API SPEC 5ST CHINESE-2010 Specification for Coiled Tubing - U.S Customary and SI Units (FIRST EDITION Effective October 1 2010).pdf

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1、 石油工业标准化研究所翻译出版连续油管规范 美国惯用单位和国际单位制 API Spec 5ST 第 1 版， 2010 年 4 月 2010 年 10 月 1 日实施 石油工业标准化研究所翻译出版Specification for Coiled Tubing U.S. Customary and SI Units API SPECIFICATION 5ST FIRST EDITION, APRIL, 2010 EFFECTIVE DATE: OCTOBER 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： （按姓氏拼音为序） 陈俊峰

2、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：上官丰收 付宏强 薛磊红 徐 婷 本标准一校责任人：方 伟 王 慧 王璟丽 本标准二校责任人：秦长毅 毕宗岳 本标准三校责任人：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

3、英文版本，英文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 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 no

4、r 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.

5、 特 别 说 明 API 出版物只能针对一些共性问题。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，对于本标准中所包含信息的准确性、完整性和适用性，无论明示还是暗示，均不作担保也不承诺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。 区域划分可能会根据在任何给定的情况下的位置、条件、设备和物质而变化。本规范的使用者宜考虑当地的法规。 本规范的使用者不宜仅依赖本文件中的信息。在使用本文件所含信息时，还宜使

6、用良好的商业、科学、工程和安全判断。 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。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做出明智的判断。 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规范。 任何按照 API 标准的会标使用要求标

7、记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 2010 美国石油学会 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

8、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：当在标准中使用，表示为符合本规范的最低要求。 宜：当在标准中使用，表示为符合本规范的推荐条款或建议但不作要求的条款。 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, NW, Washington, DC 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

9、复审一次，复审的结果是修订、确认或撤销。该五年复审周期可以延期一次，但延期最长不超过两年。作为现行 API 标准，本出版物的有效期自出版之日起不超过五年，除非再版时授权延长其有效期。 可以从 API 标准部查询本出版物的状况， 电话是 （ 202） 682-8000。 API（ 1220 L Street, NW, Washington, DC 20005）每年发布出版物目录。 欢迎提出修改意见，并请提交美国石油学会标准部（ 1220 L Street, NW., Washington, DC.20005, standardsapi.org） 。 目 次 1 范围 . 1 2 规范性引用文件

10、. 1 3 定义 . 2 4 购方需提供的资料 . 8 4.1 购方强制性要求 8 4.2 购方选择性要求和协商性要求 . 9 5 制造工艺和材料 . 10 5.1 总则 10 5.2 焊缝类型 . 10 5.3 焊接工艺 . 10 5.4 热处理 . 11 5.5 可追溯性 . 11 6 材料要求 11 6.1 化学成分要求 11 6.2 力学性能 . 12 7 尺寸、单位长度质量、长度、缺陷和端部加工 14 7.1 总则 14 7.2 管柱长度和管柱截面 . 14 7.3 直径 14 7.4 壁厚 14 7.5 单位长度质量 15 7.6 管 -管对接焊 15 7.7 工艺质量与缺陷 15

11、 7.8 端部加工 . 17 8 试验 . 17 8.1 试验设备 测量仪器的精度 . 17 8.2 化学成分试验 化学分析取样频次 17 8.3 力学性能试验 17 8.4 静水压试验 19 8.5 通径（球规）试验 . 21 9 试验方法 21 9.1 化学分析 . 21 9.2 拉伸试验 . 21 9.3 显微硬度试验 22 9.4 晶粒度测定 23 9.5 夏比 V 型缺口冲击试验 . 23 10 无损检验 23 10.1 总则 . 23 10.2 无损检验参考标样验证 23 10.3 人员资质 . 23 10.4 检验标准 . 23 10.5 无损检验方法 24 10.6 钢板对头焊

