ICS 75.180.10 E94 备案号：29441—2010
SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T6773—2010
海上结构热机械控轧（TMCP）钢板规范
Specification for steel plates for offshore structures. produced by thermo-mechanical control processing (TMCP)
(APISpec2W:1999,IDT)
2010—10-01实施
2010一05一01发布
国家能源局 发布 SY/T6773—2010
目 次
前言订购API2W钢板的建议 1范围 1.1 概述 1.2 制造后加热 1.3生产前评定 2参考标准 3 交货的一般要求 4 制造 4.1熔炼 4.2轧制 5 化学成分要求 6 机械性能要求 1 缺口韧性要求 8 标记附录A（规范性附录） 附加要求附录B（资料性附录） 热机械控轧工艺（TMCP)描述
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前言
本标准等同采用APISpec2W：1999《海上结构热机械控轧（TMCP）钢板规范》（1999年8月第4版，英文版）。
本标准等同翻译APISpec2W：1999。 为便于使用，本标准做了下列编辑性修改：
“本规范”、“APISpec2W”改为“本标准”；将英制单位置于国际单位制单位之后（以括号括起）；一删除API标准的前言、政策性声明：一增加附录性质（规范性、资料性）的表述本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。 本标准由海洋石油工程专业标准化技术委员会提出并归口。 本标准起草单位：中海石油（中国）有限公司研究中心。 本标准起草人：黄俊、崔玉军、于春洁。
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订购API2W钢板的建议
在订购按照APISpec2W的要求制造的钢板时，买方应在订购单中指定以下各项规范
APISpee 2W 根据要求 42，50，50T，或者60 见3.2.2 规定预先通知的要求按照要求按照要求
数量/尺寸级别制造工艺买方在钢厂检验交货日期和运输要求附加要求
涉及到下列附加要求买方可以做出选择并应在采购单上注明。 特别注意：本标准第1章对部分附加要求的日的和作用进行了闲述
口口口口口口口口口口口 0 口口口口 0 口口
SL 超声波检验 S2 低温缺口韧性
S2.1 -60℃缺口韧性 S2.2-40℃或-60℃以外温度缺口韧性 S2.3较高缺口韧性能量值
S3 附加拉仲试验 S4 厚度方向（Z向）试验 S5 改善厚度方向性能的低硫钢 S7 应变时效状态下改善缺口韧性低含氨量 S8 应变时效夏比V形缺口冲击试验 S9 模拟焊后热处理 S10 硬度试验 S11 生产前评定
S11.3 焊接热影响区CTOD试验 S11.4 可焊性（氢裂纹）试验在
CP（常规预热）状态 MP（改良预热》状态
S12落锤缺口韧性试验 S13表面质量 S14厚度公差
特别注意：不应将本标准解释为委员会倾向于任何材料或工艺，买方应根据自己的经验和钢板的用途来选择材料和工艺。 SY/T6773—2010
海上结构热机械控轧（TMCP）钢板规范
1范围 1.1概述
本标准涵盖了用于海洋焊接结构的4个级别的中等强度的钢板，此类钢材适用于抵抗冲击、塑性疲劳荷载以及层状撕裂的关键部位。42，50和50T级别涵盖了厚度为150mm（6in）及以下钢板， 60级别涵盖了厚度为100mm（4in）及以下钢板。 1.1.1根据APISpec2W基本要求（无附加要求）制造的42和50T级别的钢板，虽然制造方法不同并且在一定程度上化学成分不同，但至少在最低性能和实际应用方面与APISpec2H的第5章第 7章中所列的相应级别的钢板的要求等效。TMCP钢板可以通过附加要求中的规定达到更高的性能（例如较低温度下的缺口韧性或增强可焊性）。 1.1.2API2W钢板适合于主要通过冷成型和焊接制造的结构。焊接程序是至关重要的，且假定它对这类钢材及其应用都是适用的。由于TMCP钢材具有较高的屈强比，使用者往往希望考虑焊接耗材，避免使用不匹配的焊接金属。但是，应改善钢材性能以适应能在船厂和海上施工条件下进行的加工和焊接 1.2制造后加热 1.2.1.由于热机械控轧的固有特性，按照本标准制造的钢板的成形或焊后热处理温度不能超过 595℃（1100°F），否则将造成不可逆转的严重的强度和韧性损失的风险。如果在后来的建造中需要热成形，成品构件的抗拉和缺口韧性需要确认，其性能需要与本标准要求一致。