
5.4.2 壁厚不小于1.7 mm钢管应进行布氏或洛氏硬度试验,其值应符合表3的规定。
5.4.3 根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注明,钢管可进行冲击试验,试验温度和冲击吸收能量由供需双方协商。
表 3 热处理制度及钢管力学性能
| 序号 | 统一数字代号 | 牌号 | 热处理制度 | 拉伸性能 | 硬度 | |||
| 抗拉强度 Rm MPa | 规定非比例延伸强度 Rp0.2 MPa | 断后伸长率 A % | HBW | HRC | ||||
| 不小于 | 不大于 | |||||||
| 1 | S21953 | 022Cr19Ni5Mo3Si2N | 980℃~1040℃ 急冷 | 630 | 440 | 30 | 290 | 30 |
| 2 | S22253 | 022Cr22Ni5Mo3N | 1020℃~1100℃ 急冷 | 620 | 450 | 25 | 290 | 30 |
| 3a | S23043 | 022Cr23Ni4MoCuN | 925℃~1050℃ 急冷 D≤25mm | 690 | 450 | 25 | — | — |
| 3b | 925℃~1050℃ 急冷 D>25mm | 600 | 400 | 25 | 290 | 30 | ||
| 4 | S22053 | 022Cr23Ni5Mo3N | 1020℃~1100℃ 急冷 | 655 | 485 | 25 | 290 | 30 |
| 5 | S25203 | 022Cr24Ni7Mo4CuN | 1080℃~1120℃ 急冷 | 770 | 550 | 25 | 310 | 32 |
| 6 | S22553 | 022Cr25Ni6Mo2N | 1050℃~1100℃ 急冷 | 690 | 450 | 25 | 280 | 29 |
| 7 | S22583 | 022Cr25Ni7Mo3WCuN | 1020℃~1100℃ 急冷 | 690 | 450 | 25 | 290 | 30 |
| 8 | S25073 | 022Cr25Ni7Mo4N | 1025℃~1125℃ 急冷 | 800 | 550 | 15 | 300 | 32 |
| 9 | S25554 | 03Cr25Ni6Mo3Cu2N | ≥1040℃ 急冷 | 760 | 550 | 15 | 297 | 31 |
| 10 | S27603 | 022Cr25Ni7Mo4WCuN | 1070℃~1140℃ 急冷 | 750 | 550 | 25 | 300 | 32 |
| 11 | S22693 | 06Cr26Ni4Mo2 | 925℃~955℃ 急冷 | 620 | 485 | 20 | 271 | 28 |
| 12 | S22160 | 12Cr21Ni5Ti | 950℃~1100℃ 急冷 | 590 | 345 | 20 | — | — |
a表中未规定硬度的牌号,可按需方要求提供其硬度实测数据,但不作为交货条件。
5.5 液压
5.5.1 钢管应逐根进行液压试验。试验压力按式(2)计算,最大试验压力为20 MPa。在试验压力下,稳压时间应不少于10 s,钢管不应出现渗漏现象。
P = 2SR/D …………………………(2)
式中:
P ———试验压力,单位为兆帕(MPa);
S ———钢管的公称壁厚,单位为毫米(mm);
R ———允许应力,为表3规定最小Rp0.2值的50%,单位为兆帕(MPa);
D ———钢管的公称外径,单位为毫米(mm)。
5.5.2 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。
5.6 压扁
壁厚不大于10 mm的钢管应做压扁试验。压扁后的两平行压板间距H按式(3)计算,试样压扁后不应有裂缝和裂口。
H = S(1+α) / (α+S/D) …………………………(3)
式中:
H ———压扁后平行压板间距离,单位为毫米(mm);
α ———单位长度变形系数,取0.07;
S ———钢管的公称壁厚,单位为毫米(mm);
D ———钢管的公称外径,单位为毫米(mm)。
5.7 扩口
根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注明,公称外径不大于150 mm且壁厚不大于10 mm的钢管可做扩口试验。扩口试验的顶心锥度为60°,扩口后试样的外径最小扩口率为10%。扩口后试样不应出现裂缝和裂口。
5.8 金相
钢管的金相组织应为奥氏体和铁素体,铁素体含量应为40%~60%。
5.9 晶间腐蚀
根据需方要求,并在合同中注明,钢管可按GB/T 4334—2020中E法的规定进行晶间腐蚀试验。试验后,试样不应出现晶间腐蚀倾向。
5.10 点腐蚀
根据需方要求,并在合同中注明,022Cr22Ni5Mo3N、022Cr23Ni5Mo3N和022Cr25Ni7Mo4N钢管可进行点腐蚀试验。用100 g分析纯三氯化铁(FeCl₃•6H₂O)溶于900 mL蒸馏水或去离子水中,配制成FeCl₃重量比约为6%的试验溶液,并用HCl或NaOH将试验溶液的pH值调至1.3左右。试验时,试样应完全浸入试验溶液中,试验时间为24 h,试验温度和腐蚀速率应符合表4的规定。
表 4 腐蚀速率
| 统一数字代号 | 适用牌号 | 试验温度/℃ | 腐蚀速率/[mg/(dm²·d)] |
| S22253 | 022Cr22Ni5Mo3N | 25±1 | ≤10 |
| S22053 | 022Cr23Ni5Mo3N | 25±1 | ≤10 |