12、焊缝和管 -管对接焊缝的射线检验 24 10.7 采用其他无损检验方法进行焊缝检验 25 10.8 焊缝的超声和电磁检验 26 10.9 磁粉和液体渗透检验 . 27 10.10 缺陷和缺欠的处置 . 27 11 试验无效 28 11.1 有缺陷的拉伸试验试样 28 11.2 有缺陷的力学性能试验试样 28 12 复验 . 28 12.1 化学分析复验 28 12.2 拉伸试验复验 29 12.3 压扁试验复验 29 12.4 扩口试验复验 29 12.5 硬度试验复验 29 12.6 断裂韧性试验复验 . 30 13 标记 . 30 13.1 总则 . 30 13.2 标记顺序 . 30 1

13、3.3 长度 . 31 14 涂层和防护 31 14.1 涂层 . 31 14.2 腐蚀防护 . 31 15 文件控制和保存 . 31 15.1 总则 . 31 15.2 证明文件 . 32 15.3 记录保存 . 32 附录 A（规范性附录）表 33 附录 B（规范性附录）连续油管管 -管对接焊要求 . 47 附录 C（规范性附录）钢板对头焊和管 -管对接焊焊接工艺规范 . 49 附录 D（规范性附录）补充要求 . 51 附录 E（规范性附录）购方检验 55 附录 F（资料性附录） API 许可证持有者使用会标 . 57 附录 G（资料性附录）连续油管运输卷筒和工作卷筒 61 附录 H（规范

14、性附录）国际单位制转换方法 . 63 参考文献 . 67 图 1 全截面试样 18 图 2 条形试样 . 18 图 3 拉伸试验条形试样取向 . 18 图 4 全壁厚硬度试验压痕位置 22 图 5 无损检验参考缺陷 . 26 表 A.1 化学成分要求（质量百分数） . 33 表 A.2 拉伸要求 33 表 A.3 伸长率 . 34 表 A.4 压扁要求 36 表 A.5 连续油管尺寸、单位长度质量和静水压试验压力（美国惯用单位制） 37 表 A.6 连续油管尺寸、单位长度质量和静水压试验压力（国际单位制） . 40 表 A.7 连续油管管体直径公差 42 表 A.8 壁厚公差 42 表 A.9

15、 最大刮削深度 42 表 A.10 球规通径尺寸和偏离 43 表 A.11 ASTM 像质计 45 表 A.12 ISO 金属丝 4%像质计 . 45 表 A.13 ISO 金属丝 2%像质计 . 46 表 A.14 验收极限 46 表 A.15 记录保存 46 表 G.1 不同芯轴直径的卷筒上连续油管的卷径比 . 61 1 连续油管规范 美国惯用单位和国际单位制 1 范围 本规范规定了碳钢和低合金钢连续油管的制造、 检验和试验， 连续油管的钢级包括 CT70、 CT80、 CT90、CT100 和 CT110，其规格和壁厚见表 A.5。该产品可用作油气井的工作管柱、完井管柱和静力压柱。可按本

16、规范订购连续油管。 连续油管采用连制工艺制造。本规范不包括长度小于 200 ft（ 61 m）的无缝或焊接油管段的连接。 未经购方许可，不得用高钢级连续油管替代低钢级连续油管。 在本规范的尺寸表中，连续油管采用外径表示，精确到 0.001 in（ 0.1 mm） ，外径规格范围为 0.750 in（ 19.1 mm）到 3.500 in（ 88.9 mm） 。 本规范采用美国惯用单位制和国际单位制，附录 H 给出了有关单位换算系数和数值圆整方法的特定信息。 按本规范生产的连续油管产品在硫化氢（ H2S）环境下的适用性不在本规范的范围内。购方（和 /或用户）有责任根据连续油管的最终使用，确定其在

