Стандарт ASTM A312/A312M-95a1

СПЕЦИФИКАЦИЯ СТАНДАРТА НА БЕСШОВНЫЕ И СВАРНЫЕ ТРУБЫ ИЗ АУСТЕНИТНЫХ НЕРЖАВЕЮЩИХ МАРОК СТАЛИ¹

1.1. Этот стандарт предназначен для бесшовных и сварных прямошовных стальных труб, предназначенных для работы в высокотемпературных и обычных коррозионных средах.

Примечание 1.- Когда при испытаниях на удар для работы при низких температурах критерий поглощения энергии достигнет 20Дж или критерий поперечного расширения достигнет 0,38 мм, некоторые из марок стали, указанные в этой спецификации принимаются  по определенным трубным кодам или кодам для сосудов, работающих под давлением, без необходимости проведения существующего (действующего) испытания. Например, марки ТР304, TP304L и ТР347 принимаются согласно коду (стандарту) ASME для сосудов под давлением, часть VIII, раздел 1 и согласно коду (стандарту) ANSI B31.3 «трубопроводы химических и нефтеперерабатывающих заводов» для работы при температурах ниже -250^оС без проведения испытания на удар. Другие нержавеющие марки стали AISI обычно принимаются для работы при температурах ниже -200^оС  без ударных испытаний. Ударные испытания могут потребоваться при определенных обстоятельствах. Например, для материалов с содержанием хрома и никеля, выходящим за рамки AISI и для материалов с содержанием углерода больше 0,10% требуется проведение ударных испытаний согласно правилам ASME, часть VIII, раздел 1, когда рабочие температуры ниже -45^оС.

1.2. Стали марок TP304H, TP309H, TP309Cb, TP310H, TP310Hcb, TP316H, TP321H, TP347H и TP348H являются модификациями марок TP304, TP309Cb, TP309S, TP310Cb, TP310S, TP316, TP321, TP347 и ТР348 и предназначены для работы при высоких температурах.

1.3. Необязательные дополнительные требования обеспечиваются для труб, для которых желательна более высокая степень испытаний. Выполнение этих дополнительных требований требует дополнительных испытаний, что должно быть отражено в заказе.

1.4. Марки ТР321 и ТР321Н имеют более низкие требования по прочности, если трубы из них изготовлены бесшовным способом с номинальными толщинами стенок больше чем  9,5 мм.

1.6. Величины, обозначенные как в дюйм-фунт единицах, так и в метрических единицах должны рассматриваться отдельно, как  стандартные. В тексте метрические  единицы указаны в скобках. Значения, указанные в разных системах не являются точными эквивалентами, поэтому каждая система должна использоваться отдельно от другой. Смешивание значений из разных систем может вызвать несоответствия стандарту. Дюйм-фунт единицы применяются при пользовании настоящим стандартом, если в заказе не указано “М”- обозначение.

Примечание 2 — Безразмерное обозначение NPS (номинальный размер трубы) заменен в этом стандарте на такие традиционные термины как «номинальный диаметр», «размер» и «номинальный размер».

Список использованных документов

Стандарты ASTM:

• А 262 Порядок определения чувствительности к межкристаллитному разрушению в аустенитных нержавеющих сталях.
• А 370 Методы и определения для механических испытаний стальной продукции.
• А 450/ А 450 M Спецификация к общим требованиям для труб из углеродистых, ферритно легированных, аустенитно легированных сталей.
• А 530/ А 530 М Спецификация к общим требованиям для труб из специальных углеродистых и легированных сталей.
• Е 112 Методы испытания для определения среднего размера зерна.
• Е 213 Порядок ультразвукового контроля металлических труб и трубопроводов.
• Е 381 Метод испытаний макротравлением стального сортового проката, заготовок, блюмов и поковок.
• Е 426 Порядок электромагнитного (токовихревого) контроля бесшовной и сварной трубной продукции, аустенитных нержавеющих сталей и похожих сплавов.
• Е 527 Порядок обозначения металлов и сплавов (UNS).

Стандарты ANSI:

• В1.20.1. Трубные резьбы для общего использования.
• В36.10. Сварные и бесшовные трубы из ковких сталей.
• В36.19. Стальные нержавеющие трубы.
• AWS: А5.9. Коррозионностойкие хромистые и хромоникелевые сварочные проволоки и электроды.
• SAE  J1086 Порядок обозначений металлов и сплавов (UNS).
• SNT-TC-1A Квалификация и сертификация персонала для неразрушающего контроля.