| S25073 | 022Cr25Ni7Mo4N | 40±1 | ≤10 |
5.11 超声检测
钢管应逐根进行超声检测。超声检测对比样管的人工缺陷应符合GB/T 5777—2019的规定,验收等级为U3。
5.12 表面质量
钢管的内外表面不应有裂纹、折叠、轧折、离层和结疤存在。这些缺陷应完全清除,清除深度应不超过公称壁厚的下偏差,清理处的实际壁厚应不小于壁厚所允许的最小值。不超过壁厚下偏差的其他局部缺陷允许存在。
5.13 特殊要求
需方有下述特殊要求时,由供需双方协商,并在合同中注明:
- 调整表2规定的化学成分范围;
- 提供弹性模量和热膨胀系数数据;
- 有害沉淀相试验;
- 提供高温力学性能实测数据,部分牌号的高温力学性能推荐值参见附录A;
- 规定不同于5.8要求的奥氏体或铁素体含量;
- 其他要求。
6 试验方法
6.1 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或其他通用的方法进行,仲裁时应按GB/T 223.11、GB/T 223.18、GB/T 223.19、GB/T 223.25、GB/T 223.26、GB/T 223.28、GB/T 223.36、GB/T 223.43、GB/T 223.59、GB/T 223.60、GB/T 223.84、GB/T 223.85、GB/T 223.86的规定进行。
6.2 钢管的尺寸和外形应采用符合精度要求的量具逐根测量。
6.3 钢管的内外表面应在充分照明条件下逐根目视检查。
6.4 钢管其他检验项目的取样方法和试验方法应符合表5的规定。
表 5 钢管检验项目的取样数量、取样方法和试验方法
| 序号 | 检验项目 | 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6.1 |
| 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 | 硬度 | 每批在两根钢管上各取1个试样 | GB/T 230.1、GB/T 231.1 | GB/T 230.1、GB/T 231.1 |
| 4 | 冲击 | 协议 | GB/T 2975 | GB/T 229 |
| 5 | 液压 | 逐根 | — | GB/T 241 |
| 6 | 涡流 | 逐根 | — | GB/T 7735—2016 |
| 7 | 压扁 | 每批在两根钢管上各取1个试样 | GB/T 246 | GB/T 246 |
| 8 | 扩口 | 每批在两根钢管上各取1个试样 | GB/T 242 | GB/T 242 |
| 9 | 金相 | 每批在两根钢管上各取1个试样 | GB/T 13305 | GB/T 13305 |
| 10 | 晶间腐蚀 | 每批在两根钢管上各取1个试样 | GB/T 4334—2020 | GB/T 4334—2020 |
| 11 | 点腐蚀 | 每批在两根钢管上各取1个试样 | GB/T 17897 | GB/T 17897、见5.10 |
| 12 | 超声检测 | 逐根 | — | GB/T 5777—2019 |
| 13 | 弹性模量 | 协议 | 协议 | 协议 |
| 14 | 热膨胀系数 | 协议 | 协议 | 协议 |
| 15 | 有害沉淀相 | 协议 | 协议 | 协议 |
| 16 | 高温拉伸 | 协议 | GB/T 2975 | GB/T 228.2 |
7 检验规则
7.1 检查和验收
钢管的检查和验收由供方进行。
7.2 组批规则
7.2.1 钢管按批检查和验收。
7.2.2 若钢管在切成单根后不再进行热处理,则从一根热处理后的钢管截取的所有管段都应视为一根。
7.2.3 每批应由同一牌号、同一炉号、同一规格和同一热处理制度(炉次)的钢管组成。每批钢管的数量应不超过如下规定:
- D≤76 mm且S≤3 mm:500根;
- D>351 mm:50根;
- 其他尺寸:200根。
7.3 取样数量和取样方法
每批钢管各项检验的取样数量应符合表5的规定。
7.4 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。
8 包装、标志和质量证明书
钢管的包装、标志和质量证明书应符合GB/T 2102的规定。
附 录 A(资料性附录) 部分牌号的高温力学性能
表A.1列出了部分牌号钢管在固溶状态下的高温规定塑性延伸强度。
表 A.1 部分牌号高温规定塑性延伸强度
| 序号 | 统一数字代号 | 牌号 | Rp0.2/MPa 不小于 | ||||
| 50℃ | 100℃ | 150℃ | 200℃ | 250℃ | |||
| 1 | S21953 | 022Cr19Ni5Mo3Si2N | 430 | 370 | 350 | 330 | 325 |
| 2 | S22253 | 022Cr22Ni5Mo3N | 415 | 360 | 335 | 310 | 295 |
| 3 | S22053 | 022Cr23Ni5Mo3N | 415 | 360 | 335 | 310 | 295 |
| 4 | S23043 | 022Cr23Ni4MoCuN | 370 | 330 | 310 | 290 | 280 |
| 5 | S25203 | 022Cr24Ni7Mo4CuN | 485 | 450 | 420 | 400 | 380 |
| 6 | S25073 | 022Cr25Ni7Mo4N | 530 | 480 | 445 | 420 | 405 |
| 7 | S27603 | 022Cr25Ni7Mo4WCuN | 502 | 450 | 420 | 400 | 380 |