17、酸性服役条件下所必需的抗损伤机理（如硫化物应力开裂）的能力。 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。 本规范中所引用的其他标准的技术要求对所生产设备的安全性和互换性是必不可少的。 其他国家或国际认可的标准在作为等效标准使用前应提交给 API 批准后方可列入本规范。 API TR 5C3 套管、油管及用作套管或油管的管线管公式和计算及套管和油管使用性能表技术报告 API Spec 5LCP 连续管线管规范 API RP 5SI 购方代表在供方处的监督和 /或检

18、验推荐作法 API Std 5T1 缺欠术语 API Std 1104 管道及相关设施的焊接 ASME 锅炉和压力容器规范1第 IX 部分 焊接和钎焊评定 ASNT SNT-TC-1A2无损检验人员的资格与鉴定 1ASME国际组织， 3 Park Avenue, New York, New York 10016-5990, www.asme.org。 2美国无损检测学会， 1711 Arlingate Lane, P.O. Box 28518, Columbus, Ohio 43228, www.asnt.org。 2 API Spec 5ST ASTM A3703钢制品力学性能标准试验方法和

19、定义 ASTM A450 碳钢、铁素体合金钢和奥氏体合金钢钢管的一般要求 ASTM A751 钢制品化学分析的标准测试方法、操作和术语 ASTM E4 试验机的标定方法 ASTM E8 金属材料拉伸试验方法 ASTM E18 金属材料洛氏硬度试验方法 ASTM E23 金属材料缺口冲击试验方法 ASTM E29 使用有效数字确定试验数据与规范的符合性的标准作法 ASTM E44 金属热处理术语定义 ASTM E83 引伸计系统的标定和分类方法 ASTM E94 射线检验标准指南 ASTM E112 平均晶粒度测定方法 ASTM E140 金属标准硬度换算表 ASTM E164 焊接件接触式超声

20、波检验方法 ASTM E165 液体渗透检验方法 ASTM E213 金属管超声检验方法 ASTM E273 焊管和油管焊区超声检验方法 ASTM E309 钢管产品磁饱和涡流检验方法 ASTM E384 材料显微硬度试验方法 ASTM E570 铁磁性钢管产品漏磁检验方法 ASTM E709 磁粉检验标准指南 ASTM E747 射线照相用线型像质计的设计、制造和材料分类方法 ASTM E797 手动超声脉冲回波接触法测厚方法 ASTM E1025 射线照相用孔型像质计的设计、制造和材料分类方法 ASTM E1444 磁粉检验方法 ISO 10274无损检验用射线照相像质计 原则与标识 3

21、定义 下列定义适用于本文件。 3.1 盘卷前状态 as milled condition 除盘卷外，已完成所有加工操作的油管。 3ASTM 国际组织， 100 Barr Harbor Drive, West Conshohocken, Pennsylvania 19428, www.astm.org。 4国际标准化组织， 1, ch. de la Voie-Creuse, Case postale 56, CH-1211, Geneva 20, Switzerland, www.iso.org。 连续油管规范 3 3.2 包辛格效应 Bauschinger effect 在多晶金属（包括钢）中

22、出现的由于服役负载、卷取或矫直引起一个方向发生塑性变形，导致另一方向屈服强度降低的现象。 3.3 校准 calibration 将某一仪器与一个已经基准进行比较或按其调整，该基准可溯源至某一国家计量实验室或学会。 3.4 连续油管 coiled tubing 按本规范制造的连制碳钢或合金钢管产品。 3.5 完井管柱 completion string 置于井中用作排放或者输送生产液或注入液的管柱。 3.6 连制油管 continuously milled tubing 制造的长度大于 200 ft（ 61 m）的连续油管。 3.7 缺陷 defect 按本规范规定拒收产品或一段产品所依据的足够

