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5内覆或衬里复合钢管制造工艺

按本标准交货的内覆或衬里复合钢管应为如下规定的无缝或焊接钢管。焊接材料应满足ASME 锅炉和压力容器规范（BPVC）第Ⅱ卷煤矿标准规范范本，C部分（2013.07.01）要求。除非另有协议，耐腐蚀合金层厚 度应不小于2.5mm。 注：更薄的耐腐蚀合金层已有一些应用

5.2内覆和衬里复合钢管种类

5.2.1内覆复合钢管

内覆复合钢管是一种耐腐蚀合金层位于内表面（某些情况下位于外表面）通过冶金结合与基体钢 管紧密结合的双金属复合钢管。内覆可以通过热轧、热挤压、堆焊、爆炸、粉末冶金或其他冶金结合 的工艺完成。内覆复合钢管可为无缝内覆复合钢管或焊接内覆复合钢管。 a）无缝内覆复合钢管。无缝内覆复合钢管应按APISpec5L：2012中8.1规定的无缝钢管工艺生 产，并满足APISpec5L：2012PSL2水平要求。 b）焊接内覆复合钢管。焊接内覆复合钢管可通过5.2.1提及的任意一种冶金结合工艺，采用钢板 或钢卷生产。基体钢管材料应符合APISpec5L：2012PSL2水平要求。基体钢管纵向焊缝应 采用APISpec5L：2012中8.1任意一种焊接方法焊接。此外也可采用钨极氩弧焊（GTAW） 定位焊，等离子电弧焊（等离子钨极电弧焊）[PAW（PTA)】焊接，但需按照APISpec5L： 2012附录B进行评定并提供报告。对于内覆合金材料焊接，允许采用APISpec5LC：2015 中5.1b）规定的焊接工艺，或使用电阻电渣焊（RES）和等离子电弧焊进行焊接。

5.2.2衬里复合钢管

衬里复合钢管是指通过全长扩径、冷拉拔成型或其他方式将内层或外层的耐腐蚀合金材料紧密贴 合于APISpec5L：2012PSL2水平的碳钢基管表面的复合钢管。衬里复合钢管可以将耐腐蚀合金钢管 插人基管或中厚板和薄板成型的圆筒内，通过扩径衬管、缩径基管或其他合适的工艺复合而成。衬里 复合钢管可以是无缝衬里复合钢管，也可以是焊接衬里复合钢管。 a）无缝衬里复合钢管：指外层基体钢管为无缝钢管，且符合APISpec5L：2012PSL2水平要求。 b）焊接衬里复合钢管：指外层基体钢管为焊接钢管，且符合APISpec5L：2012PSL2水平要求， 内衬钢管可以是无缝钢管或焊接钢管，且符合APISpec5LC：2015或其他行业标准要求。另 外，焊接衬里复合钢管也可先将碳钢和耐腐蚀合金板材夹层冷成型为管坏，再对边缘进行纵 缝焊接而成。

5.3.1除非另有协议，基体钢管的定径比率不允许超过1.5%，除非该基体钢管在冷定径后整体进行 正火、淬火、回火或消除应力处理。 5.3.2如果未进行热处理或消除应力的冷定径或冷扩径钢管用于基体钢管，除需要考虑衬里或内覆后 钢管所受的应力之外，还应考虑基体钢管在制造过程中受到的应力。因此，除非另有协议，基体钢管 在各制造环节中的总形变率不允许超过2.0%。 5.3.3定径比应按照APISpec5L：2012中8.9.3所述严格执行。 5.3.4所有经过冷定径或冷扩径后的钢管均应进行机械性能和夏比冲击韧性试验，试验结果应满足 第7章要求。

依据本标准提供的钢管可为轧制、退火（对于耐腐蚀合金衬内管材）、正火、热机械控扎、热机 减控轧加速冷却或淬火调质状态。对于衬里复合钢管，在嵌入衬内钢管之前，可分别对衬内钢管和外 层基体钢管进行热处理。除非另有协议，耐腐蚀合金衬内管材应按退火处理状态交付。其他适当的热 处理方法可由制造商与购方协商决定。 注，为了确保内衬层获得良好稳定的耐腐蚀性能，循环选行热处理以达到较高等级水平是相当重要的。

