API SPEC 16R CHINESE-1997 Specification for Marine Drilling Riser Couplings (FIRST EDITION Effective June 1 1997).pdf

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1、 海勘 探AP第199海 洋 钻探 与生 产I Spec 11 版， 197 年 6 月钻 井 隔产 部 6R 97 年 1月 1 日 实隔 水管月 实 施 石 油管 接头油 工业 标规范准化研 究究 所翻译出版SpCoExpAPFIREFFecificuplinloration anI Spec 16ST EDITECTIVEationgs d ProductR ION, JANDATE: Jfor ion DepartUARY 1UNE 1, 石 油Mariment 997 1997 油 工业 标ne D准化研 究rilling究 所翻译Ris出版er API 标准翻译出版委员会 主 任：

2、杨 果 副主任：高圣平 万战翔 付 伟 邢 公 委 员： （按姓氏拼音为序） 陈俊峰 陈效红 崔 毅 杜德林 范亚民 方 伟 郭 东 韩义萍 何保生 李树生 刘雪梅 马开华 秦长毅 单宏祥 孙 娟 王 慧 王进全 王 欣 文志雄 夏咏华 张虎林 张 勇 张 玉 邹连阳 主 编：高圣平 副主编：杜德林 本标准由石油工业标准化研究所组织翻译、出版和发行。 本标准翻译责任人：杨玉刚 本标准一校责任人：孙 娟 本标准译 文难免有不妥之处，欢迎各位读者批评指正。 API 授权声明 本标准由美国石油学会（ API）授权许可，由石油工业标准化研究所（ PSRI）组织翻译。翻译版本不代替、不取代英文版本，英文

3、版本仍为具备法律效力的版本。 API 对翻译工作中出现的错误、偏差、误解均不承担任何责任。在未经 API 事先书面许可的情况下，不得将翻译版本进行再翻译或复制。 AUTHORIZED BY API This standard has been translated by Petroleum Standardization Research Institute （ PSRI） with the permission of the American Petroleum Institute （ API） . This translated version shall not replace nor

4、supersede the English language version which remains the official version. API shall not be responsible for any errors, discrepancies or misinterpretations arising from this translation. No additional translation or reproduction may be made of the standard without the prior written consent of API. V

5、 特别说明 API 出版物只针对一些共性问题。有关特殊问题，宜查阅地方、州和联邦的法律法规。 API 不为雇主、制造商和供应商承担对其雇员在健康、安全风险及预防措施进行教育、培训和装备等方面的义务。亦不承担他们按照当地、州或者联邦法律要求所应承担的责任。 关于特定材料和条件方面的安全与健康风险以及适当预防措施的信息，宜向雇主、该材料制造商或供应商索取，也可从材料安全数据单上获取。 API 出版物中的任何内容，都不能解释为（以暗示或其他方式）赋予任何人制造、销售或使用专利权所涵盖的任何方法、仪器或产品的权力；也不能解释为担保任何人侵犯专利权而不承担责任。 通常， API 标准最长每隔五年就要复审

6、一次，复审的结果是修订、确认或废止。该五年复审周期有时会延期一次，但延期最长不超过两年。作为现行 API 标准，本出版物自出版之日起有效期为五年，若批准延期， 自再版之日起五年后不再有效。 关于本出版物的出版状态， 可向 API 标准部查询， 电话： （ 202）682-8000。 API 出版物和资料的目录每年出版一期，每季度更新一次。 API 地址为： 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005。 本文件是按照 API 标准化工作程序制定的，该程序保证了制定过程的透明度和广泛参与；本文件被认定为 API 标准。关于本标准内容解释方面的有关问题，或

7、者关于标准制定程序方面的看法和问题，应以书面形式提交给美国石油学会标准部经理，地址是： 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005。如果需要复制或翻译本标准的全部或部分内容，也请与业务服务部经理联系。 出版 API 标准是为了使公众能够更方便地获取已经证实的、良好的工程与操作惯例。但至于何时何地应当使用这些出版物，仍需要用户依据自身的实践经验而作出明智的判断。 API 标准的制定和出版，无意以任何方式限制任何人使用任何其他操作惯例。 任何按照 API 标准的会标使用要求标志其设备和材料的制造商，对于其产品符合相关 API 标准，负有全部责任。 API