23、大的缺欠。 3.8 摔坑 dent 由于机械冲击造成的表面轮廓的局部改变，该过程无金属的缺失。 3.9 电火花切割机 electro-discharge machine （ EDM） 用电火花方法对材料进行可控切割的机械。 3.10 晶粒度 grain size 不考虑孪晶和亚晶晶界时，多晶金属中晶粒或晶体大小的度量。 注： 晶粒度通常在包含大量晶粒的截面上测量。 平均晶粒度一般用单位面积或单位体积内的平均直径或晶粒数表示。 3.11 毛刺 flash 4 API Spec 5ST 在高频感应焊焊缝成型过程中，焊缝对接边缘少量金属被挤出形成的金属凸起。该毛刺高出内管或外管表面。 3.12 内毛

24、刺 flash-in 焊缝成型过程中在钢管内表面形成的毛刺。 3.13 凿槽 gouge 因机械去除金属形成的狭长凹槽或空腔。 3.14 热影响区 heat-affected zone （ HAZ） 直焊缝、管 -管对接焊的环焊缝和钢板对头焊焊缝中直接与焊缝熔合区相邻的区域。热影响区力学性能因焊接过程加热而受影响。 3.15 高频感应焊 high frequency induction welding （ HFI） 沿管子的长度方向形成一条直焊缝的一种焊接工艺。当钢板边缘通过高频感应线圈时，由传导电流流过电阻对钢板边缘进行加热。 3.16 缺欠 imperfection 用无损检验方法所能检验

25、出的在产品管壁内或产品表面上的不连续。 3.17 夹杂 inclusion 凝固后留在钢中的非金属杂质颗粒，通常为氧化物、硫化物和硅酸盐等。 3.18 镇静钢 killed steel 采用特定的脱氧元素（如铝、硅等）进行脱氧处理的钢。使用名词“镇静”是因为该方式使钢在模子中的凝固过程中很稳定。 3.19 分层 lamination 金属内部产生的通常平行于表面的层状分离。 3.20 线性缺欠 linear imperfection 线形不规则，包括但不限于发裂、折叠、裂纹、切口和划痕。 连续油管规范 5 3.21 制造厂 manufacturer 负责按本规范制造产品并对其进行标记的工厂、公

26、司或社团。制造厂应对与本规范所有适用条款的符合性负责。 3.22 原始板卷 master coil 指由钢厂提供的具有原始宽度的钢带卷， 其随后被纵剪为适当宽度的数卷窄钢带， 用于连续油管的制造。 3.23 机组停车 mill stop 连续油管正常焊接生产过程的中断点。 3.24 单根 milled length 制管商连续生产期间生产的单根连续油管。 注：一个单根可包括由数卷钢带制成的油管，这些钢带可具有一个规定壁厚，也可具有不同的规定壁厚。一个单根上不包括管 -管对接焊缝。 3.25 正火 normalize 钢的一种热处理方式，指钢被加热到上临界温度以上完成奥氏体转变以后，在空气中充分

27、冷却到下临界温度以下。 3.26 椭圆度 ovality 定义为 2(Dmax-Dmin)/(Dmax+Dmin)，其中 Dmax和 Dmin是沿油管某一特定位置测量的最大和最小直径，可用百分比表示。 3.27 需确认的工序 processes requiring validation 在钢板对焊和制管过程中，影响本文件要求（不包括化学成分和尺寸）属性符合性的关键操作应予以工艺确认。 a）无填充金属焊接： 生产条件 需确认的工序 热处理油管 摩擦焊 钢板对头摩擦焊焊缝热处理 焊缝与整管热处理 无损检验 6 API Spec 5ST b）填充金属焊接（钢板对头焊、管 -管对接焊和装配焊接） ：