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因此，制造商应将热处理时间和温度偏差控制在最小范围。经过热处理之后，耐腐蚀合金材料应 体现出良好的微观组织结构和耐腐蚀性能。

按本标准交付钢管的耐腐蚀合金层化学成分应符合表2的规定。管体焊缝或对接钢管环焊缝中覆 层部分化学成分应在耐腐蚀合金层允许偏差内，或由制造商与购方协商确定。 经协商，任意内覆或衬里复合钢管化学成分中抗点蚀当量PREN（%Cr+3.3%Mo+16%N）或 PREW[%Cr+3.3（%Mo+0.5%W）+16%N】的最小值，可在订货合同或数据表中规定，且应在材料 试验中报告实际检测值

6.2耐腐蚀合金层熔炼分析

制造商应向购方提交供货钢管耐腐蚀合金层每熔炼炉批的化学成分分析报告，其结果应符 见定。 除脱氧目的外，为生产特殊钢管等级的耐腐蚀合金层而添加的合金元素，若不包含在表2 围内，其每炉熔炼分析结果也应报告给购方

6.3基体、焊缝及耐腐蚀合金层产品分析

制造商应按表3规定，从不同规格的炉批中，抽取两根钢管，或钢板，或钢卷，各取一个试样进 行产品分析。基体钢管和耐腐蚀合金层均应进行产品分析，试样可从成型为内覆复合钢管前的复合钢 板或衬里复合钢管的内、外层钢管（耐腐蚀合金衬管嵌入进基体钢管前）上取得。产品分析结果应向 购方提供。 如果衬里复合钢管耐腐蚀合金层是预先订购生产的钢管，那么符合相应标准的产品质量证明书及 相关记录应提交给购方。质量证明书应符合以上列出的要求。 对于直缝焊接内覆复合钢管，钢管的焊缝金属也应进行化学成分分析，试验频次按每批焊材应检 验不少于2根钢管。 对于倍尺长度的钢管，一根钢管应是从一个特定的倍尺长度钢管上切下的一个管段，且应按以下 方式取样： a）无缝内覆或衬里复合钢管：由制造商选择，用于耐腐蚀合金层产品分析的试样应取自拉伸试 样或成品钢管。 b）焊接内覆或衬里复合钢管：由制造商选择，用于耐腐蚀合金层产品分析的试样可取自成品钢 管、钢带、钢板、拉伸试样或压扁试样。取样位置应与直缝钢管的焊缝至少相隔90°。 耐腐蚀合金层产品分析也可由钢板或钢带供应商按上述规定频次进行，并提交化学成分分析 结果。 注：焊接耐腐蚀合金层的焊缝及临近区域的抗腐蚀性能和其他性能可以不同于合金层的这些性能，但焊缝金属应 具有与耐腐蚀合金层相同或更高的抗腐蚀性能。 产品分析结果应符合表2所列的化学成分要求，还应满足APISpec5LC：2015表6规定的允许 偏差要求，若对抗点蚀当量PREN进行了协商规定，产品分析结果也应满足此规定要求。

如果代表一个熔炼批的两个试样产品分析结果均不符合规定要求，则由制造商选择，或整批拒 收，或对该熔炼批中剩余的所有钢管逐根试验以判定是否符合规定要求。如果代表一个熔炼批的两 个试样中只有一个试样产品分析结果不符合规定要求，则由制造商选择，或整批拒收，或从同一 熔炼批中再取两个试样进行复检分析。如果这两个试样的复验分析结果都符合规定要求，则除原 来取样不合格的那根钢管外，该熔炼批合格。如果一个试样或两个试样的复验分析结果均不符合规 定要求，则由制造商选择，或将该熔炼批判不合格，或对该熔炼批中剩余的所有钢管逐根进行试验 以判定是否符合规定要求。进行逐根复验时，除非购方与制造商另有协议，否则只分析初次检验 不合格的元素或需要测定的元素。复验分析试样的取样位置应与标准规定的产品分析试样取样位置 相同