8、 不承诺、担保或保证这些产品实际上确实符合该项 API 标准。 版权所有，违者必究。在没有得到出版商的书面批准之前，任何人都不允许在检索系统中复制和 保存本文件中的任何内容或者采用电子、机械、复印、录像或者其他方式传播本文件中的任何内容。 请联系出版商美国石油学会出版业务部，地址：1220 L Street, NW, Washington, DC 20005。 版权 1997美国石油学会 API 前言 任何愿意使用 API 出版物的人都可以任意使用。 API 已经尽了一切努力来保证这些出版物中所含数据的准确性与可靠性；然而，关于本标准 API 不做任何承诺、担保或保证，在此明确声明，由于使用本

9、标准而造成的任何损失，或者因本标准与当地法规有冲突而造成违法， API 将不承担任何义务和责任。 欢迎用户提出修订建议，这类建议应提交给 API 标准和出版部，地址是： 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005，或发送电子邮件： standardsapi.org。 目 次 1 范围 1 1.1 目的 . 1 1.2 文本结构 1 2 规范性引用文件 1 3 定义 2 3.1 功能 2 3.2 术语 2 3.3 设计型式 3 4 设计 4 4.1 使用类别 4 4.2 隔水管载荷 . 5 4.3 通过分析确定应力 6 4.4 应力分布验证试验 6 4

10、.5 接头设计载荷 . 6 4.6 静载荷设计 . 7 4.7 应力放大系数 . 7 4.8 设计文件 8 5 材料选择和焊接 8 5.1 材料选择 8 5.2 焊接 10 6 尺寸和重量 . 10 6.1 接头尺寸 10 6.2 接头重量 10 7 质量控制 . 11 7.1 概述 11 7.2 原材料合规性 . 11 7.3 制造合规性 . 11 8 试验 16 8.1 目的 16 8.2 设计鉴定试验 . 16 9 标志 17 9.1 钢印 17 9.2 要求的信息 . 17 10 操作和维护手册 17 10.1 设备说明书 . 18 10.2 接头使用指南 . 18 10.3 维护说明

11、书 . 18 附录 A 应力分析 19 附录 B 可供选择的鉴定试验 21 附录 C 静载荷设计 23 表 1 最低力学性能 . 9 表 2 防喷器孔径和隔水管外径兼容尺寸组合 . 10 表 3 射线照相线性夹渣最大长度 . 15 表 4 基准值长度 超声波检测最大振幅夹渣指示 16 图 1 等效圆模型 . 12 图 C-1 横截面 A-A 的应力分布 27 1 海洋钻井隔水管接头规范 1 范围 1.1 目的 本规范规定了海洋钻井隔水管接头的设计、额定值计算、制造和试验。不管制造商或连接方法如何，只要确定了接头的额定能力值，便能按照接头在具体的载荷级别下产生的最大应力，对接头型号进行分类。本规

12、范直接涉及到 API RP 16Q 海洋钻井隔水管整体系统的设计、选择和操作。 1.2 文本结构 本规范章节编排清晰明了，便于参考。第 3 章表述了海洋隔水管接头的功能并定义了相关术语。第 4 章包含使用类别和设计准则。第 5 章包含材料和焊接要求，第 6 章包含尺寸。第 7章涵盖质量控制。第 8 章详细表述了设计鉴定试验要求，第 9 章规定了产品标志要求。第 10 章规定了操作及维护手册的要求。附录 A、附录 B 和附录 C 规定了分析、试验、设计和信息等。 2 规范性引用文件 本规范部分或全部地引用了本章所列的 API 标准和行业标准。除非另有规定，否则，应采用这些标准的最新版本。 API

13、 RP 16Q 海洋钻井隔水管系统的设计、选择、操作和维修 API SPEC 6A 井口装置和采油树设备规范 ASME1锅炉及压力容器规范 第 V 卷、第 VIII 卷和第 IX 卷 ASTM2 A-370 钢产品力学性能试验 ASTM E-10 金属材料布氏硬度 ASTM E-18 金属材料洛氏硬度和洛氏表面硬度 ASTM E-92 金属材料维氏硬度 ASTM E-94 射线照相检测 ASTM E-165 液体渗透检测 ASTM E-709 磁粉检测 ASTM E-747 射线照相用线型像质指示器的设计、制造和材料分类 AWS3 D1.1 美国焊接学会钢结构焊接规范 1 美国机械工程师学会，

14、 1950 Stemmons Freeway, Dallas, Texas 75207。 2 美国材料与试验学会， 1916 Race Street, Philadelphia, Pennsylvania 19103-1187。 3 美国焊接学会， 550 Northwest LeJeune Road, Miami, Florida 33126。 2 API Spec 16R 3 定义 3.1 功能 海洋隔水管接头提供了快速连接和拆卸隔水管单根的方法。接头母扣或公扣（取决于设计型式）提供支承，当送入或回收隔水管时，把悬挂的隔水管柱重量传递给隔水管搬运卡盘。此外，接头可以支承节流、压井和辅助管线

