API SPEC 20C CHINESE-2009 Closed Die Forgings for Use in the Petroleum and Natural Gas Industry (First Edition Effective April 1 2010).pdf
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1、 石油工业标准化研究所翻译出版石油天然气工业用闭模锻件 上游段 API Spec 20C 第 1 版, 2009 年 10 月 2010 年 4 月 1 日实施 石油工业标准化研究所翻译出版Closed Die Forgings for Use in the Petroleum and Natural Gas Industry Upstream Segment API Spec 20C FIRST EDITION, OCTOBER 2009 EFFECTIVE DATE: APRIL 1, 2010 API 标准翻译出版委员会 主 任:杨 果 副主任:高圣平 万战翔 付 伟 邢 公 委 员:
2、(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:康海鹏 本标准二校责任人:左 淼 本标准三校责任人:李伟阳 刘长跃 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. 特
5、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 或 API 的任何雇员、分包商、顾问、委员会或其他受托人,均不担保也不承诺(无论明指还是暗示)本标准中所包含的信息的准确性、完整性和适用性,对于本标准中所披露的任何信息的使用及其后果,也不承担任何义务和责任。 API 或 API 的任何雇员、分包商、顾问或其他受托人,也不承诺本标准的使用不会侵犯其他人的专有权利。 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
6、于使用本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。 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 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
7、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 2009美国石油学会 API 前言 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。 应:在标准中使用时, “应”表示符合该规范的最低要求。 宜:在标准中使用时, “宜”表示推荐或建议但并不要求符合该规范。 本文件是按照 API 标准化工作程序
8、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主任,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,也请与标准部主任联系。 通常, API 标准最长每隔五年就要复审一次,复审的结果是修订、确认或撤销。该五年复审周期有时会延期一次,但延期最长不超过两年。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
9、每年出版一期, API 地址为 1220 L Street, N.W., Washington, D.C. 20005。 欢迎用户提出修订建议, 此类建议应提交给 API 标准部, 其地址为: 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 适用性 1 1.3 锻件规范级别( FSL) . 1 2 规范性引用文件 1 3 术语、定义、缩略词和缩略语 2 3.1 术语和定义 . 2 3.2 缩略词和缩略语 6 4 锻件质量鉴定极限 7 4.1 总则 7 4
10、.2 FSL-1 . 7 4.3 FSL-2 . 8 4.4 FSL-3 . 8 4.5 FSL-4 . 8 5 锻件质量鉴定测试 9 5.1 质量鉴定样品 . 9 5.2 检验程序. 9 5.3 力学试验. 9 5.4 金相检验. 10 5.5 质量鉴定样品的验收 10 5.6 质量鉴定记录 . 10 6 鉴定过的锻件的生产 . 10 6.1 原始材 料货源质量鉴定 . 10 6.2 材料规范. 11 6.3 锻模和设备的设计和维护 . 11 6.4 制造程序规范( MPS) 12 6.5 过程控制变量 . 12 6.6 锻件产品. 13 6.7 检验、质量控制、标志和文件 14 6.8 可