Информация для размещения заказа

 Заказы на продукцию по этому стандарту должны включать следующую информацию для адекватного описания продукции, которую желает получить заказчик.

            3.1. Количество (футы, сантиметры или количество отрезков).

            3.2. Процесс изготовления (сварные или бесшовные).

            3.3. Марки стали ( таблица 1).

            3.4. Размеры (NPS-таблица или наружный диаметр и порядковый номер (размерный ряд) или средняя толщина стенки).

            3.5 Длина (мерная или немерная) (раздел 10 этого стандарта).

            3.6 Обработка торцов (раздел о торцах стандарта А 530/ А 530 М).

            3.7 Требуемый отчет об испытаниях (Раздел сертификации стандартов А 530/ А 530 М).

            3.8 Номер стандарта

            3.9 Особые требования или любые выбранные дополнительные требования, или и те и другие.

4. Продукция, изготавливаемая по этому стандарту, должна соответствовать применяемым требованиям текущей редакции стандарта А 530/ А 530 М, если иные не оговорены здесь.

Материалы и производство.

5.1. Производство.

5.1.1. Трубы должны быть изготовлены бесшовным или автоматическим сварным способом без добавления наплавочного материала в ходе сварной операции.

5.1.2. Сварные трубы NPS 14 и менее должны иметь единственный продольный сварной шов. Сварные трубы более  NPS 14 могут быть изготовлены формированием и свариванием двух продольных секций листового металла в случае, если это согласовано с заказчиком. Все испытания, осмотры, обработка должны производиться на каждом сварном шве.

5.1.3. По выбору производителя трубы могут быть как горячекатаные, так и холоднокатаные.

5.1.4. Трубы должны быть без окалины и загрязняющих частиц железа. Травление, дробеструйная обработка или обработка поверхности (химическая) необязательны, если трубы прошли светлый отжиг. Заказчик может потребовать применения пассивации.

5.2. Термообработка.

5.2.1. Все трубы должны быть подвергнуты термообработке в соответствии с требованиями таблицы 1.

Таблица 1. Требования по термообработке

^В— Минимальная температура, если не указана другая.

5.2.2. Температура отжига в расплаве свыше 1950 ^ο F(1065 ^ο C) может ухудшать сопротивление к межкристаллитной коррозии после последующей выдержки в  условиях, повышающих чувствительность, у стали марок TP309HCb, TP310HCb, TP321, TP321H, TP347, TP347H, TP348, TP348H.  Если это указано заказчиком, более низкая температурная стабилизация или повторный отжиг в расплаве могут быть применены после первоначального высокотемпературного отжига (см. Дополнительные требования S6).

5.3. Размеры зерна:

5.3.1. Размеры зерна стали марок UNS S32615 в соответствии с “Правилами испытаний Е112” должны быть №3 или меньше.

5.3.2. Размер зерна стали марок TP309H, TP309HCb, TP310H, TP310HCb в соответствии с “Правилами испытаний Е112” должен быть №6 или больше (№7,8,9…) .

5.3.3. Размер зерна стали марки TP321H должен быть №7 или больше (№ 8,9,…).

Химический состав. Сталь должна соответствовать требованиям по химическому составу, указанным в таблице 2.

Таблица 2. Требования по химическому составу

Анализ продукции.

7.1. По желанию заказчика изготовителем должен быть проведен анализ одной штанги заготовки или одного рулона штрипса с каждой плавки или двух труб из каждой партии. Партия труб должна состоять из следующего набора  труб одного диаметра, толщины стенки и одной плавки:

NPS  обозначение                                    Отрезков труб в партии

Менее 2                                                              400 или меньше

от 2 до 5                                                              200 или меньше

6 и более                                                            100 или меньше

7.2. Результаты анализа должны быть сообщены потребителю или его представителю и должны соответствовать требованиям, указанным в Разделе 6.

7.3 Если анализ одного из испытаний, указанных в п. 7.1. не подтвердит соответствие требованиям Раздела 6, может быть проведен анализ каждой штанги из одной плавки или каждой трубы из одной партии, причем все штанги заготовки или все трубы, соответствующие требованиям, должны быть приняты.