15、和浮力装置的反作用载荷。 3.2 术语 下列定义适用于本规范。 API RP 16Q 内包含了海洋钻井隔水管系统的全部定义。 3.2.1 辅助管线 auxiliary line 平行于隔水管主管排列的能够使流体流动的外部导管（不包括节流压井管线）。这些管线的示例包括控制系统流体管线、浮力控制管线和钻井液增压管线。 3.2.2 浮力装置 buoyancy 隔水管单根安装的减少其水下重量的装置。 3.2.3 节流压井（ C&K）管线 choke and kill (C&K) lines 平行于主管排列的用于循环流体以控制井压的外部导管。节流压井管线是主承压件。 3.2.4 接头 coupling

16、两节隔水管首尾连接的机械装置。 3.2.5 海洋钻井隔水管 marine drilling riser 用于把井筒从海底井口装置上的井控设备延伸到浮式钻井平台的管状导管。 3.2.6 预载 preload 公扣件和母扣件接触界面之间产生的承压载荷； 这是由接头连接过程中发生弹性形变引起的。 海洋钻井隔水管接头规范 3 3.2.7 额定载荷 rated load 接头根据最大预期作业载荷进行设计、分析和试验期间所采用的公称施加载荷条件。在额定工作载荷下，隔水管接头断面平均应力不得超过本规范规定的许用极限。 3.2.8 隔水管母扣 riser coupling box 母扣件。 3.2.9 隔水管

17、单根 riser joint 一节两端配备公母扣的隔水管管子，通常包括组成的节流、压井和辅助管线。 3.2.10 隔水管主管 riser main tube 构成隔水管单根的基本管子。 3.2.11 隔水管公扣 riser coupling pin 公接头件。 3.2.12 应力放大系数（ SAF） stress amplification factor（ SAF） 等于零部件（包括焊缝）内的局部峰值交变应力除以该件处的管壁内的公称交变应力。该系数用于说明在隔水管零部件内出现的由几何应力放大引起的应力增加。 3.3 设计型式 接头设计可以要求接头预载，也可以不要求接头预载。接头设计型式包括但并

18、不局限于本章规定的型式。 3.3.1 炮栓式接头 breech-block coupling 一个构件部分旋转至另一个构件而联锁接合的一种接头。 3.3.2 爪套式接头 collet-type coupling 与隔水管接头构件配套的带有槽的圆柱形构件的接头。 4 API Spec 16R 3.3.3 栓销式接头 dog-type coupling 通过机械驱动使公扣和母扣之间啮合的楔形（挡块）接头。 3.3.4 法兰式接头 flange-type coupling 通过螺栓将两个法兰连接在一起的接头。 3.3.5 螺纹式接头 threaded coupling 带有配对螺纹件以形成啮合的接头

19、。 4 设计 4.1 使用类别 接头制造商应提供规定额定载荷能力值的每个接头尺寸和型号的设计信息。 这些数据基于设计载荷（如 4.5 中规定）确定，并通过试验进行验证（如 8.2 中规定）。 4.1.1 尺寸 隔水管接头按隔水管主管的尺寸进行分类。 接头设计对应的隔水管外径和壁厚 （或壁厚范围）应形成文件。 4.1.2 额定载荷 本条所列的额定载荷（根据施加载荷所引起的应力大小）提供了接头型号分类的一般方法。为了鉴定具体的额定载荷， 接头计算的或测量的应力均不应超过该接头材料承受额定载荷时的许用应力极限。在 4.6 中确定材料许用应力。 额定载荷如下： a. 0.500百万 磅。 b. 1.0

20、00百万磅。 c. 1.250百万磅。 d. 1.500百万磅。 e. 2.000百万磅。 f. 2.500百万磅。 海洋钻井隔水管接头规范 5 4.1.3 应力放大系数 在管子与接头焊缝处和公扣和母扣应力最高处，计算的接头应力放大系数（ SAF）值应形成文件。应力放大系数（ SAF）是管子尺寸和壁厚的函数。计算如下： 4.1.4 额定工作压力 在隔水管单根之间，接头应具备压力密封功能。制造商应将每一接头设计的额定内部工作压力形成文件。 4.2 隔水管载荷 钻井隔水管抵抗环境载荷的能力主要取决于张力。 环境载荷包括海流和波浪的流体动力及浮式钻井平台对风和波浪的动态响应引起的运动。 欲确定隔水管