11、追溯性. 14 6.9 记录保存. 14 6.10 搬运、贮存和运输 15 附录 A(资料性附录)许可证持有者使用 API 会标 . 17 参考文献 21 表 1 材料等级 7 表 2 锻态重量范围级别 7 表 3 修改的 JK 夹杂物评级极限 10 1 石油天然气工业用闭模锻件 1 范围 1.1 目的 本标准规定了石油天然气工业 API 作业零部件用闭模锻件的设计、质量鉴定和生产的要求和推荐作法,以便设备适用的标准引用或符合本标准的要求。 1.2 适用性 本标准适用于石油天然气工业用作业条件要求使用闭模锻件的设备。示例包括承压或承载件。 1.3 锻件规范级别( FSL) 本标准规定了四个锻件
12、规范级别( FSL)的要求。这四个锻件规范级别(FSL )标识规定了不同级别的锻件技术、质量和鉴定要求。 2 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。凡是标明日期的引用文件,仅标明日期的版本适用于本文件。凡是不标明日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 API Spec 6A 井口装置和采油树设备规范 ASTM A 3701钢制品力学性能试验的标准试验方法和定义 ASTM A 604 自耗电极再溶化钢棒与钢坯的宏观腐蚀试验标准方法 ASTM E 10 金属材料布氏硬度试验标准试验方法 ASTM E 18 金属材料的洛氏硬度试验标准试验方法 ASTM E 45
13、 钢中夹杂物含量测定的标准试验方法 ASTM E 110 便携式硬度仪测定金属材料压痕硬度的标准试验方法 ASTM E 112 平均晶粒度测定的标准试验方法 ASTM E 381 棒材、坯段、大方坯和锻件的宏观腐蚀试验标准方法 ISO 2859-12计数抽样检验程序 第 1 部分:按接收质量界限(AQL )检索的逐批检验抽样计划 NCSL Z540.33测量和试验设备校准要求 MSS SP-554阀、法兰、管件和其他管件铸钢件质量标准 表面缺陷评价的目视方法 1 美国材料和试验协会,100 Barr Harbor Drive, West Conshohocke n, Pennsylvania
14、19428, www.astm.org. 2 国际标准化组织,1, ch. de la Voie-Creuse, Case postale 56, CH-1211, Geneva 20, Switzerland, www.iso.org. 3 美国标准实验室会议, 2995 Wilderness Place, Suite 107, Boulder, Colorado 80301-5404, www.ncsli.org. 4 美国阀门及管件业制造商标准化协会,127 Park Street, NE, Vienna, Virginia 22180-4602, www.mss-. 2 API Spe
15、c 20C 3 术语、定义、缩略词和缩略语 下列术语、定义和缩略词适用于本标准。 3.1 术语和定义 3.1.1 验收准则 acceptance criteria 对材料、过程、产品或服务特征所定义的极限。 3.1.2 黑皮锻件(锻造状态) as-forged 终锻模膛锻造的、不再进行任何后续操作的锻件。 3.1.3 小方坯 billet 截面均匀的通常带圆角的矩形初轧、热轧或连铸金属半成品。 注 1: 坯料比棒材相对大。 注 2: 见“ 大方坯 ”。 3.1.4 坯料(毛坯) blank 坯料 multiple 坯料 slug 制造锻件的原材料或锻坯。 3.1.5 大方坯 bloom 热轧、
16、连铸或锻造的方形、矩形或均匀圆截面的半成品。 注 1: 大方钢坯的宽度不大于厚度的两倍,横截面积通常不小于大约 36 in.2。 注 2: 小方坯和大方坯术语的区别不是一成不变的,经常互用。 3.1.6 校准 calibration 对照已知精度的标准所进行的对比和调整。 3.1.7 闭模锻造(开式模锻) closed die forging 热金属工件四周完全封闭在两个壁或腔结合在一起的模具内的成形过程。 注: 锻造的模膛可以完全在模具内或在上下模之间分开。 有飞边模锻 (通常与术语闭式模锻互用) 指闭模锻造, 其模具控制多余材料的流动,或产生飞边。 石油天然气工业用闭模锻件 3 3.1.8
17、 冷疤 cold shut 折叠 fold 皱褶 lap 金属锻造时自身折叠而形成的缺陷,例如皱褶。 注: 这可能发生在垂直和水平表面相交处。 3.1.9 脱碳 decarburization 在某一介质中加热钢,使钢的表面和表面附近碳与介质发生反应而除去碳的过程。 注: 通常,锻钢件的脱碳范围很小。过量的脱碳可能导致产生产品缺陷。 3.1.10 模具润滑剂 die lubricant 在锻造期间,通过喷、涂或其他方式施加的材料,用以降低摩擦和/ 或在工件和模具之间提供热绝缘。 注: 润滑剂也有助于锻件脱模,并提供热绝缘。 3.1.11 模具 dies 模块 die blocks 加工锻造模膛