验证程序需要合同双方认可。钢板焊后热处理可以采用不高于595℃（1100°F）的温度，只要试件能够证实与按照S9中规定的制造过程的热循环一致。不超过205℃（400°F）加热温度不必进行确认或模拟。 1.2.2此类钢材主要用于管节点、加强板以及其他用于承受厚度方向拉伸（Z向）的节点位置。附加要求S4提供了由制造商进行的板的厚度方向（Z向）试验以及验收的特殊的限制。附加要求S1提供了由制造商进行的超声波检验以及验收的特殊限制。 1.2.3对于厚度方向特性非常重要但没有指定厚度方向试验的应用：附加要求S5提供了对低硫化学成分的要求，以减小钢板的硫含量。但是附加要求S5不能代替附加要求S4（厚度方向试验），也不是厚度方向延展性最低水平的保证。 1.2.4第7章描述的缺口韧性要求适合于水下或者温带气候地区［最小工作温度为-10℃（14F）水上部分的应用。冷成形材料由于应变的存在使其韧性比成形前的母板低，特别是对于焊接短管和支杆导致时效的部位。第7章考虑了由于应变时效引起的韧性损失。附加要求S7和S8涉及到应变时效问题，应变超过5%或者（氮×应变量%）超过0.040时，应变时效应采用S7和或S8。 1.2.4.1对于低工作温度的应用，宜考虑更低试验温度。附加要求S2提出了试验温度不同于第7章的冲击试验。S2.1提出了-60℃的落锤或者夏比V型缺口试验，S2.2提出了试验温度在-40℃以下（不包括一60℃）的试验温度。 1.3生产前评定
分别阐述焊接热影响区CTOD试验以及耐氢裂纹的附加要求S11和APIRP2Z的第4章，描述了在常规级别钢材规格书不常出现的问题。这些问题并不是TMCP钢材独有的问题，其出现主要有以下原因：
a）使用者希望TMCP钢材比传统的钢材具有较高的使用性能（例如可以不经过预热就进行焊接
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或在以非常高的温度焊接时仍能保证良好的缺口韧性），以及 b）本标准是涵盖了广泛的不同钢材制造实践的性能标准，而不是仅仅定义化学成分，工艺和质
量控制（重要变量）等细节的规范。 时加要求S11仅仅在买方提前要求时提供。只要制造工艺的重要参数没有变化，在多数情况下可
以主要依赖钢材制造商收集的数据。 2参考标准
API
海上固定平台规划设计和建造的推荐作法工作应力法海上平台管节点碳锰钢板规范海上结构钢板生产前评定
RP2A-WSD Spec2H RP 2Z
ASTM
A6/A6M-98a A370-97a A578/A578M-96特殊用途普通和复合钢板直波束超声波探伤标准规范
结构用轧制钢棒、钢板、型钢和钢板桩的通用要求标准规范钢质产品机械性能试验标准试验方法和定义
金属材料布氏硬度的标准试验方法金属材料缺口冲击试验标准试验方法铁素体钢材无韧性转变温度落锤试验标准试验方法
E10-98 E2398 E208-95a
3交货的一般要求
3.1除非另有规定，按本标准供货的材料应符合ASTMA6/A6M的要求。 3.2不按S11订购的钢板可以根据ASTMA6/A6M的9.5.2要求进行补焊。使用的钢板材料和焊料的每一种名义化学组分都要有单独的焊接程序合格证书。应采用低氢电焊条和焊接程序。 3.3按照S11.3（焊接热影响区的CTOD试验）订购的钢板的修复焊接程序应获得买方的批准。 4制造 4.1熔炼
钢材应由平炉、氧气顶吹或电炉精炼等方法制造。 4.2轧制
钢板必须由热机械控轧工艺轧制（TMCP）生产。 4.2.1TMCP是一种严格控制变形和轧制温度的轧制方法，为了获得特定的机械性能，在轧制完成后可通过严格的温度控制加速冷却。对TMCP工艺的描述参见附录B。 4.2.2应标明使用的特殊工艺是单独使用热机械轧制CTMR），还是TMR与加速冷却（AC）一起使用。制造商的工艺应表明代码或加以标注以备参考，并提供充分的可追溯性。但这并不意味着需要暴露机密信息。 5化学成分要求 5.1钢材应符合熔炼分析确定的化学成分要求，见表1和5.2~5.5的要求。 5.2熔炼分析确定的碳当量（CE）值应根据以下两式确定：
CE=CMnCrMoVNiCu
15
6
5
1）美国材料与试验学会，100BarrHarborDrive.WestConshohockcn.Pennsylvania 19428-2959
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SiMnCuCrNiMoV
P.=C
5B
30
20
60 15 10
5.3最大碳当量应符合表2的要求。 5.4任何有意添加的元素和出现在碳当量计算中的元素应记录在报告中。 5.5没有得到买方的批准，不能有意加人硼、钒，锆、铺和其他稀土金属。 5.5.1如果添加了任何上述元素，必须根据8.1c）的规定对钢板标注附加标志。