28、生产条件 需确认的工序 热处理油管 钢板对头焊 钢板对头焊焊缝热处理 管 -管对接焊 管 -管对接焊缝热处理 装配焊接 装配焊焊缝热处理 无损检验 3.28 产品分析 product analysis 对板卷、钢板或成品管的化学分析。 3.29 基准端 reference end 用来与工作卷筒相连的连续油管端部。该端用来报告连续油管柱中钢板对头焊焊缝和管 -管对接焊缝位置的测量长度。 3.30 工作卷筒 service reel 圆柱形带芯轴卷筒。通常采用钢制作，芯轴两边装有轮缘，用来放置和运输连续油管产品。 注：工作卷筒通常装配一套控制其转动的独立的液压驱动系统、一套车载液压风动仪器和车载

29、高压管线。该高压管线通过一个高压旋转转环连接到连续油管上。圆柱形芯轴直径和轮缘直径随卷取油管直径和长度的不同而变化。 3.31 工作管柱 service string 作业中使用的特定长度的连续油管的组合。 3.32 运输卷筒 shipping reel 用来运输连续油管的形似绞盘的木制或金属装置。 3.33 钢板 skelp 轧制成具有规定尺寸偏差并被纵剪成合适宽度的用于制造连续油管的扁平钢。 连续油管规范 7 3.34 公制转换 soft metric conversion 采用直接的数学换算将美制计量单位转换成相应的公制单位。 3.35 卷（盘） spool 指为储存和 /或运输而缠绕于

30、工作卷筒或运输卷筒上的一整根“制成态”的连续油管。 注：一卷连续油管可以包含一个或多个管 -管对接焊缝。可与管柱或绞盘卷筒互用。 3.36 卷径比 spooling radius ratio 运输卷筒芯轴直径与连续油管直径之比。 注：该比率用来确定连续油管缠绕在卷筒上的最小推荐弯曲半径。 3.37 标定 standardization 按已知基准值调整无损检验设备。 3.38 应力消除 stress relief 在合适的温度下进行热处理，以消除冷加工产生的残余应力，然后以缓慢的速度冷却将新产生的残余应力降低到最低程度。 3.39 管柱 string 连续油管厂生产的成品。 注：可与卷（盘）互

31、用。 3.40 钢带 strip 从原始板卷上切下的单个钢板。 3.41 变截面管柱 tapered string 在盘卷后油管的长度范围内，外径恒定和壁厚变化的复合型连续油管柱。 示例：变截面管柱可按下述方式制造： 8 API Spec 5ST a）采用钢板对头焊将一个或多个壁厚的钢板段对接，连制成管柱； b）采用管 -管对接焊工艺，将连制的单一壁厚的连续油管段连接到壁厚增大 /减小的其他成品管段上。 注：渐变厚度可出现在用于制造管柱的初始钢带段中。 3.42 咬边 under cut 管 -管对接焊缝中的咬边是指焊缝附近管体表面由于熔化造成的壁厚减薄。 注：外表面上的咬边可凭肉眼很容易识别

32、和测量。内表面上的咬边可采用射线或超声方法辨别。 3.43 壁厚（规定） wall thickness（ specified） 本规范中的表列出了非变截面管柱段的规定壁厚。对于壁厚连续变化的管柱，规定壁厚为至少四个局部壁厚测量值的平均值。测量值由经适当校准的壁厚测量仪测得。 4 购方需提供的资料 4.1 购方强制性要求 订购依据本规范生产的连续油管时，购方应在订单上规定下列信息（若适用） （见注 1） 。 信息 参考条款 规范 API Spec 5ST 钢级 表 A.1、表 A.2 屈服强度试验方法 6.2.1.3管柱初始长度 7.2 长度 7.2直径 7.3、 7.4、表 A.5 壁厚 7.