18、和生产锻件的金属块。 3.1.12 锻模 dies, forging 制造锻件的模型;通常由上下模组成。 注: 最简单的锻模采用单个模膛形成完整的锻件;最复杂的锻模由数个模具嵌块组成,可以由数个模膛连续加工成复杂的形状。锻模通常是成对的,一部分模膛在其中一个模块上,其余模膛在另一个模块上。 3.1.13 不连续 discontinuities 包括裂纹、皱褶、折叠、冷疤和穿流以及内部缺陷,例如夹渣、偏析和疏松。不连续可能是缺陷,也可能不是缺陷。 注: 内部不连续可以采用体积 NDE 方法检测和评价,例如超声波或射线照相检测。 3.1.14 白点 flakes 由于应力和氢含量的临界组合而引起钢
19、中无序排列的内部热裂纹(微细龟裂)。 注: 在破裂表面上,白点呈现为银白色斑点;在腐蚀的表面上,白点呈现为发丝状裂纹。 4 API Spec 20C 3.1.15 飞边 flash 一套模具的预锻或终锻模膛完全填满后多余的金属。 注 1: 飞边在分模面上以薄片形式从锻件本身向外延伸,并在随后切边去除。因为锻造时飞边比锻件本身冷的快,飞边具有限制金属在分模面上流动的作用,从而确保金属完全填满模膛。 注 2: 见“ 闭模锻件 ”。 3.1.16 流线 flow lines 在锻造时,非均质成分在材料晶粒结构中沿加工方向伸长而导致锻件产生的结构分布;通常采用宏观腐蚀显示。 注: 见“ 锻造流线 ”。
20、 3.1.17 折叠 fold 金属在模膛内流动期间表面回折所引起的锻造缺陷。 注: 见“ 皱褶 ”。 3.1.18 锻造流线 grain flow 在锻造时,金属成分方向沿着加工方向所引起的锻件抛光和腐蚀截面上出现的纤维状线条分布。 注: 合适的模具设计和金属加工方法产生的合适的锻造流线可以提高锻件的力学性能。 3.1.19 晶粒度 grain size 单位横截面面积的晶粒个数,通过金相检验来确定。 3.1.20 炉 heat 铸造 cast 识别单次熔炼操作生产的材料所用的术语。 注: 同一材料不同炉次的化学成分可在规定的极限范围内有所不同。同一炉次的材料化学分析一致,性能更为一致。 3
21、.1.21 热处理 heat treatment 一系列有控制地加热和冷却固体金属,从而获得所需的性能的操作。 石油天然气工业用闭模锻件 5 3.1.22 锻造比 hot work ratio 锻造压缩率 forging reduction 每次热成形加工操作锻造比的乘积。 注: 完工锻件锻造压缩率是所有热成形加工操作压缩率的乘积,包括原始材料压缩和随后每次热成形加工操作。当原始材料或锻件的横截面不同时,应采用锻造比计算结果最小的横截面。 示例 :除镦锻外,单次热成形加工操作的锻造比可采用下列公式计算: 锻造比 1:fiAA 式中: Af 最终横截面面积; Ai 初始横截面面积。 对于镦锻,单
22、次热成形加工操作的锻造比可采用下列公式计算: 镦锻锻造比 1: 1:fiifhhAA或 式中: Af 最终横截面面积; Ai 初始横截面面积; hf 最终锻造高度; hi 初始材料高度。 3.1.23 夹渣 inclusions 铸锭中存在的被带到锻件中的金属和杂质元素的非金属化合物颗粒。 注: 夹杂物的形状和分布受到塑性变形的影响,并使金属材料具有各向异性。 3.1.24 铸锭 ingot 预期随后进行扎制、锻造或挤压的铸件。 3.1.25 巨晶 ingotism 所有金属锭几乎普遍存在的缺陷,金属晶体(树枝状晶体)倾向于垂直型向壁生长,在其连接处形成薄弱面。 3.1.26 包内精炼 lad
23、le refining 包内钢液所采用的方法,预期除去金属熔液中的杂质和不需要的化学成分。 6 API Spec 20C 3.1.27 皱褶 lap 不规则的表面开裂,由热金属、毛刺或锐角折叠引起,随后扎制或锻入(但不是焊接)表面。 3.1.28 宏观腐蚀 macroetch 热成形加工状态(例如疏松、夹渣、偏析、碳化和流线)的试验程序。 注: 抛光的金属表面采用合适的腐蚀溶液进行宏观腐蚀,以便直观地观察采用试剂后显示的结构组织。 3.1.29 熔炼方法 melt practice 生产一炉金属所采用的程序和设备。 包括所用熔炼炉的类型, 例如氩氧脱碳 ( AOD) 、 电弧炉 ( EAF)
24、、真空电弧脱气( VAD)、真空电弧重熔( VAR)、真空吹氧脱碳( VOD)和真空感应熔炼( VIM)。 3.1.30 冷疤 shuts (cold) 锻件内产生的缺陷,由不当的工具设计或不当的钢的流动导致锻件表面形成开裂。 3.1.31 原始材料 starting material 用来生产鉴定合格的锻件的原材料。原材料包括小方坯、铸锭、大方坯和坯料。 3.1.32 可追溯性 traceability 通过形成文件的记录标识,验证某一项的历史、位置或应用的能力。 3.1.33 锻造组织 wrought structure 不含铸造树枝状成分的结构。 3.2 缩略词和缩略语 AOD 氩氧脱碳
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