表1 化学成分要求（熔炼分析）
化学成分要求（质量分数）
% 50及50T级
元 素
42级 0.16 0.90~1.35 0.90~1.60
60级 0.16 1.15~1.60 1.15~1.60 0. 03 0.010 0.05~0.50
0.16 1.15~1.60 1.15~1.60
碳（最大含量）
《40mm(1/in) >40mm (1%in)
锰
0.03 0.010 0.05~0.50 0. 75 0. 25
磷（最大含量）硫（最大含量）
0. 03 0.010 0.05~0.50 0.75 0.25 0.08 0.35 0.003~0.02 0.007~0.02
硅镍（最大含量）铬（最大含量）钳（最大含量）铜（最大含量）
1. 0 0. 25 0. 15 0.35 0.003~0.02 0.007~0.02 0. 03 0.012 0.015~0.055 0.02~0.06
ERN 0.08
0.35 0.003~0.02 0.007~0.02 0.03 0.012 0.015~0.055 0.02~0.06
N<0.005 N>0.005
钛
锯（最大含量）鼠（最大含量）
0.03 0.012
上
酸溶性或总量
0.015~0.055 0.02~0.06
铝见5.2，5.3,5.4和5.5。 氮不能有意加人。
A
表2最大碳当量摩度
o
级 别
Pm（最大值）
CE（最大值）
工
<40mm(1/in)
0.39 0. 41 0.43 0. 39 0. 41 0. 43 0. 42 0. 45
0. 22 0. 23 0. 24 0. 22 0.23 0. 24 0. 23 0. 25
>40mm（1in）~90mm（3%in) >90mm(3%in）150mm(6in)
42
<40mm(1/in)
50及50T
>40mm（1%in）~90mm（3%in) >90mm(3/2in)~150mm(6in)
<40mm(1/in)
60
>40mm(1%in) ~100mm (4in)
3 SY/T6773—2010
6机械性能要求 6.1试件代表的材料应符合表3的拉伸要求。 6.2应从每一张热机械控轧钢板取一个角进行拉伸试验。
表3拉伸要求
50级 345~517 (50~75) 345-483 (50~70) 448 (65) 23
性 能
42级 290462 (42~67) 290427 (42~62)
50T级 345~552 (50~80) 345517 (50~75)
60级 414~621 (60~90) 414586 (60~85)
K25mm(lin)
屈服强度 MPa(ksi)
>25mm(lin)
拉伸强度（最小值）
427 (62) 24 20
483 (70) 23 18
517 (75) 22 16
MPa (ksi)
延伸率（最小值） 50mm（2in）试件
%
200mm（8in）试件
18
7缺口韧性要求 7.1对每一张热机械控轧工艺生产的钢板必须进行三个横向试样组成的一个夏比V形冲击试验。试样应从钢板的宽度中心和厚度中心位置取样并根据ASTMA673进行试验。试件尺寸、试验温度和最低能量要求见表4。
表4# 缺口韧性要求一夏比V形缺口试验
试样尺寸 mmxmm 10x10 7.5×10 5.0x10 7.5×10 5.0×10 10X10 7.510 5.010 7.5×10 5.0×10 10×10 7.5X10 5.0×10 7.5X10 5.0X10
最小平均能量 J(ft·lb) 34 (25) 34(25) 34 (25)
最小单值 J(ft-Ib) 27 (20) 27 (20) 27 (20) 20 (15) 14 (10) 34(25) 34 (25) 34(25) 26 (19) 18 (13) 41(30) 41 (30) 41 (30) 31 (23) 20 (15)
试验温度 ℃ (F) -40(-40) =40(-40) 40(-40) 46(-50) 62 (80) 40(-40) 40(40) 40(-40) 46 (50) -62 (-80) 40(-40) -40(-40) -40(-40) -46(-50) 62(80)
级别
选项 A B c D E A B c D E A B C D E
42
26(19) 18 (13) 41(30) 41 (30) 41(30) 31 (23) 20 (15) 48 (35) 48(35) 48 (35) 35(26) 24(18)
50
60
由于碳和硫含量低，全尺寸试件的能量常常会超过ASTME23的规定。为了防止上述情况发生，生产厂家可以根据表4中选项A～E的规定选择任何试样尺寸、能量要求和试验温度组合的小试件进行试验。 4