鈦管、鈦合金管規(guī)范標準及技術(shù)參數(shù)

本標準的固定代號為B861－01，代號后面的數(shù)字為最初采用的年份，或最新修訂的年份。圓括弧中的數(shù)字表示最新重新批準的年份。（ε）符號表示自從最新修訂或批準以來，編輯上的改變。

1. 范圍

1.1 本規(guī)范包括下述26個級別（牌號）用于一般耐蝕和高溫設(shè)備的鈦及鈦合金無縫管。

1.1.1 Gr.1－純鈦，低氧，

1.1.2 Gr.2－純鈦，標準氧，

1.1.3 Gr.3－純鈦，中氧，

1.1.4 Gr.5－鈦合金（6％Al，4％V），

1.1.5 Gr.7－鈦＋0.12~0.25％Pd，標準氧，

1.1.6 Gr.9－鈦合金（3％Al，2.5％V），

1.1.7 Gr.11－純鈦＋0.12~0.25％Pd，低氧，

1.1.8 Gr.12－鈦合金（0.3％Mo，0.8％Ni），

1.1.9 Gr.13－鈦合金（0.5％Ni，0.05％Ru），低氧，

1.1.10 Gr.14－鈦合金（0.5％Ni，0.05％Ru），標準氧，

1.1.11 Gr.15－鈦合金（0.5％Ni，0.05％Ru），中氧，

1.1.12 Gr.16－純鈦＋0.04~0.08％Pd，標準氧，

1.1.13 Gr.17－純鈦＋0.04~0.08％Pd，低氧，

1.1.14 Gr.18－鈦合金（3％Al，2.5％V）＋0.04~0.08％Pd,

1.1.15 Gr.19－鈦合金（3％Al，8％V，6％Cr，4％Zr，4％Mo），

1.1.16 Gr.20—鈦合金（3％Al，8％V，6％Cr，4％Zr，4％Mo）＋0.04~0.08％Pd，

1.1.17 Gr.21－鈦合金（15％Mo，3％Al，2.7％Nb，0.25％Si），

1.1.18 Gr.23－鈦合金（6％Al，4％V，超低間隙，ELI），

1.1.19 Gr.24－鈦合金（6％Al，4％V）＋0.04~0.08％Pd，

1.1.20 Gr.25－鈦合金（6％Al，4％V）＋0.08~0.14％Ru，

1.1.21 Gr.26－純鈦＋0.08~0.14％Ru，

1.1.22 Gr.27－純鈦＋0.08~0.14％Ru，

1.1.23 Gr.28－鈦合金（3％Al，2.5％V＋0.08~0.14％Ru），

1.1.24 Gr.29－鈦合金（6％Al，4％V，超低間隙，ELI＋0.08~0.14％Ru），

1.1.25 Gr.33－鈦合金（0.4％Ni，0.015％Pd，0.025％Ru，0.15％Cr），

1.1.26 Gr.34－鈦合金（0.4％Ni，0.015％Pd，0.025％Ru，0.15％Cr），

1.2 以英寸（inch）、磅（pound）為單位的數(shù)值作為標準值，括號中給出的值僅為參考值。

2. 引用文件

2.1 ASTM標準：

A370 鋼產(chǎn)品力學試驗方法和說明

E29 用于確定符合規(guī)范的試驗數(shù)據(jù)有效位數(shù)的確定方法

E120 鈦及鈦合金化學分析方法

E1409 惰性氣體熔化技術(shù)測定鈦及鈦合金中氧的試驗方法

E1447 惰性氣體熔化導熱率測定鈦及鈦合金中氫的試驗方法

2.2 ANSI/ASME標準

B36.19M－1985 無縫鋼管

3. 術(shù)語

3.1 定義

3.1.1 批——具有相同的名義尺寸、壁厚，且由同一鈦或鈦合金鑄錠經(jīng)相同加工工藝生產(chǎn)的，在同一熱處理爐按同一爐參數(shù)熱處理的一定量的管材組成。

