无缝和焊接的锆和锆合金管子ASTMB 523 523M-06

无缝和焊接的锆和锆合金管子

ASTMB 523∕523M-06

1.适用范围

1.1.本标准包括三个级别的锆和锆合金无缝和焊接管子。

1.2.除非使用单一的单位制，例如腐蚀量用mg/dm2，作为标准数值用应—磅作单位或是工制度单位都应看做是独立的。用每个单位制表示的数量并不完全相等；因此各单位制必须单独使用。工制单位不可与英寸—磅单位混用。

1.3.下面的安全危险性警告只适用本标准的试验方法部分—第13节。本标准无意论述与其使有关的所有安全问题。在使用之前制定适当的安全卫生操作规程和确定这种管理限制的适用范围时本标准使用者的责任。

2引用标准

2.1.ASTM标准

A370 钢制品的力学性能试验方法和定义

B551/B 551M 锆和锆合金带材、薄板和厚板

B614 锆及锆合金表面除磷和清理的实用规程

E8 金属材料拉伸试验方法

E29 为确定与标准的一致性，在试验数据中取有效位数的使用规程

E219 金属公称管和管子超声波检验实用规程

E426 奥氏体不锈钢和类似合金无缝和焊接管状制品的电磁（涡流）检验实用规程

3 术语

3.1. 本标准专用术语的说明

3.1.1.退火的—指呈现再结晶晶粒结构的材料。

3.2.批的定义

3.2.1.管材——批包括具有相同尺寸，形状，状态以及从同一坯料或按同一还原表混合粉末和具有一热处理参数的材料。除非生产方和购买方另达成协议，否则一批仅限于最后连续退火8小时时间段的产品或最后一批退火的同一炉装料的产品。

4分类

4.1.管子按以下三个级别提供：

4.1.1.R60702级—纯锆。

4.1.2.R60704级—锆—锡合金。

4.1.3.R60705级—锆一铌合金。

5订货须知

5.1.本标准材料的订货单位应包括下列内容：

5.1.1.数量（重量或件数或两者）。

5.1.2.材料名称（无缝和焊接锆管子）。

5.1.3.尺寸（直径，厚度，长度）。

5.1.4.ASTM标准号和发布年份。

5.1.5.级别号（见4.1）。

5.1.6.如有要求，对标准的补充和附加条件。采购订单附加选择性要求，见6.31、7.3、10.1、12.7、3、14.1和15.1.

注1：典型的订货说明如下：外径2in.（50mm）。壁厚0.06in.（15mm），长度10ft（3m）的1000根无缝锆管子，真空退火ASTM B 523-01,R60702。

