Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 1575—2013
双相不锈钢制容器制造、
检验和验收规范
Specifications of fabrication, inspection and testing,
and acceptance for duplex stainless steel vessels
2013—04—15发布
2013—06—01实施
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY 1575—2013
目 次
前言
范围规范性引用文件术语和定义材料成形与加工焊接工艺评定、焊工资格考核和产品焊接试板焊接.. 焊后处理与检验腐蚀试验 10容器内施工要求·
2
3
4
5
6
7
8
.. .7
9
耐压试验… 12 质量证明文件容器的涂敷与运输包装
11
...
13 Q/SY1575—2013
前言
本标准按照GB/T1.1—2009《标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。
本标准由中国石油天然气集团公司标准化委员会石油石化设备与材料专业标准化技术委员会提出并归口。
本标准起草单位：中国昆仑工程公司、大庆石油化工机械厂本标准主要起草人：陈襄颐、陈强、李梦强、郑宝山、左振京、张勇、王凤荣、张国松。
I Q/SY 1575—2013
双相不锈钢制容器制造、 检验和验收规范
1范围
本标准规定了炼油化工装置双相不锈钢制容器制造、检验和验收的特殊要求。 本标准适用于GB150.2—2011中规定的S22253和S22053制压力容器制造、检验和验收的特殊
要求。 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
GB150.2压力容器第2部分：材料 GB150.4—2011压力容器第4部分：制造、检验和验收 GB/T 228. 1 金属材料拉伸试验 第1部分：室温试验方法 GB/T 229 金属材料 夏比摆锤冲击试验方法 GB/T 232 金属材料 弯曲试验方法 GB/T 2653 焊接接头弯曲试验方法 GB/T 4842 氩 GB/T 8979 纯氮、面 高纯氮和超纯氮 NB/T47014—2011 承压设备焊接工艺评定 NB/T 47016—2011 承压设备产品焊接试件的力学性能检验 JB/T 4711 压力容器涂敷与运输包装 JB/T 4730.5 承压设备无损检测 第5部分：渗透检测 TSG R0004- 2009 固定式压力容器安全技术监察规程 ASTM A240 压力容器与普通设备用铬和铬镍不锈钢厚板及带材规格 ASTM A262 奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性的检测规程 ASTM A923 双相奥氏体/铁素体不锈钢有害沉淀相检验的试验方法 ASTM G36 在沸的氯化镁溶液中进行的应力腐蚀裂纹试验 ASTM G48 使用三氯化铁溶液做不锈钢及其合金的耐麻点腐蚀和抗裂口腐蚀性试验的标准方法术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
3
3. 1
双相不锈钢 duplex stainless steel 基体组织由奥氏体、铁素体或马氏体中任何两种组成的不锈钢。本标准指的是奥氏体一铁素体型
双相不锈钢，在其固溶组织中铁素体相和奥氏体相大约各占一半。
1 Q/SY1575—2013 3. 2
抗点蚀当量 量 pitting resistance equivalent numbers 用来表示钢材的抗点蚀能力的量化指标，主要取决于Cr，Mo和N元素的含量，通常用PREN
值表示。 3. 3
超级双相不锈钢 super duplex stainless steel 超级双相不锈钢是抗点蚀当量PREN值大于40的双相不锈钢。本标准中指的是ASTMA240中
规定的S32750 3. 4
冷成形 cold forming 在工件材料再结晶温度以下进行的塑性变形加工。
3.5
热成形hot forming 在工件材料再结晶温度以上进行的塑性变形加工。
4 材料 4.1压力容器用双相不锈钢钢板、钢管、钢锻件的化学成分、力学性能、供货状态满足相关标准要求。 4.2允许使用ASTMA240中规定的S31803，S32205，S32750（超级双相不锈钢）双相不锈钢钢板、钢管、钢锻件，材料的化学成分、力学性能、供货状态满足相关标准要求。 4.3双相不锈钢的抗点蚀当量PREN值应按下式进行计算：
PREN=Cr的质量分数3.3Mo的质量分数16N的质量分数
S22253，S22053，S31803，S32205双相不锈钢PREN值不小于34，S32750超级双相不锈钢 PREN值不小于41。 4.4受压元件所采用的双相不锈钢钢板、钢管、钢锻件应按照ASTMA923中规定的C法进行腐蚀性试验，试验结果满足标准要求。 4.5焊接材料应符合设计文件要求，并由制造厂经过焊接工艺评定后确定。 4.6压力容器受压元件用双相不锈钢材料应附材料生产单位的钢材质量证明书，制造单位应对采购材料按炉批号，逐批进行化学成分、力学性能、铁素体含量、耐蚀性能的复验，有证据合格后才能进行加工。 4.7质量保证书应包括，但不限于以下内容：
a）化学成分（熔炼分析、成品分析）。 b) 铬、镍当量和成品铁素体含量测量数值。 c) 酸浸低倍试验报告， d) 力学性能试验数值。 e） 腐蚀试验报告。
热处理温度、保温时间、冷却方法。 用户要求的其他试验数据。
f)
2 Q/SY 1575—2013
成形与加工
S