3.1.2 無縫管——通過一空心的管坯生產(chǎn)及在生產(chǎn)的所有階段都應保持管斷面的連續(xù)性。

4. 訂單說明

4.1按本規(guī)范的材料訂單應包括下述適用的規(guī)范：

4.1.1 數(shù)量；

4.1.2 級別（第1章和表1）；

4.1.3 管材的名義尺寸和系列（表2）；

4.1.4 直徑公差（表3）；

4.1.5長度公差（見第9.3節(jié)）；

4.1.6 生產(chǎn)及終加工的方法（第5章和第10章）；

4.1.7 產(chǎn)品的化學分析（如果要求，按第6、7章和表1、表4）；

4.1.8 力學性能（第8、14、15 、16章和表5）；

4.1.9 包裝（第23章）；

4.1.10 檢驗和試驗報告（第19、20和21章）；

4.1.11 產(chǎn)品標記（第22章）。

5. 制造

5.1 無縫管可采用符合本規(guī)范要求的任何方法生產(chǎn)。

5.2 除非另有規(guī)定，冷加工的管材應在溫度不低于1000℉（538℃）下進行熱處理。最終在溫度1400℉（760℃）進行熱加工的管材不需要再進行熱處理。消應力狀態(tài)交付的對Gr.9、Gr.18和Gr.28管材應至少按600℉（316℃）保溫時間不少于30分鐘熱處理。

5.2.1 Gr.5、Gr.9、Gr.18、Gr.19、Gr.20、Gr.21、Gr.23、Gr.24、Gr.25、Gr.28和Gr.29 鈦合金可以按下述條件供應。

5.2.1.1 Gr.5、Gr.23、Gr.24、Gr.25和Gr.29——退火或時效，

5.2.1.2 Gr.9、Gr.18或Gr.28——冷加工和消應力或退火，

5.2.1.3 Gr.9、Gr.18、Gr.23、Gr.28或Gr.29——β轉(zhuǎn)變態(tài)，

5.2.1.4 Gr.19、Gr.20或Gr.21——固溶處理或固溶＋時效態(tài)。

6. 化學成分（Chemical Requirements）

6.1 本規(guī)范所列各級鈦及鈦合金應符合表1規(guī)定的化學成分要求。

6.1.1 在表1中所列元素是有意添加的合金元素或是海綿鈦、鑄錠及軋制品中的固有的元素。

6.1.1.1 沒有列在表1中的其它元素被認為僅僅是表1中各級鈦在熔煉中添加了不穩(wěn)定或未經(jīng)分析的車削可能產(chǎn)生的。因此，沒有列在表1的元素在產(chǎn)品分析時不要求，除非另有規(guī)定且應被認為是對本規(guī)范的額外要求。

6.1.2 在熔煉時添加的元素必須進行化學分析確定，并報告。

6.2 經(jīng)雙方同意，買主要求且在訂單中注明時，生產(chǎn)者應對沒有列在本規(guī)范的特定殘余元素進行全面分析。

6.3 化學分析至少要對兩個試樣進行確定化學成分的試驗。試樣應從鑄錠或最終提供的產(chǎn)品上制取。

7. 產(chǎn)品分析

7.1 如果需方要求，并在合同中注明時，化學成分的分析應在最終產(chǎn)品上進行。

7.2 列在表4中的產(chǎn)品分析允許差，不應放寬規(guī)定的分析要求，它僅適用于不同實驗室所測得化學含量的測量誤差，生產(chǎn)者不應將超出表1使用級別的產(chǎn)品發(fā)運出廠。

8. 力學性能（Mechanical Properties）

8.1 規(guī)定狀態(tài)的管材室溫拉伸性能應符合表5的規(guī)定。其他狀態(tài)的性能應經(jīng)生產(chǎn)單位和需方書面同意確定。

9. 尺寸允許偏差（Permissible Variations in Dimensions）

9.1 使用的管材尺寸系列應依據(jù)ANSI美國國家標準不銹鋼管規(guī)范（ANSI/ASME B36.19M---1985）中表2的規(guī)定確定。

9.2 直徑——外徑允許偏差應不超過表3的規(guī)定。

9.3 壁厚——任一點的壁厚偏差應不超過管材名義壁厚的±12.5％。

9.4 長度——管材切定尺應在訂單中注明，定尺管材應不小于規(guī)定的長度且不超過規(guī)定長度1/4英寸（6.4mm）。

9.5 直線度——管材應無硬彎，其彎曲在任意10英寸（3m）長度上不允許超過1∶500。對于長度超過10英寸（3m）的管材，其最大彎曲度應不超過1∶400。

10. 精整

10.1 精整后的管子應清潔無外來雜物，兩端光滑無毛刺，應無有害的內(nèi)部和外部缺陷。微小的瑕疵可以去除，且應不超過第9章規(guī)定的允許偏差，除非另有規(guī)定，管材應經(jīng)除鱗精整。

11. 試驗數(shù)量

11.1 從長度不大于1000英尺（300m）的一批管子中抽取一個試驗試樣，但不少于一個試樣。試樣應從整批中隨機選取。下述試驗結(jié)果應報告給用戶或其代理。