6材料和制造

6.1.无缝管子应用所产生的产品符合本标准要求的任何无缝方法制造。

6.2.焊接管子应用所生产的产品符合本标准要求的自动电弧焊接方法或其它方法，用符号B551标准要求的薄板或带材制造。不得使用填充金属。焊接管子应以下列方式供货：

6.2.1.焊接的。

6.2.2.焊接并进一步减径的。

6.2.3.为了防止迟缓氢脆，R60705级别焊接之后14天之内应去应力退火。

6.3.需方应规定以下之一状态：

（a）大气退火

（b）真空退火

7.化学成分

7.1.材料应符合表1中规定的化学成分要求。

7.2.除氢和氮应由最终制品确定外，对管子的化学分析应考虑用制造厂的铸锭分析。

7.3.当买方有要求，并在采购订单中注明时，表1中所列任何元素的成品分析应在最终制品上进行。

7.3.1如果验收分析结果在表2规定的允许偏差内符合制造厂的报告值，则制造厂的分析结果应认为时认证值。

表1 化学成分要求①

元素 成 分，%

级别

R60702 R60704 R60705

Zr+Hf，≥② 99.2 97.5 95.5

Hf，≤ 4.5 4.5 4.5

Fe+Cr ≤0.20 0.2～0.4 ≤0.20

Sn … 1.0～2.0 …

H, ≤ 0.005 0.005 0.005

N, ≤ 0.025 0.025 0.025

C, ≤ 0.05 0.05 0.05

Nb，≤ … … 2.0～3.0

O，≤ 0.16 0.18 0.18

①根据买方和制造厂之间的协议，对化学成分表中没有规定的元素和化合物可以要求分析和确定的限量。

②锆（Zr）+（Hf）的最小值为保证数值而不是测试值。

表2 不同实验室之间成品验收分析允许偏差

元素 成品分析允许偏差%

H 0.002

N 0.01

C 0.01

Hf 0.1

Fe+Cr 0.025

Sn 0.05

Nb 0.05

O 0.02

8．拉伸性能要求

8.1.由试样代表的材料应符合表3中规定的拉伸性能要求。

9尺寸允许偏差

9.1.直径—沿管材长度方向任一点（横截面），其外径不得超过表4中规定的允许偏差。

9..2.长度—当管子按尺寸长度订货时，管子长度不得短于规定长度，但对于长度小于等于10ft（3m）的管子允许1/8min.（3.2mm）的偏差。对于长度大于10ft（3m）的允许每10ft（3m）及其余数增加1/8min.（3.2mm）的偏差，但最大为1/2in。（13mm）。

9.3.直度—管子应无弯曲和扭折，并且最大的均匀弓形弯曲不得超过表5中所示的数值。

9.4.切口的垂直度—任何外径小于等于11/2in.（40mm）的管子的端部切割角度偏离垂直度不得超过0.016in./in.（mm/mm）。

表3 拉伸性能要求

项目 级别

R 60702 R 60704 R 60705

抗拉强度，≥ksi（Mpa） 55（380） 60（415） 80（550）

屈服强度，≥ksi（Mpa） 30（205） 35（240） 55（380）

标距2in或50mm伸长率，≥% 16 14 16

表4 根据各个测量的外表尺寸允许偏差

外径

in.(mm) 直径公差

in.(mm)①② 壁厚的

允许偏差③t，%

＜1（25） ±0.004(±0.100) 10

1~＜11/2 (25~40) ±0.005(±0.125) 10

1 1/2 ~＜2 (40~50) ±0.006(±0.150) 10

2~＜1 1/2 (50~65) ±0.007(±0.180) 10

2 1/2 ~31/2 (65~90) ±0.010(±0.250) 10

①这些外径允许偏差只用于随后需缩口、扩张（胀管）、弯曲、抛光或其它制造工序之前的轧制厂最后工序的管子。

②椭圆度是管子的最大和最小外径，在管子的任何一个横截面测量。如果测量是以环形量规测量，则应采用以下公式：椭圆度=管子的规定外径+直径公差+0.02in（0.05mm）（环形量规的长度，1in。（25mm））×管子规定外径。

③当按最小壁厚订货时，偏差均为正，并应为所示数值的两倍。

表5 直度

长度ft（m） 弧面的最大弯曲深度

＞3～≤6（0.9～1.85） 1/8in.（3.2mm）

＞6～≤8（1.8～2.5） 3/16in.（5mm）

＞8～≤10（2.5～3.0） 1/4in.（6.4mm）

＞10（3.0） 1/4in./任何10ft.（2.1mm/m）

10.工艺质量和质量等级要求

10.1.根据供需双方商定的验收标准，成品管子应清洁和无杂质，具有无毛刺的平滑端部，并没有有害的内外缺陷。小的缺陷如果未超过表4的尺寸偏差可以除去。

11数值限值的有效位数

11.1.为了确定是否符合下表中所列性能要求的规定限值，应按实用规程E29的圆整方法将实测值或计算值进行圆整。

性能 实测值或计算值的圆整基数

化学成分和偏差（当以小数表示时） 规定极限值的最右面一位数的最接近基数

拉伸强度和屈服强度 精确到1000psi（10Mpa）

伸长率 精确到1%

12.试验和复试数量

12.1.每批应做一个纵向拉伸试验，见13.1。

12.2.每批成品应做一个氢和氮含量的化学分析实验，见7.2和13.7。

12.3.每批应做一个扩口试验，见13.5。

12.4.每批焊接管子应做一个反向展平试验，见13.6。

12.5. 每根管子应经过电测试验，见13.2。无缝管子应只做超声波试验，见13.2.