21、对环境载荷的响应，以及隔水管内产生的以及隔水管上作用的机械载荷，需运用计算机进行专门的模拟与分析。 API RP 16Q 中规定了确定隔水管系统设计载荷和响应的一般程序。 设计计算时，应考虑额定载荷中没有考虑到的附加作用载荷，这可能会对接头设计产生重大影响。 4.2.1 节流压井和辅助管线引起的载荷 通常，隔水管接头对节流压井和辅助管线提供支承。该支承迫使管线接近隔水管的曲率。载荷可能由管线压力、外加挠曲及管线重量引起。设计接头时，制造商应将节流、压井和辅助管线引起的那些载荷形成文件。 4.2.2 浮力装置引起的载荷 隔水管接头可对浮力装置提供支承，从而在接头上产生载荷。设计接头时，制造商应将

22、浮力装置轴向载荷形成文件。 4.2.3 搬运期间引起的载荷 搬运工具和 /或卡盘悬挂隔水管时，会产生临时载荷。设计接头时，制造商应将隔水管搬运载荷及其施加方式形成文件。 局部峰值交变应力 埋管换热器管中的公称交变应力SNA = （ 1）6 API Spec 16R 4.3 通过分析确定应力 在设计隔水管接头静载荷（ 4.6）及确定应力和放大系数（ 4.7）时，需详细了解接头内的应力分布。该信息应通过有限元分析获得，随后，通过样品应变计试验予以确认。隔水管接头必须进行有限元分析，并形成文件。分析必须提供准确或可靠的峰值应力，并应包括任何因磨损、摩擦和制造公差而引起的预载损失的不利影响。应力分析见

23、附录 A，并形成文件。应力分析应包括以下内容： a. 分析的硬件和软件。 b. 网格大小。 c. 施加载荷。 d. 预加载荷损失。 e. 材料因素。 4.4 应力分布验证试验 设计研究完成后，应对一个或多个隔水管接头样品或应进行试验，以验证应力分析。试验有两个主要的目的：第一验证对预载荷、分离性能和摩擦系数所作的任何假设，第二证明应力分析预测。 当预载应力涉及上紧载荷或位移时， 应采用应变计进行测量。 灵敏度应通过改变摩擦系数 （至少包括两个值）予以确定。 应施加接头设计载荷，以验证在有关分离分析中所做的任何假设。 应变计应尽可能地布置在接近按 4.3 进行的有限元分析预测的最高应力区至少五个

24、点处， 以及远离应力集中区的五个点。应使用三向应变计。应记录应变计所有读数和有关的载荷条件，并保存作为接头设计文件的一部分。 常规设计鉴定试验可与该应力分布验证试验同步进行，见 8.2 规定。 注： 通常，难于获得与分析结果完全一致的应变数据。高应力区可能无法接近进行准确测量，有时，高应力区很小，应变计只能给出一个平均值而不是峰值。该试验宜用于验证关键点周围区域的应变模式。 4.5 接头设计载荷 接头设计载荷表示接头的最大承载能力。制造商应根据本规范给出的方法和准则，确定每个接头设计的设计载荷。接头计算或测量的应力，均不应超过该接头材料承受设计载荷时的许用应力极限。 4.6 中规定了材料的许用

25、应力。接头的额定载荷（ 4.1.2）必须小于或等于接头的设计载荷。 海洋钻井隔水管接头规范 7 为简单起见，将轴对称张力作为所采取的设计载荷条件。在采用该简化时，隔水管弯矩转化成等效张力（ TEQ）。接头设计载荷可规定为量值 TDESIGN的轴对称张力，或可以考虑是张力（ T）和弯矩（ M）的任何组合，所以： DESIGNERooocTTTtddtdtMTAIMT 442)2()(32式中： c 隔水管的平均半径。 I 隔水管的惯性矩。 A 隔水管的横截面面积。 do 隔水管的外径。 t 隔水管的壁厚。 按上述公式计算时， 纯弯曲引起的在管壁中间处计算的隔水管应力与纯张力引起的应力的处理方式相

26、同。接头设计分类时，只需考虑轴对称拉伸载荷（ TDESIGN）。 虽然接头设计载荷提供了一种对接头型号进行分类的方法，而不考虑制造商或连接方法，但其并未包括影响接头设计的所有载荷。在接头设计评估时，也应包括 4.2 中规定的附加载荷。 4.6 静载荷设计 4.6.1 概述 隔水管接头静载荷设计应能承受设计载荷和预载（如有），并保持最大横截面应力在规定的许用极限范围内。 4.6.2 隔水管接头应力 除螺栓外，隔水管接头的所有其它零部件的应力级别均应小于附录 C 给出的数值。 对于螺栓法兰式接头中的承载螺栓，制造商应将螺栓的设计许用应力级别形成文件。这些螺栓应力的验收准则应基于公认的规范和标准。