11.1.1 每個選取的試樣管上取一個拉伸試驗試樣。

11.1.2 每個試樣依據(jù)15.1的規(guī)定進行一個壓扁試驗。

11.1.3 用戶規(guī)定，當要求14.1的彎曲試驗時，每個選取的試樣管進行一個彎曲試驗。

11.2 任何試樣如果呈現(xiàn)加工損壞或因制備不當造成缺陷的，可以報廢或調(diào)換。

11.3 任何拉伸試驗試樣的延伸率達不到8.1的規(guī)定，且其斷裂的任意部位距試驗前刻在試樣上的標距中心線超過3/4英寸（19mm）時，試樣應判廢，并用另一個替代。

11.4 每根成品管子按16.1和16.2的規(guī)定進行液壓試驗。

12. 重復試驗

12.1 如果任一批中的化學成分或力學性能不符合本規(guī)范的要求，生產(chǎn)者可以對該批進行重復試驗，復驗的頻數(shù)應為原始試驗數(shù)量的兩倍。如果復驗結(jié)果符合本規(guī)范的規(guī)定，則復驗結(jié)果可以作為質(zhì)證書的試驗值。僅需向訂貨方報告合格的原始結(jié)果或復驗結(jié)果。如果復驗結(jié)果不符合本規(guī)范的規(guī)定，則材料應被依據(jù)20章的規(guī)定拒收。

13. 試驗試樣和試驗方法

13.1 本規(guī)范所采用的試驗試樣和試驗要求應符合A370方法和說明所介紹的相應規(guī)定。

13.2 所有常規(guī)力學性能試驗應在室溫下進行。

13.3 化學分析應選用E120、E1409、E1447或供需雙方同意的檢驗方法。

14. 彎曲試驗（Bending Test）

14.1 名義直徑不大于2英寸（51mm）的管材，應能夠通過彎芯直徑為12倍的管材名義直徑的芯軸冷彎90度，且無裂紋。

14.1.1 Gr.5、Gr.23、Gr.24、Gr.25和Gr.29不要求彎曲試驗。

15. 壓扁試驗（Flattening Test）

15.1 無縫管應能承受壓扁，壓扁后應無裂紋。壓扁是在室溫條件下，逐漸施加壓力使管材達到載荷面間的距離H英寸。H按下式進行計算：

式中：

H＝最小壓扁高度，英寸（mm）；

t＝名義厚度，英寸（mm）；

D＝名義外徑，英寸（mm）；（不是管材尺寸）

對Gr.1、Gr.2、Gr.3、Gr.7、Gr.11、Gr.13、Gr.14和Gr.16：

e＝0.04 適用于管材尺寸不大于1英寸；

e＝0.06 適用于管材尺寸大于1英寸。

對于上述級別以外的管材，壓扁試驗要求應經(jīng)供需雙方協(xié)商解決。

15.1.1 對于D/t 值較低的產(chǎn)品進行試驗時，如果D/t小于10，由于幾何形狀造成的在管材的內(nèi)表面6時和12時的位置拉應力過高，因此，該位置產(chǎn)生的裂紋應不作為拒收的依據(jù)。

15.2 所有的計算應保留有效位數(shù)兩位，裂紋的檢驗應用肉眼進行。

16. 水壓實驗（Hydrostatic Test）

16.1 每根管材應經(jīng)受水壓試驗。經(jīng)水壓試驗的管子不能出現(xiàn)膨脹、漏水或其他缺陷。在管子內(nèi)壁的液壓，應能在管壁上產(chǎn)生室溫下規(guī)定的最小屈服強度的50％的應力，壓力應通過下式確定：

式中：

P＝液壓試驗最小壓力，psi（或MPa）；

S＝1/2最小屈服強度的許可纖維應力；

t＝壁厚，英寸（mm）；

R0＝管子外半徑，英寸（mm）；

E＝1.0無縫管時。

16.2 對于尺寸不大于3英寸（76mm）的管材最大試驗壓力應不超過2500psi（17.2MPa），尺寸大于3英寸（76mm）的管材最大試驗壓力應不大于2800psi（19.3MPa），壓力保持時間應不小于5s。如果需方要求并在訂單中注明，直徑不大于14英寸的管材的水壓試驗的壓力應為規(guī)定工作壓力的1.5倍，按16.3進行計算該試驗壓力所產(chǎn)生的纖維應力應不超過材料最小屈服強度之半，當1.5倍的工作壓力超過2800psi時，水壓試驗的壓力應由供需雙方協(xié)商。

17. 仲裁試驗和分析

17.1 生產(chǎn)者和訂貨方對材料符合本規(guī)范的結(jié)果發(fā)生異議時，選擇雙方認可的仲裁者進行異議問題的仲裁試驗。仲裁試驗的結(jié)果應用做為材料符合本標準的判定。