每根管子应经过水压试验或气压试验，见13.3和13.4。

12.7.复试

12.7.1.如果任何试件或试样存在明显的表面污物或不适当的制备而使其不能作为真正的代表试件，则应将其废弃并用一个新的试件或者试件代替。

12.7.2.如果任何一批的任何一个试验的结果不符合规定的要求，应从同一批上取原来数量的两倍附加管子进行复试，每一个复试都应符合规定要求。

12.7.3.只有得到买方的批准，才可以对初次复试失败的管子进行再次复试。

13.试验方法

13.1.拉伸试验—按照试验方法E8进行拉伸试验。用0.2%残余变形方法确定屈服强度。拉伸性能应用0.003到0.007in./in.min(mm/mm)/min的应变速率直到屈服

强度，在超过屈服强度后增加十字头速度大约至0.05in./in.min(mm/mm)/min直到端裂来测定。

13.2无损电测或超声波试验：

13.2.1.根据实用规程E213或E426用无损电测试验每根管子。

13.2.1.1.涡流试验：

（a）由生产厂选择，标定管子应带有下列任何一种间断以确定拒收用的最小灵敏水平。间断应位于母材上。

（b）钻孔—在径向钻直径不大于0.031in.（0.80mm）孔，并完全钻透管壁，要避免钻孔时管子变形。

（c）横向切向切槽——用直径0.52in.（6.4mm）的圆形刀具或锉刀在横对管子纵轴线的表面上锉出或铣出切向横槽，其深度不得超过管子规定壁厚的12.5%或0.004in.（0.10mm），取两者中的较大值。

（d）纵向切槽—在管子外表面上平行与材料轴线的径向平面上机加工出一个宽度小于等于0.031in.(0.80mm)的切槽，其深度不得超过管子规定壁厚的12.5%或0.004in.(0.10mm)，取两者中较大值。该切槽的长度应和试验方法相应。

13.2.1.2.超声波试验—超声波试验用的纵向参考标定切槽应由制造厂选择，并且应该是实用规程E213三种常用缺口形式的任何一种。其深度不得超过管子规定壁厚的12.5%或0.004in。（0.10mm），取两者中的较大值。

13.2.2.出现一个显示超过从标定标准所得显示的任何管子应该放在一边。并对其重新加工、重新试验，或者拒收。这样放在一边的管子可以进一步地检验以确定是否有缺陷，并且如果没有发现缺陷可以从新提交做同样技术的检查。任何管子如果经重新加工（不允许用焊补重新加工）除去缺陷后仍在表4中规定的规定直径和规定壁厚偏差以内则可以重新提交检查。

13.3.水压试验：

13.3.1.除13.3.2禁止的外，每根管子应这样试验，使之经受住在管壁产生相当于室温下最小规定屈服强度50%的应力的内水压，而不产生膨胀，泄露或者其它缺陷。水压试验压力按下式确定：

P=2ST/D

式中 P=最小水压试验压力，psi（Mpa）；

S=50%最小屈服强度的允许纤维应力，psi（Mpa）；

T=壁厚，in.（mm）；

D=外径，in（mm）。

13.3.2.对于尺寸小于等于3in.（75mm）的管子，最大水压试验压力不得超2500psi（17.2Mpa），对于大于3in.的不得超过2800psi（19.3Mpa）。水压试验压力的保压时间不得短于5s。当买方有要求并在采购订单中有规定时，对于直径小于等于14in.（350mm）的管子以工作压力的1.5倍压力进行试验，假定在这样的试验压力下相应的纤维应力不超过材料按13.3.1给出的公式确定的最小屈服强度的1.5倍。当工作压力的1.5倍压力超过2800psi（19.3Mpa）时，水压试验压力应由制造厂和买方双方商定。