27、4.7 应力放大系数 现场经验表明， 隔水管接头失效最可能的原因是在应力集中点形成的疲劳裂纹的扩展。 因此，设计人员应负责尽量将引起疲劳裂纹产生和扩展的条件降到最低。在具体应用接头时，用户不用对接头进行大量的疲劳试验，可采用应力放大系数（ SAF）预测接头的疲劳损伤。应力放大系数（ SAF）是交变应力倍幅范围的函数。 8 API Spec 16R 需要特别注意的是应力放大系数主要取决于有限元分析的详尽程度及分析中假设的有效性。诸如载荷分布、现场作业中预载的正确性和在关键应力点的有限元网格尺寸之类的假设，需对每一设计情况进行具体的评估。应力放大系数（ SAF）的计算并不用于代替疲劳寿命综合分析。

28、 接头具体设计时，应采用下列程序： a. 从 4.1.2 选择额定载荷。 b. 按照 4.3 的规定进行有限元分析，确定下列载荷的最大等效组合应力： 1. L1 = 公称预载 0.2额定载荷。 2. L2 = 公称预载 0.4额定载荷。 3. L3 = 公称预载 0.6额定载荷。 4. L4 = 公称预载 0.8额定载荷。 5. L5 = 最小预载 0.2额定载荷。 6. L6 = 最小预载 0.4额定载荷。 7. L7 = 最小预载 0.6额定载荷。 8. L8 = 最小预载 0.8额定载荷。 c. 按照 4.4 用应变计试验样品，验证有限元分析。 d. 识别结构中和管子与接头焊缝中的高应力

29、点，并记录载荷条件 L1L8的局部峰值应力L1L8（采用冯米塞斯理论，详见附录 C）。 e. 计算公扣和母扣的应力放大系数（ SAF）。如应力放大系数（ SAF）随载荷或预载而变化，则将该变化形成文件。 4.8 设计文件 每一个规格、型号和使用类别的最后一个产品制造后，制造商应保存下列文件至少十年： a. 按 4.2 规定的设计载荷（拉伸载荷、弯曲载荷、辅助管线载荷和其它载荷）。 b. 按 4.3 的规定进行的有限元分析。 c. 按 4.4 和 8.2 的规定进行的试验的结果。 d. 按 4.7 的规定进行的应力放大系数（ SAF）和峰值应力计算的结果。 5 材料选择和焊接 5.1 材料选择

30、5.1.1 概述 海洋钻井隔水管接头规范 9 隔水管接头的每一个零部件的材料选择，均应包括载荷类型、温度范围、腐蚀条件、强度要求、耐用性、韧性和失效结果。在隔水管系统的整个使用期限内，隔水管系统制造商应保存这些设计参数的文件。所有使用材料应符合化学成份、物理和力学性能、制造方法和过程、热处理、焊接性能和质量控制等书面规范。该书面规范可以是出版物，也可以是制造商制定的文件。 主承载件的所有材料（包括焊缝金属）应是低合金钢，该低合金钢应符合 5.1.5 规定的试样所代表的性能。试样应取自分铸或附铸试块，取自同一炉，并（如适用）采用类似的成形方法和其代表的产品材料相同的热处理。 5.1.2 化学成分

31、 所有材料的化学成分均应符合制造商的书面规范。 材料化学成分与制造商成分规范的符合性，应通过工厂分析或试样验证进行证明。 5.1.3 力学性能 所有材料的最低和最高力学性能应符合制造商书面规范的规定。此外，主承载件的材料（包括焊件）还应满足表 1 的最低力学性能。 表 1 最低力学性能 性能 最低值 伸长率 断面收缩率 18% 35% 所有力学性能热处理后，应按 ASTM A-370、 E-8 进行力学性能试验，试验中使用的试样应符合 5.1.5 的规定。 5.1.4 冲击试验 载荷路径中的零部件的材料（包括焊件）应符合下列最低夏比 V 型缺口冲击值： a. 三个试样的平均值：在- 4（- 2