Требования к прочности на растяжение

8.1. Свойство материала касательно прочности на растяжение должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.

Таблица 3. Требования к прочности на растяжение

9.Требуемые механические испытания и определение размеров зерна.

9.1. Испытания на поперечное и продольное растяжение.

Одно испытание на растяжение должно быть проведено на образце из партии менее 100 труб и на двух образцах для партии больше, чем 100 труб.

            9.2. Испытания на сплющивание.

Для продукции, обрабатываемой в циклической печи, испытания на сплющивание должны быть проведены на 5% труб от каждой загружаемой партии.  Для труб, термообрабатываемых непрерывным процессом, это испытание может быть проведено на соответствующем количестве, составляющем 5% труб от партии, но в любом случае, не менее, чем на двух отрезках труб.

            9.2.1. Для сварных труб вместо испытаний на сплющивание может быть проведено испытание на поперечно-направленный  изгиб лицевой поверхности сварного шва в соответствии с методом, указанным в дополнении для стальной трубной продукции “Определения и методы испытаний А 370”. Пластичность (вязкость) сварного шва считается приемлемой, если нет доказательств разрушений шва или между швом и базовым металлом после изгиба. Образцы для испытаний должны быть отрезаны от 5% труб партии или проведены на листах из того же материала, что и трубы. Пластинки присоединяются к торцу трубы (цилиндра) и свариваются продольным сварным швом как продолжение сварки трубы.

            9.3. Гидростатические испытания.

Каждый отрезок готовой трубы должен подвергнуться гидростатическим испытаниям в соответствии со стандартом А 530/ А 530 М, если не имеется специального освобождения, согласно п. 9.4. и 9.5.

            9.4. Для труб, размеры которых равны или превышают NPS 10, покупатель по согласованию с продавцом может отказаться от требований гидростатических испытаний, если вместо этого он проводит системные испытания. Каждый отрезок трубы, отгружаемый без проведенных производителем гидростатических испытаний, должен иметь обязательную маркировку из букв “NH”.

            9.5. Неразрушающий контроль.

            9.5.1. Как альтернатива гидростатическим испытаниям, а также по желанию заказчика, каждая труба должна быть подвергнута неразрушающему контролю в соответствии с методическими указаниями Е 213 или Е 426. Если заказчик не указывает особо, производитель сам выбирает вид неразрушающего электрического контроля. Сортамент размеров труб, которые могут быть протестированы каждым методом, должен быть ограничен рамками соответствующих методов.

9.5.10. Оценка дефектов:

9.5.10.1. Трубы, вызывающие сигнал идентичный или более сильный, чем самый низкий сигнал, производимый эталоном(ми), должны быть отмечены и отделены от приемлемых труб. Область, вызывающая сигнал, может быть исследована повторно.

9.5.10.2. Такие трубы должны быть отбракованы, если тестовый сигнал был вызван дефектами, которые не могут быть установлены, или был вызван трещинами или трещиноподобными дефектами. Эти трубы могут быть отремонтированы согласно Разделам 11 и 12. Чтобы быть принятой, отремонтированная труба должна пройти тот же неразрушающий контроль, которым она была забракована, и должна соответствовать требованиям к минимальной толщине стенки трубы согласно данной спецификации.

9.5.10.3. Если тестовые сигналы были вызваны видимыми дефектами, такими, как:

• Царапины
• Шероховатость поверхности,
• Углубления,
• Отметки правильной машины,
• Стружка,
• Следы волочения,
• Следы остановки или
• Волнистость при редукции

то труба может быть принята на основе осмотра, при условии, что дефект – не более 0.004 »  (0.1 мм) или 12.5% от установленной толщины стенки трубы (в зависимости, что больше).

          9.5.10.4. Отбракованные трубы могут быть обработаны повторно и снова протестированы, при условии, что толщина стенки не уменьшена ниже уровня, требуемого данной спецификацией или спецификацией изделия. Наружный диаметр в месте шлифовки может быть уменьшен на величину удаления. Чтобы быть принятой, повторно испытанная труба должна отвечать требованиям испытаний.