5.1原材料应与碳钢分区存放，加工、成形过程中应采用必要的防护措施，防止铁离子污染。 5.2原材料的切割，优先选用机械方法。热切割方法限于使用等离子弧或激光切割，切割后用机加工方法或精磨去除所有的热影响材料 5.3冷成形：除非图纸另有规定，冷成形的封头如若冷成形后变形率超过6%，成形后应对封头进行固溶处理及除锈。
变形率的计算：单向拉伸：
= 508[1-(R / R)/R×100%
双向拉伸：
= 700[1 -(R / R)J/R,×100%
式中：
钢板变形率，用百分数表示；钢板名义厚度，mm；
Rr 钢板弯曲后的中线半径，mm； R。—钢板弯曲前的中线半径，mm；对于平板R=，mm。
5.4热成形：除非图纸另有规定，所有热成形加工的元件，在成形后均应进行固溶处理及除锈。对于复合板制的设备，其热处理要求应根据基层材料的厚度，按规范的规定进行消除应力热处理。热成形时应制备母材热处理试件。 5.5制造单位应根据制造工艺确定加工余量，以确保受压元件成形后的实际厚度不小于设计图样标注的最小成形厚度。 5.6经过固溶处理后，应对母材热处理试件进行如下检验，项目包括：
a) 冲击试验。 b) 金相检验及铁素体相比例检验 c) 硬度。 d) 腐蚀试验
所有上述试验的结果应满足6.2的要求。
e） 5.7 对于先拼板后成形的封头，拼板焊缝应采用内坡口（成形后根部在外）。封头拼缝在成形前、后都要分别进行100%射线及渗透检测。拼接封头成形应制备产品焊接试件。
6 焊接工艺评定、焊工资格考核和产品焊接试板
6.1 施焊前应进行焊接工艺评定，焊工应持证上岗，具有合格持证项目，产品焊接试件应在制造过程中制备，并做好标记。
下列焊缝必须制备至少一块产品焊接试件： a） 纵向焊缝。 b) 由成形的瓣片和顶圆板拼接制成的凸型封头径向焊缝。 c） 椭圆型或碟型封头的拼接焊缝。
6.2焊接工艺评定、对接焊缝的产品焊接试件试验等的机械性能检查项目，除符合NB/T47014-
3 Q/SY1575—2013 2011和NB/T47016—2011规定外还应符合以下规定：
a） 拉伸试验：常温下进行两个试件的拉伸试验，抗拉强度满足表1的要求
表1 常温下抗拉强度 Rm, MPa
材料等级 GB150.2规定的S253 GB150.2规定的S22053
Rm, MPa ≥621 ≥621 ≥800
材料等级 ASTMA240规定的S31803 ASTMA240规定的S32205 ASTMA240规定的S32750
>620 ≥620
b) 弯曲试验：四个横向弯曲试件，弯曲角度180°，两个面弯、两个背弯，在试验后均不允许
出现可见裂纹或开口等缺陷。 冲击试验：对于板材， ，夏比V型缺口试件应包括焊缝和热影响区，按ASTMA923B法进
c)
行，V型缺口应分别开在焊缝根部、表面和横截面上，冲击试验值按表2。
表2夏比V型缺口试件合格指标
材料等级
部位母材热影响区焊缝母材
40℃ KV >54J >54J >34] 按协议
GB150.2规定的S22253，S22053 ASTMA240规定的S31803，S32205
ASTMA240规定的S32750
对于小试件，基材各对应尺寸的冲击试验值按表3。
表3夏比V型缺口小试件合格指标
试样尺寸 10mm×7mm 10mm×6mm 10mm×5mm
部位母材母材母材
- 40℃ KV. ≥44 J >40J >36J
其中，横截面取样位置见图1。
硬度测定和铁素体含量测定：焊接工艺评定、焊工资格考核和产品焊接试件都应包括对同一个样品焊缝、热影响区和基材的断面进行的硬度测定和铁素体含量测定。
d)
对该断面进行微观检查，应显示一个平衡的结构，铁素体相与奥氏体相约各占一半，没有有害的晶粒边界沉淀或二次相存在，铁素体含量应控制在40%～60%范围内。
硬度测定：该断面应承受沿平行于内、外表面2mm直线和中心线进行10kg维氏硬度试验。试验点应分布于热影响区和熔合区附近，最大允许硬度值应为320HV10。
e） 腐蚀试验按第9章进行。 f）试样的拉伸、弯曲、冲击试验除设计文件另有规定外，分别按GB/T228.1，GB/T232，
GB/T2653和GB/T229及表1至表3执行对于填角焊缝和堆焊层的焊接工艺评定、焊工资格考核也可参照上述的规定，
6.3
4 Q/SY 1575—2013
热影响区
焊缝区
a）热影响区冲击试样位置
b）焊缝区冲击试样位置
注：c=T/4；双面焊时，c从焊缝背面的材料表面测量。
图1冲击试样位置图
7焊接 7.1基本要求 7.1.1焊接前，应对双相不锈钢母材进行标识确认，必要时进行光谱分析，防止错用。 7.1.2应对持证焊工在上岗前进行必要的双相不锈钢理论知识和现场技能模拟培训与考核，焊工资格考核满足6.2的要求。 7.1.3 焊接设备应符合下列要求：
a）钨极氩弧焊（GTAW）时，应采用直流逆变焊接电源和具有高频引弧装置及衰减装置，并
且有提前送气和滞后停气的功能，直流正接（DCEN)，电极为负极。电极应为2%针钨极，磨削成锥顶状，顶角30°～60，顶点稍平。
b) 焊条电弧焊（SMAW）时，应采用直流逆变焊接电源，直流反接（DCEP），焊条为正极 7.1.4双相不锈钢焊接应设置专用的场地，不得与黑色金属制品或其他材质混杂。焊接工作场所应保持洁净、干燥、无污染。 7.2焊前准备 7.2.1坡口准备要求如下。 7.2.1.1双相不锈钢的焊接接头设计应有助于完全焊透和避免未熔合。典型V型坡口形式的尺寸推荐采用：坡口角度65°～75°，钝边1mm～2mm，组对间隙2mm～3mm。 7.2.1.2应采用机械方法（车床、专用砂轮机、坡口机等）切割和加工坡口。S32750超级双相不锈钢不允许采用等离子弧等热加工方法加工坡口，其他双相不锈钢当采用等离子弧等热加工方法加工坡