32、0）时为 30 ft-lbs。 b. 单个试样最小值：在- 4（- 20）时为 21 ft-lbs。 在力学性能经过所有热处理后，应按 ASTM A-370、 E-23 进行力学性能试验，试验中应使用具有代表性的试样。应进行缺口冲击试验，且将其中的试样纵向定向至母体金属的纹理方向。 5.1.5 试样 试样应符合 API Spec 6A PSL 3 的规定，并取自质量鉴定试样（ QTC）。 10 API Spec 16R 5.1.5.1 拉伸试验和冲击试验 拉伸试样和冲击试样应取自最终质量鉴定试样热处理工艺周期后的同一质量鉴定试样。 拉伸试样和冲击试样应取自质量鉴定试样，对于实心质量鉴定试样，其

33、纵向中心轴线完全位于 1/4 T 包封的芯部内，或对于空心质量鉴定试样，其纵向中心轴线完全位于最厚截面中间厚度的 1/4 in 内（见图 1）。 当解剖生产件用作质量鉴定试样时，拉伸试样和冲击试样应取自该件最厚截面 1/4 T 位置。 5.1.5.2 硬度试验 硬度试验按以下步骤进行： a. 在最终热处理工艺周期后，在质量鉴定试样上至少应进行两次布氏硬度试验。 b. 硬度试验应按照 ASTM A 370 中规定的程序进行。 c. 质量鉴定试样的硬度应符合制造商的书面规范。 5.2 焊接 焊接程序和过程应符合 API Spec 6A PSL 3 的规定。 6 尺寸和重量 6.1 接头尺寸 隔水管

34、接头按隔水管尺寸进行分类。通常，隔水管和配套接头的尺寸应与特定的防喷器（ BOP）组尺寸相兼容。表 2 给出了相兼容的防喷器孔径和隔水管外径的组合。连接长度、对接焊对对接焊应形成文件。 表 2 防喷器孔径和隔水管外径兼容尺寸组合 防喷器孔径 隔水管外径 13 5/8”（ 346.1 mm）防喷器 16 3/4”（ 425.5 mm）防喷器 18 3/4”（ 476.3 mm）防喷器 20 3/4”（ 527.1 mm）防喷器 21 1/4”（ 539.8 mm）防喷器 16”（ 406.4 mm）隔水管 18 5/8”（ 473.1 mm）隔水管 20”（ 508 mm）或 21”（ 533.

35、4 mm）隔水管 22”（ 558 .8 mm）或 24”（ 609.6 mm）隔水管 24”（ 609.6 mm）隔水管 注：给定尺寸的接头可用于一定范围外径、壁厚和材料屈服强度的隔水管。 6.2 接头重量 海洋钻井隔水管接头规范 11 每个规格接头的重量应形成文件。隔水管接头的重量应包括接头结构件、锁定机构以及支承节流压井和辅助管线终端装置的支架或管夹在空气中重量的总和。 接头重量还包括水下使用的所有零部件在空气中的重量。 7 质量控制 7.1 概述 每一个规格、型号和使用类别的最后一个产品制造后，制造商应保存本规范所要求的所有记录十年。 7.2 原材料合规性 7.2.1 追溯性 主载荷路

36、径中的零件应可溯源到具体的炉和热处理批。 按照制造商文件的要求，应在材料和零件上保留标识以便于追溯。 制造商追溯性文件的要求，应包括维护或更换标识标志及标识控制记录的规定。 7.2.2 化学分析 化学分析应按照公认的工业标准进行。 化学成分应符合制造商的书面规范。 7.3 制造合规性 制造商应按编号和零件号保存与材料性能、炉号、隔水管尺寸、最小通径、使用类别和制造日期方面相关的图纸和文件，以及 4.8 要求的设计文件。此外，还要求执行以下步骤。 7.3.1 目视检查 目视检查要求如下： a. 每个零件应进行目视检查。 b. 铸件和锻件的目视检查应按照制造商的书面规范进行。 c. 验收准则按照制

37、造商的书面规范进行。 12 图API Spec 16R图 1 等效圆 模模 型 海洋钻井隔水管接头规范 13 7.3.2 表面无损检测（ NDE） 每一完工零件的所有表面均应按照本章要求进行检验。 7.3.2.1 铁磁性材料的表面无损检测 在最终热处理和最终机加工后，应通过磁粉检测法（ MP）或液体渗透检测法（ LP），检验每一完工零件的所有易接近密封面和井液润湿面。 7.3.2.2 非铁磁性材料的表面无损检测 在最终热处理和最终机加工之后，应通过液体渗透法，检验每一完工零件的所有易接近井液润湿面。 7.3.2.3 方法 磁粉检测（ MP）应按照 ASTM E-709 中规定的程序进行。在井液