6.5化学成分分析方法

与化学成分分析有关的方法和过程应指 执行。

基体材料的化学性能，包括化学成分、化学分析、复验分析和试验报告，应满足APISpec5L： 2012中9.2要求。

7.1力学性能（基体钢管）

对于X42～X80钢管等级的基体钢管，应满足APISpec5L：2012中9.3PSL2级别的力学性能 试验要求。所列钢管等级的中间钢管等级应满足经购方和制造商协商确定的拉伸性能要求，且应与 APISpec5L：2012中表7的规定相一致。基体钢管的拉伸性能须按照APISpec5L：2012中规定的试 验过程测定。 本标准只对基体钢管的力学性能作了规定，购方和制造商也可通过协商确定耐腐蚀合金层或其与 碳钢复合后的力学性能，

7.2拉伸试验（总则）

拉伸试验取样位置应如APISpec5L：2012中图5所示。由制造商选择，试样可采用APT 2012中10.2.3规定的全截面、板状或圆棒试样。试样上的耐腐蚀合金层应予以清除。报告 式样的类型、规格、取样位置以及是否清除耐腐蚀合金层和过渡层。

试验频次应符合APISpec5L：2012表18的规

试验的复验应按APISpec5L：2012中10.2.12自

7.9.1电阻焊基体钢管

在基体钢管制造过程中，用作基体钢管的电阻焊钢管应按照APISpec5L：2012中图6所示进行 压扁试验。

7.9.1.2验收条件

压扁试验应按APISpec5L：2012中表18要求进行验收

7.9.1.3复验（压扁试验）

.2无缝、无填充金属焊接的内覆或衬里复合钢

无缝、无填充金属焊接的内覆或衬里复合钢管应进行压扁试验。对无填充金属焊接钢管，由制造 商选择，可用导向弯曲试验代替压扁试验。应将长度不小于63.5mm（2.5in）的管段放置在两平行板 之间，分两步进行冷压扁试验。 第一步，延性试验。在两板间距离小于H之前，压扁样的内表面、外表面和边缘不得出现裂纹、 断裂和覆层剥离（衬里复合钢管除外）。H按公式（2）进行计算

H=1.09t/(0.09+t/D)

式中： H一两压扁板间距离，单位为毫米（英寸）【mm（in)】； t一规定壁厚，单位为毫米（英寸）【mm（in)】； D一规定或计算（根据内径和壁厚）的外径，单位为毫米（英寸）【mm（in)]。 第二步，完整性试验。继续压扁直至试样断裂或两管壁贴合。在第二步的压扁试验中，除衬里复 合钢管外，不得出现耐腐蚀合金层与基体钢管的剥离现象。

带有填充金属的焊接复合钢管应进行导向弯曲试验。由制造商选择，可对非填充金属焊接复合 钢管进行导向弯曲试验。试验应满足APISpec5L：2012中10.2.4.6和表18的要求。除衬里复合钢管 外，试样应保留耐腐蚀合金层。

7.10.2内覆复合钢管导向弯曲试验

带有填充金属焊接复合钢管应按照7.10.1要求进行导向弯曲试验，导向弯曲的弯模尺寸A不得超 过基体材料公称壁厚的6倍。 试样焊缝上的耐腐蚀合金层应保留。正反弯试样应按照APISpec5L：2012规定，在弯模内弯曲约180°。

曲试验的复验应按APISpec5L：2012中10.2.12

7.11.1取样和频次

基体钢管断裂韧性应通过夏比V型缺口（CVN）冲击试验来确定，试验按APISpec5L：2 10.2.3.3PSL2规定要求执行，试验最小频次应符合APISpec5L：2012表18对管体和焊缝夏比冲击试 验频次的规定。试样上的耐腐蚀合金层（包括过渡层）应在试验前清除。对于衬里复合钢管，如后续 衬里管材装配过程不会导致基体钢管韧性降低，经协商后，夏比冲击试验可在装配前的基体钢管上取 样进行。

除另有协议外，夏比冲击试验温度应按照APISpec5L：2012中9.8.19.8.2和9.8.3规定执行

7.11.3夏比冲击试验要求

除另有协议外，标准全尺寸冲击试验应满足APISpec5L：2012中9.8.1和9.8.2要求。 按照APlSpec5L：2012中9.8.1.1许可，对于尺寸为10mm（0.394in）×7.5mm（0.295in）和10mm （0.394in）×5mm（0.197in）的小尺寸试样，冲击功要求值应分别为全尺寸规定值的0.75和0.5。 如有协议要求，基体钢管的逆切面积还应满足APISpec5L：2012中9.8.2要求。