33、4管端 7.8 产品分析 8.2.2干燥工艺 8.4.6替代通径球材料 8.5.2 NDE 参考缺陷 10.8.2、 10.8.2.2 合格证 15.2拉伸试验复验 12.2 文件 15.2.1附加 NDE 附录 D 连续油管运输卷筒 附录 G 交货日期和装运说明 连续油管规范 9 4.2 购方选择性要求和协商性要求 购方还宜在订单上注明下列可选择的要求。需协商的要求用星号（ *）表示。 信息 参考条款 化学成分 * 6.1 附加硬度试验 * 6.2.2断裂韧性试验 6.2.6管柱最终长度 * 7.2.2 不圆度测量 7.3.2最小剩余壁厚 * 7.4.2.2管 -管对接焊缝 * 7.6、附录

34、 B 和附录 C 内毛刺清除 * 7.7.55端部加工和接头 * 7.8拉伸试样宽度 * 8.3.1替代静水压试验压力 * 8.4.4 NDE 标样验证 10.2附加钢板对头焊焊缝检验 * 10.5.2、 10.7 附加管 -管对接焊缝检验 * 10.5.4、 10.7 替代像质计（ IQI） * 10.6.2 NDE 参考缺陷 * 10.8.2、 10.8.2.2 晶粒度测量 9.4SI 单位制标记 13.1 外涂层 14.1、 14.2 内涂层 14.2.3提供的文件 15.2.2 补充要求 * 附录 D 购方检验 附录 E 标记要求和会标（见注 2） * 附录 F 运输卷筒尺寸 * 附录

35、 G 注 1：本规范的任何内容，都不能解释为本委员会倾向于任何材料或工艺，或表明各种材料或工艺之间的等效性。对于材料和工艺的选择，购方应充分考虑已有的经验和连续油管预期的服役工况。 注 2： 对产品标记 API 会标未做要求。美国石油学会继续对在本规范涉及的产品上使用 API 会标发放许可证，但由与本规范无关的本学会其他人员管理。使用 API 会标的政策见附录 F。不允许将 API 会标用于其他用途。许可证持有者按附录 F 和第 13 章6内容标记产品，未取得许可证者按第 13 章6内容标记产品。 5译者注：原文为“ 7.7.4”，疑为编辑性错误。 6译者注：原文为“第 9 章”，疑为编辑性错

36、误。 10 API Spec 5ST 5 制造工艺和材料 5.1 总则 按本规范供货的连续油管用钢应经过细晶化处理。细晶化处理指添加元素去脱氧或者“镇静”钢水，这可使得奥氏体晶粒在固化前细化。 按本规范供货的连续油管应采用如 5.2.1 和 5.2.2 分别定义的高频感应焊（ HFI）或者激光焊工艺。未经适当热处理的冷拔管产品是不能接收的。 5.2 中所述的焊缝（钢板对头焊焊缝、电阻焊焊缝、激光焊焊缝和管 -管对接焊缝）不允许进行补焊。 5.2 焊缝类型 5.2.1 电阻焊焊缝 电阻焊焊缝指采用 5.3.1.1 定义的 HFI 焊接工艺形成的一条直焊缝。 5.2.2 激光焊焊缝 激光焊焊缝指采

37、用 5.3.1.2 定义的激光焊接工艺形成的一条直焊缝。 5.2.3 钢板对头焊焊缝 钢板对头焊焊缝指将钢板端部连接在一起的一条对接焊缝。钢板对头焊应按经评定的焊接工艺进行。 5.2.4 管 -管对接焊缝 管 -管对接焊缝指将两段管子连接在一起的一条环向对接焊缝（见附录 B 和附录 C） 。 5.3 焊接工艺 5.3.1 无填充金属 5.3.1.1 高频感应焊 通过电感应焊而形成一条焊缝的工艺，其待焊边缘通过机械加压焊接在一起，焊接热量由高频电流流过电阻产生。焊机频率大于等于 100 kHz。 5.3.1.2 激光焊 通过激光焊而形成一条焊缝的工艺，其待焊边缘通过机械加压焊接在一起，焊接热量由