38、润湿面或密封面上，不允许有磁头戳伤。 液体渗透检测（ LP）应按照 ASTM E-165 中规定的程序进行。 7.3.2.4 磁粉检测和液体渗透检测的定义 磁粉检测和液体渗透检测指示规定如下： a. 相关指示：只有文字主尺寸大于1/16in 的指示才被认为是相关指示。与表面裂纹无关的固 有指示（例如磁导率变化和非金属条带）应认为是不相关指示。如磁粉指示被认为是不相关，则其应采用液体渗透表面无损检测方法进行检验或去除及重新检验，以验证其不相关。 b. 线性指示：长度等于或大于其宽度三倍的指示。 c. 圆形指示：长度小于三倍宽度的接近圆形或椭圆形的指示。 7.3.2.5 磁粉检测和液体渗透检测的验

39、收准则 表面（非压力接触密封表面）的验收准则如下： a. 无任何主尺寸等于或大于3/16in 的相关指示。 b. 在任何连续的 6 in2的面积上相关指示不得超过 10 个。 c. 在任一条直线上，不得有四个或四个以上间距小于1/16in（边到边）的相关指示。 压力接触（金属对金属）密封面上不得有任何与验收准则相关的指示。 14 API Spec 16R 7.3.3 焊缝无损检测 7.3.3.1 概述 当要求检验时， 应监测基本焊接参数和设备。 应按照本章的方法和验收准则检验整个焊缝 （包括至少1/2in 的周围基体金属）。 7.3.3.2 焊接准备无损检测 目视 作焊接准备的所有表面，在开始

40、焊接之前，应进行 100%的目视检查。检验应包括在焊缝两侧的至少1/2in 的毗连基体金属。 焊缝准备表面无损检测验收应按照制造商的书面规范进行。 7.3.3.3 焊后目视检查 所有焊缝应按照制造商的书面规范进行检验。 所有承压焊缝应完全焊透。 咬边不应将该区域（考虑两边）厚度减少到最小厚度以下。 在表面上或表面内，不允许有表面气孔及裸露的焊渣。 7.3.3.4 焊缝无损检测 表面（目视除外） 主载荷路径中的所有焊缝、承压焊缝、修理及焊缝金属堆焊焊缝和修理的组焊焊缝，在所有焊接、焊后热处理和机加工后，应进行 100%的磁粉或液体渗透法检验。可接受的缺陷尺寸可通过公认的行业程序确定，或可采用下列

41、尺寸准则。 磁粉和液体渗透检测的方法、定义和验收准则应与 7.3.2 相同，并符合以下要求： a. 无任何相关线性指示。 b. 无任何大于焊缝厚度三分之二的圆形指示。 c. 深度等于或小于3/4in 的焊缝， 应无任何大于1/8in 的圆形指示； 深度大于3/4in 的焊缝，应无任何大于3/16in 的圆形指示。 7.3.3.5 修理焊缝 所有修理焊缝至少应采用与基体金属所用的相同方法和验收准则进行检验（ 7.3.3.4）。 海洋钻井隔水管接头规范 15 检验应包括焊缝周围1/2in 范围内的相邻基体金属。 焊前， 应检验修理焊缝的磨光区域的表面， 以确保按组焊焊缝验收准则清除缺陷 （ 7.3

42、.3.2） 。 7.3.3.6 焊缝无损检测 组焊的体积法无损检测 7.3.3.6.1 总则 主载荷路径中的焊缝，在所有焊中、焊后热处理和机加工后，应采用射线照相或超声波方法进行 100%的检验。修理超过原壁厚 25%或 1 in（取两者中较小者）的所有修理焊缝，在所有焊接和焊后热处理后，应采用射线照相或超声波方法进行检验。检验至少应包括焊缝周围。 7.3.3.6.2 射线照相 射线照相检验应按照 ASTM E 94 规定的程序进行，最低当量灵敏度 2%。 X 射线和 射线辐射源在各自厚度范围极限之内均可采用。如制造商书面证明这些方法会产生最低当量灵敏度2%， 则实时成像和记录 /增强方法均可

43、采用。 导线型图像质量指示器应符合 ASTM E 747 的规定。 验收准则规定不允许有任何型式的裂纹、未完全熔合或焊透区。不允许有任何长度等于或大于表 3 所示长度的线性夹渣。 表 3 射线照相线性夹渣最大长度 焊缝厚度，（ T）（ in） 夹渣长度（ in） 小于 0.76 0.25 0.762.25 0.33 T大于 2.25 0.75 此外，除当连续夹渣之间的距离超过最长夹渣长度的六倍外，总长度不超过 12T 的焊缝，线性夹渣群的累计长度不得超过焊缝厚度（ T）。不允许有任何超过 ASME锅炉及压力容器规范第 VIII 卷第 I 册附录 1 规定的圆形指示。 7.3.3.6.3 超声波