除另有协议外，标准全尺寸冲击试验应满足APISpec5L：2012中9.8.1和9.8.2要求。 按照APISpec5L：2012中9.8.1.1许可，对于尺寸为10mm（0.394in）×7.5mm（0.295in）和10mm （0.394in）×5mm（0.197in）的小尺寸试样，冲击功要求值应分别为全尺寸规定值的0.75和0.5。 如有协议要求，基体钢管的逆切面积还应满足APISpec5L：2012中9.8.2要求。

11.4补充断裂韧性试验—落锤撕裂试验（D

经协商，对于管径超过508mm（20in）输气钢管须进行落锤撕裂试验（APISpec5L：2012中 2

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按APISpec5L：2012中9.9和附录G要求执行。内覆或衬里复合 钢管的基体钢管均应进行DWTT试验，试验前应清除试样上的耐腐蚀合金层（包括过渡层）。试验频 次应按照APISpec.5L2012中表18规定执行

焊缝金相检测试样应从纵向焊缝和任一环焊缝（对接复合钢管）上截取，试验频次应按7.3要求 执行。 试样横截面应包括焊缝两侧的焊接熔合线、热影响区（HAZ）及母材，且应抛光至1μm，酸蚀 后观察焊缝宏观结构。 除非另有规定，横截面应使用光学显微镜（放大倍数为×10或按协议要求）进行检验，且焊缝 区域不允许存在缺陷，内外焊道应充分熔合，焊缝的几何尺寸和工艺缺陷应符合如下要求（见表4）。 经协商，也可采用其他检测方式和报告评判验收。

表4焊缝金相检验验收条件

应按照ASTME384要求进行维氏硬度试验和按照ASTME18要求进行洛氏硬度试验。对以下两 类复合钢管，应采用制备好焊缝金相试样进行硬度试验。 a）埋弧焊接内覆或衬里复合钢管（制造过程中需对耐腐蚀合金层和基体钢管进行焊接）。 如图1所示，硬度应在下列4条测量位置线上进行检测。测量线位置见表5

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当碳钢焊材用于基体钢管焊缝焊接时，硬度测量位置线的数量和检测频次可协商确定。 除非另有协议，未受到热影响的母材硬度压痕间距应为1mm（0.039in），热影响区和焊缝的硬度 压痕间距应为0.75mm（0.030in）。距熔合线最近的高温热影响区硬度点，离熔合线的距离不得超过 0.5mm(0.020in)。 b）无缝复合管。 如图2所示，硬度应在下列2条测量位置线上检测，见表6。 除非另有协议，基体钢管的单个硬度值不得超过248HV10（见表7)。 如果检测硬度值超过标准要求，应向购方报告检测结果，并在同一焊缝处另取两个试样进行 复验，如复验结果中任意一个不合格，则该根钢管应拒收，且其对应炉批钢管应整批拒收或逐根 复验。

表5埋弧焊接内爱或衬里复合钢管硬度试验测量线位置

表6无缝复合钢管的硬度测量位置

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图2无缝内覆复合钢管硬度测量示意图

8.1双相不锈钢铁素体/奥氏体比率

当耐腐蚀合金层由双相不锈钢组成时，应测定铁素体/奥氏体比率。试验方法、频次和验收条件 应按照APISpec5LC：2015中8.1执行。如衬里复合钢管的耐蚀合金衬里管材已按相应材料规范进行 试验并出具了检验报告，则不需要按照本标准重新进行试验。

虫试验的目的是为确保合适的奥氏体钢和镍基合金制造工艺，并非为了验证在特定工作环境下

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合金层内表面。用锯切基体钢管方法取出耐腐 力变化。接触应力（）按平均值计算。 圆周方向的接触应力（c）计算见公式（3）

其他试验方法也可由购方和制造商推荐并协商同意

E Eex 1V2 n n

表8杨氏弹性模量和泊松比（25℃/77°F）

9.1静水压试验应按APISpec5L的规定执行，本标准修订部分除外。 9.2所有钢管经过内覆或衬里、热处理、扩径、矫直工序后都应进行静水压试验。 9.3每根钢管均应能承受基体钢管95%规定最小届服强度（SMYS）的环向应力，且无渗漏现象。 静水压试验压力按基体钢管的最小壁厚计算得出。试验过程中，试验压力不允许超过规定最低试验压 力的5%。 9.4所有尺寸钢管的压力保持时间不得少于10s。