9.5.10.5. Если дефект вследствие исследования может быть определен не как брак, труба может быть принята без дальнейших испытаний, при условии, что дефект не превышает минимальную толщину стенки.

          9.6. Размер зерна.

Определение размера зерна у стали марок TP309H, TP309HCb,TP310H, TP310HCb и UNS S 32615 должно быть сделано для такого же количества труб, как и для испытания на сплющивание.

10. Длины.

            10.1. Длины труб должны соответствовать следующей регулярной практике:

            10.1.1. Если отдельно не оговаривается, все размеры от 1/8 NPS  до 8 NPS включительно приемлемы с длиной до 24 футов (Прим. 4) в допустимых пределах от 15 до 24 ф. (Прим. 4). Малые длины приемлемы. Количество труб и их минимальная длина должны быть согласованы между производителем и заказчиком.

            Примечание 4.- Это значение(я) применимо, если заказ базируется на дюйм-фунт обозначении данной спецификации. Если заказ базируется на “М”-обозначении данной спецификации, соответствующее метрическое значение должно быть согласовано между производителем и заказчиком.

            10.1.2. Если требуются мерные трубы, требуемые длины должны быть точно определены в заказе. Не должно быть труб меньше определенной длины и превышающих ее более, чем на ¼»  (6мм).

            10.1.3. Стыковка сваркой труб не допускается, если это не оговорено особо.

11. Отделка и внешний вид труб.

11.1 Готовые  трубы должны быть достаточно прямыми и должны иметь качественную отделку. Дефекты могут быть удалены шлифованием, при условии, что толщина стенки не снизится до размеров меньших, чем допускается в Разделе 8 Стандарта А 530/ А 530 М.

12. Устранение дефектов сваркой.

12.1. Для сварных труб, диаметр которых равен или превышает NPS 6, и номинальная толщина стенки которых равна или превышает 0.200, ремонт сваркой, сделанный с добавлением соответствующего наплавочного металла, может быть произведен над сварным швом тем же способом, что и для дефектов штрипса в Разделе по Ремонту Сваркой Стандарта А 530/ а 530 М.

12.2 Исправленный участок шва не должен превышать 20% его длины.

12.3 Ремонт сваркой должен производиться только вольфрамовой дуговой сваркой с использованием той же классификации неизолированной наплавочной проволоки, определенной для наиболее распространенной AWS Спецификации А 5.9, что и марка нержавеющей стали, подвергающаяся ремонту, и как показано в табл. 4. 

            12.4 Трубы, которые были отремонтированы сваркой с наплавочным металлом, должны быть отдельно отмаркированы. В сертификате испытаний должна быть сделана отметка о ремонте сваркой.

Таблица 4: Спецификация труб и наплавочного металла

13. Сертификация.

13. В дополнение к информации, требуемой Стандартом А  530/ А 530М, в сертификации должно быть указано, был ли материал подвергнут гидростатическому контролю. Если материал был подвергнут неразрушающему контролю, это должно быть упомянуто в сертификации и указано, какой метод применялся и какие эталоны дефектов непрерывности использовались.

14. Маркировка.

            14.1. Кроме маркировки, оговоренной в Стандарте А 530/ А 530М, маркировка должна включать NPS(номинальный размер трубы) и толщину стенки согласно размерному ряду, номер плавки и буквы “NH”, если не производятся гидроиспытания ; “ЕТ”, если производится токовихревой контроль или “UT”, если производится ультразвуковой контроль. Маркировка также должна включать личное идентификационное клеймо контролера, требования к маркировке п. 9.4, если они применимы, и указание, бесшовные трубы или сварные. Для стали марок ТР304Н, ТР316Н, ТР321Н, ТР347Н, ТР348Н и S30815 маркировка также должна включать номер плавки и указание партии при термообработке. Если указано в заказе, маркировка для труб более NPS 4 должна включать вес.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Одно или более из следующих дополнительных требований должны применяться только в случае, если они оговорены в заказе. Заказчик может указать другую частоту при проведении испытаний или анализа, отличающуюся от указанной, в дополнительном требовании. Положения настоящих дополнительных требований о  повторном испытании и повторной обработке, являющиеся предметом соглашения между заказчиком и производителем, также могут быть изменены.

S1. Анализ продукции.