44、 超声波检测应按 ASME锅炉及压力容器规范第 V 卷第 5 章规定的程序进行。 不允许有任何信号振幅超过基准值的指示。不允许有任何解释为裂纹、未完全焊透或未完全熔合的线性指示。不允许有任何振幅超过基准值、长度超过表 4 所示值的夹渣指示。 16 API Spec 16R 表 4 基准值长度 超声波检测最大振幅夹渣指示 焊缝厚度，（ T）（ in） 夹渣长度（ in） 小于 0.76 0.25 0.762.25 0.33 T大于 2.25 0.75 7.3.3.7 焊缝无损检测 硬度试验 所有承压、非承压和修理焊缝均应进行硬度试验。 硬度试验应按照下列任一方法进行： a. 维氏方法（ ASTM

45、 E 92）； ASTM E-10（见 5.2.4）。 b. ASTM E-18。 在所有热处理和机加工后，应在焊缝和相邻未受影响的基体金属上，至少各进行一次硬度试验。 硬度值应符合制造商书面规范的要求。 8 试验 8.1 目的 除了 4.4 中规定的应力分布验证试验外，还应进行三种型式的全尺寸设计鉴定试验：确定接头设计额定载荷的载荷试验，证明接头在现场正确连接能力和正确连接的可重复性的连接试验，和检查压力完整性和密封有效性的内压试验。这些试验应在全尺寸接头试样上进行，以鉴定每一接头型号的设计。 试验内容也可包括附录 B 中所列的可供选择的性能试验。可以进行循环载荷或疲劳试验，验证疲劳计算，并

46、确认在设计分析中没有遗漏任何应力集中区域。循环至失效的试验产生有助于预测疲劳寿命的数据点。可包括证明使用能力的其它可供选择的性能试验。为确保试验结果的有效性， 必须鉴定和校准试验机， 并形成文件。 所有验证和鉴定试验的试验接头的尺寸、 制造公差、粗糙度、涂层和材料均应符合标准要求。这些试验和 4.4 中的规定仅用于设计评价，并不适用于在使用中的预备试验。 8.2 设计鉴定试验 海洋钻井隔水管接头规范 17 8.2.1 额定载荷值试验 应施加轴对称拉伸载荷，以鉴定（按 4.1）接头设计的额定载荷。 8.2.2 连接试验 应使用制造商的标准连接工具， 给接头施加预载。 按 4.4 进行的接头上选择

47、点的应变计读数，宜证实按 4.3 进行的分析中使用的数值。在至少连续 10 次以上连接的情况下，测量的预载应力应满足或超过要求的最低预载应力。 8.2.3 内压试验 在施加的内部水压应等于接头额定工作压力时，应无结构失效或泄漏。 9 标志 9.1 钢印 按本规范制造的所有隔水管接头应在外表面的适当位置标志出 9.2 所列出的信息。 金属印模标记应标志在公扣和母扣末端的低应力区域。 9.2 要求的信息 下列信息是必需的： a. 制造商的名称或商标和零件号。 b. 额定载荷。 c. 额定工作压力。 d. 公称直径。 e. 识别编号。 f. 制造日期。 注： 第 7 章中规定了附加追溯信息。 注：

48、接头的额定载荷或额定工作压力可大于隔水管单根总成的额定载荷或额定工作压力。 10 操作和维护手册 制造商应提供操作和维护手册，且其中至少应包括本章所列的信息。 18 API Spec 16R 10.1 设备说明书 隔水管接头和接口设备应为以下内容提供书面说明书、图纸和适用的简图： a. 隔水管接头母扣、公扣、锁、支架等。 b. 隔水管搬运工具。 c. 所有连接和预载工具。 d. 隔水管接头公扣和母扣保护器。 10.2 接头使用指南 宜表述下列信息： a. 搬运工具及其与接头接口的用法。 b. 接头连接，包括正确地施加接头预载的详细程序（如适用）。 10.3 维护说明书 宜提供下列信息： a. 常维护任务编年图表。 b. 必要，抽样维护表格或检查表。 c. 录每个隔水管接头累积使用的记录表。 d. 胶制品和其它消耗品的贮存说明书和更换计划。 e. 定的润滑剂、抗腐蚀剂等。 f. 劳裂纹检验的程序和计划。制造商应识别所要检验的高应力区。