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9.5对于衬里复合钢管，如果制造商能证明所制造的钢管全长可承受比理论计算更高的静水压试验 压力，经协商后可不进行静水压试验

管线管应按APISpec5L：2012中表9所列的基体钢管尺寸及壁厚或订货合同规定的要求交货 平端钢管的单位长度重量Wpe可按公式（4）或公式（5）进行计算：

Wpe——平端钢管单位长度重量，修约到最接近的0.01kg/m（0.011b/ft）； D钢管外径，当外径小于457mm（18in）时修约到最接近的0.1mm（0.001in），外径不小于 457mm（18in）时修约到最接近的1mm（0.039in）； T基体钢管公称壁厚，修约到最接近的0.1mm（0.001in）； 耐腐蚀合金层公称壁厚，修约到最接近的0.1mm（0.001in）； 耐腐蚀合金材料的修正系数（见表9）

表9合金材料的修正系数

成品钢管的外径尺寸应符合表10中规定的公差范围要求，内径尺寸由外径尺寸、壁厚和耐腐蚀 合金层厚度公差确定。经购方和制造商协商同意，可选用APISpec5L：2012中表9所列外径的中间 尺寸。该钢管应符合本标准的所有要求，并按第13章的要求进行标识。 经购方和制造商协商同意，钢管直径可按内径进行交付。 管端直径公差应适用于公称内径，内径公差见表10

每根成品钢管都应测量壁厚和耐腐蚀合金层以确认其符合规定要求。钢管上任意位置壁厚都应

每根成品钢管都应测量壁厚和耐腐蚀合金层以确认其符合规定要求。钢管上任意位置壁厚者

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符合表10规定的公差要求。壁厚测量应使用经过校准、具有相应精度的无损检测装置。推荐使用超 声直射装置测量覆层复合管总厚度和衬里复合管的基体钢管厚度；可按照ASTMB499规定的电磁方 法测量覆层或衬里厚度。或经协议，可用机械游标卡尺测量钢管壁厚。经购方和制造商协商，可交付 APISpec5L：2012中表9所列壁厚的中间尺寸的钢管。该钢管应符合本标准的所有要求，并按第13 章要求进行标识。 对于外径大于或等于114.3mm（4.5in）的钢管，应在工厂使用测径卷尺随机测量管体外径，且每 8h工作班至少应测量3次。

量量公差应符合APISpec5L：2012中9.14要求。

钢管应按APISpec5L：2012中表12或订货合同规定的长度交货，购方与制造商另有协议时除外。 用于测量长度小于30m（100ft）钢管的长度测量装置车库设计规范和图纸，其精度应为±0.03m（0.1ft）。

D尺寸与重量公差范围

管应具有合适的直度。所有钢管 0.2%。测量时，可采用一根拉紧的细绳或金属丝沿钢管侧表面从一端拉到另一端，测量拉紧 成金属丝至钢管侧表面的最大距离。

购方订购合同或协议中有规定时， 示准长度的钢管），对接钢管的两条纵缝错位应在45°～90°。对接钢管的具体工艺与检验要

附录D的规定执行。除非购方与制造商另有协议，衬里复合钢管不允许对接。供应对接钢管时，直 度应由购方与制造商协商确定，并按10.6规定进行测量，且应满足10.6规定的直度要求

10.8.1坡口。除非另有规定LYT标准规范范本，尺寸不小于60.3mm（2.375in）平端钢管的管端应加工30°的坡口角 和1.59mm±0.79mm（0.0625in±0.0312in）的钝边。坡口角以钢管轴线的垂线为基准测量。 尺寸小于60.3mm（2.375in）的钢管管端加工应符合购方订购合同的规定。 0.8.2衬里复合钢管管端封焊。除非购方与制造商协商同意，衬管与基体钢管之间应进行封焊。焊接工 艺和试验应符合11.3.3和11.3.4的要求。焊接工艺应作为评定文件的组成部分进行提交（见第14章）。

11.1焊接内覆复合钢管检验方法