S1.1 Для всех труб с номинальным размером  NPS 5 и более должен быть проведен один анализ  одного образца из  каждых десяти отрезков или  части трубы из каждой плавки.

S1.2 Для труб с номинальным размером менее NPS 5 должен быть проведен один анализ десяти труб из плавки или 10%  труб из плавки, в зависимости, какое количество меньше.

S1.3 Отдельные трубы, которые не соответствуют химическим требованиям, указанным в Разделе 6 должны быть отбракованы.

S2. Испытания на поперечное растяжение.

S2.1 Должно быть произведено одно испытание на поперечное растяжение на одном торце 10% обработанных труб из каждой плавки. Это применимо к трубам  NPS 8 и более.

S2.2 Если образец с какой-либо трубы не соответствует указанным свойствам растяжения, такой отрезок должен быть отбракован.

S3. Испытание на сплющивание.

S3.1 Испытание на сплющивание по Стандарту А 530/ А 530М должно быть произведено на образце с одного или обоих торцов каждой трубы. Могут быть использованы обрезки труб. Если указано данное дополнительное требование, должно быть также указано количество испытаний на трубу. Если образец с какого-либо отрезка не отвечает требованиям испытания из-за недостаточной пластичности до удовлетворительного окончания первого этапа испытаний на сплющивание, такая труба должна быть отбракована и подвергнута повторной обработке в соответствии со Стандартом А530/ А530М и повторно испытана с  удовлетворительным результатом. Если образец с какого-либо отрезка трубы не отвечает требованиям испытания из-за наличия дефектов, такой отрезок должен быть отбракован, если повторное испытание не покажет, что оставшийся отрезок- без дефектов.

S4. Испытания травлением.

            S4.1 Сталь должна быть однородной, что определяется испытаниями травлением, проводимыми согласно соответствующей части Метода Е381. Испытания травлением должны производиться на поперечном сечении с одного или обоих концов каждой трубы и должны показать, что материал является бездефектным и достаточно однородным и не имеет недопустимых расслоений, трещин, и тому подобных нежелательных дефектов. Если указано данное дополнительное требование, должно быть также указано требуемое количество испытаний на трубу. Если образец с какой-либо трубы имеет нежелательные дефекты, такая труба должна быть отбракована, дефект удален, и затем образец должен быть подвергнут повторным испытаниям, показывающим, что остаток трубы не имеет дефектов, и материал- достаточно однороден.

S5. Радиографическое исследование.

            S5.1 В каждой трубе, сваренной двойным швом, шов по всей длине должен быть радиографически исследован, с использованием рентгеновского излучения в соответствии с Параграфом UW-51 Раздела 8 Пункт 1 “Кодекса ASME для котлов и сосудов высокого давления”. В дополнение к маркировке, требуемой Разделом 13, каждая труба должна быть маркирована “RT” после номера стандарта и марки стали. О выполнении требований раздела S5 должно быть указано в сертификате.

S6. Стабилизирующая термическая обработка.

            S6.1 После отжига в расплаве, требуемого в п.5.3, м/с TP309HCb, TP310HCb, TP321, TP321H, TP347, TP347H, TP348 и TP348H должны быть подвергнуты стабилизирующей термообработке при более низкой температуре, чем при первичной термической обработке в расплаве. Температура стабилизирующей термообработки должна быть согласована между покупателем и продавцом.

S7. Испытание на межкристаллитную коррозию (МКК).

            S7.1 Если указано в заказе, материал должен пройти испытания на межкристаллитную коррозию, проводимые производителем в соответствии с Методом А262, Методом Е.

Примечание S1: Методом Е требуются испытания в чувствительных условиях для м/с с низким содержанием углерода и стабилизированных марок стали, а для других м/с – в обычных условиях.

            S7.2 Стабилизирующая термообработка в соответствии с Дополнительным требованием S6 может быть необходима и разрешена, чтобы достичь соответствия этому требованию для м/с, содержащих титан или ниобий, особенно, в их Н – вариантах.

S8. Трубы с минимальной стенкой.

            S8.1 Если это особо указано покупателем, труба должна быть сделана с минимальным базисом толщины стенки . Толщина стенки такой трубы не должна быть меньше указанной в спецификации. В дополнение к маркировке, требуемой в Разделе 13, труба должна быть маркирована S8.