18. 數(shù)值修約的程序

18.1 在此指的是確定符合本規(guī)范為目的，一個測量值或計算值其最接近有效位數(shù)右邊的數(shù)字通過修約判定達到標準接限時，這種數(shù)字修約應符合E29的規(guī)定。

19. 檢驗

19.1 除了另有規(guī)定，本規(guī)范規(guī)定的所有檢驗和抽檢應在裝運前由生產(chǎn)者進行承擔費用，而且在進行上述抽檢和檢驗時應不影響生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)。當在合同中注明時，生產(chǎn)者應及時通知訂貨方，以使定購方可以派出自己的檢驗員參加產(chǎn)品的檢驗工作，以證實供方的檢驗。

20. 拒收

20.1 如果產(chǎn)品不符合本規(guī)范或者認可的變更應拒收，除非另有規(guī)定，否則需方在發(fā)出拒收通知三周內(nèi)未接到其他處理意見，拒收的材料應退回到生產(chǎn)廠，生產(chǎn)廠應承擔此費用。

21. 質(zhì)證書

21.1 用戶要求時，生產(chǎn)者應至少向用戶提供一份質(zhì)證報告的拷貝件，其中包括本規(guī)范要求的檢驗和試驗以及化學成分和力學性能符合本規(guī)范相應級別的結(jié)果。

21.2 質(zhì)量證明書應是材料可接受的基礎(chǔ)，質(zhì)量證明書應聲明材料符合本規(guī)范的要求，生產(chǎn)者在質(zhì)量證明書中應報告依據(jù)本規(guī)范的要求進行的化學成分和力學性能試驗的結(jié)果。

22. 產(chǎn)品標記

22.1 按本技術(shù)標準生產(chǎn)的外徑等于或大于3/8英寸（9.5mm）的每一根管材應沿長度上標記。標記可采用打印、貼印或壓印如下內(nèi)容：

22.1.1 生產(chǎn)廠方專用的鑒別標記

22.1.2 ASTM標號和換版日期

22.1.3 管子級別

22.1.4 管子的尺寸和系列

22.1.5 錠號和批號

22.2 對于外徑小于3/8英寸的管子可成捆，將上述內(nèi)容標在金屬牌號上，再將其系于每捆管子上。

23. 包裝和包裝標記

23.1 除非用戶和生產(chǎn)者另有規(guī)定且在訂單上注明，管材的包裝應按生產(chǎn)者的標準進行。

24. 關(guān)鍵詞

24.1 鈦管；鈦無縫管；鈦合金管

表1 化學成分A、

表1 （續(xù)）

A、 表中所列級別的所有元素應進行分析，除非單個大于0.1或總和大于0.4，表中沒有限定的元素其分析結(jié)果不需要對外報出。

B、 使用方要求時，應提供低氫含量。C、 成品分析。D、 不需要報出E、 其他元素是金屬和合金內(nèi)部固有的微量元素，不是在生產(chǎn)工藝中由外部添加的元素，在鈦中這些元素包括：Al，V，Cr，Mo，Nb，Zr，Hf，Bi，Ru，Pd，Y，Cu，Si，Co，Ta，Ni，B，Mn和W。F、 買主可以在其定購單上要求分析本規(guī)范表中未列出的元素。G、 鈦的含量為差量法。

表2 管材的尺寸

注1- 下述管材等同于ANSI/ASME B36.19（“S”系列）或者等同于B36.10（沒注S系列）。

注2- 所列各個管尺寸系列的十進制厚度為代表他們的名義壁厚尺寸。

A、不允許依據(jù)ANSI B.1.20.1制螺紋。

表3 直徑允許偏差

A、NPS——管材名義尺寸。

表4 產(chǎn)品分析允許偏差

A、 其他元素是金屬和合金內(nèi)部固有的微量元素，不是在生產(chǎn)工藝中由外部添加的元素。

表5 拉伸性能要求A、

A 、除了有標注，性能均為退火態(tài)。

B 、性能只適用于具有中等強度的固溶處理和時效狀態(tài)（由時效溫度確定）。

C 、材料性能適用于β轉(zhuǎn)變態(tài)。

D 、適用于冷加工和消除應力狀態(tài)。

E 、適用于固溶處理狀態(tài)。

F 、性能只適用于具有高強度的處理和時效狀態(tài)（由時效溫度確定）。

G 、適用于產(chǎn)品截面或厚度小于1.0英寸（25.4mm）。

H 、適用于產(chǎn)品截面或厚度大于等于1.0英寸（25.4mm）。