38、激光能转化为热能产生。 5.3.1.3 摩擦焊 连续油管规范 11 是一种固态连接工艺，利用非自耗旋转工具通过摩擦和变形产生热量，同时将熔化金属机械混合形成冶金结合。 5.3.2 填充金属 5.3.2.1 金属极气体保护电弧焊 通过在连续消耗的电极和工件之间的单弧或多弧将金属加热熔合的一种焊接工艺。这种方法需要完全从外部提供单一或混合气体进行保护，焊接时不需要加压，从电极获得填充金属。 5.3.2.2 等离子电弧焊 通过在电极和工件或者电极和喷嘴之间的收缩弧将金属加热熔合的一种焊接工艺。通过焊枪中喷出的高温离子化气体进行保护，同时也可以通过辅助的保护气体进行补充保护。保护气体可以是惰性气体或混

39、合气体。焊接中可加压也可不加压。 5.3.2.3 钨极惰性气体保护电弧焊 通过单个钨电极和工件之间的电弧将金属加热熔合的一种焊接工艺。焊接过程中通过气体进行保护，不需要加压，可填充金属也可不填充金属。 5.4 热处理 应按照文件化程序对产品进行热处理。 对于所有钢级， 焊缝和整个热影响区均应进行模拟正火热处理 （见注） ，随后进行全管体应力消除和 /或回火。经购方与制造厂协商，也可选择替代的热处理或者热处理和化学成分相结合。若进行这种替代，制造厂应采用经购方与制造厂协商一致的程序证明所选方法的有效性。该程序可包括但不限于硬度试验、显微组织评定和力学性能试验。 注：在制造电阻焊油管的过程中，产品

40、持续地在空气中运动。正火通常定义为“在静止的空气中冷却”，因此这里使用了“模拟正火热处理”。 5.5 可追溯性 制造厂应制定并遵循一套保持炉批号和原始板卷识别的程序，直至完成所有要求按炉批号和原始板卷进行的试验并证实其符合规范要求。 6 材料要求 6.1 化学成分要求 对于按照本规范制造的连续油管，一条连制管柱内制造的所有钢板段的钢级、名义规定化学成分和力学性能应相同。 12 API Spec 5ST 按本规范供货的连续油管的化学成分应满足表 A.1 的要求。经购方与制造厂协商，也可采用其他化学成分。 由制造厂决定，可使用铌（钶） 、钒、钛或其组合。对于所有钢级，经购方与制造厂协商，也可使用铌

41、（钶） 、钒、钛以外的其他元素。然而，对于任何特定规格和壁厚的油管，宜谨慎确定元素的含量，因为添加这些元素可能改变油管的焊接性。 要求的每次分析至少应包含如下项目的测定结果： a） C、 Mn、 P、 S 和 Si； b） 如果在炼钢时加入了 Cr、 Mo、 Nb、 V、 Ni、 Cu、 Ti、 B 或其组合； c） 除了脱氧以外原因在炼钢时加入的任何其他合金元素。 6.2 力学性能 6.2.1 拉伸性能 6.2.1.1 总则 所有钢级的连续油管应满足表 A.2 规定的拉伸性能要求。拉伸试验应在盘卷之前所取试样上进行。除非订单上另有规定，复验可在盘卷前产品或盘卷后产品上进行。 6.2.1.2

42、伸长率 2 in（ 50.8 mm）标距内试样的最小伸长率应由式（ 1）确定： e = kA0.2/U0.9（ 1） 式中： e 标距为 2 in（ 50.8 mm）时的最小延伸率，以百分数表示，圆整到最接近的 0.5%； A 拉伸试样的横截面积， in2（ mm2） ； U 规定的最小抗拉强度， psi（ MPa） ； k 常数， 625 000（ 1900） 。 各种规格的拉伸试样和各种钢级的最小伸长率值见表 A.3。这些值基于规定外径和规定壁厚。 6.2.1.3 屈服强度 经购方与制造厂协商，屈服强度应采用载荷作用下 0.2%非比例伸长方法或者 0.5%总伸长方法来确定。应记录并报告伸长

43、率。 当采用条形试样时报告应给出试样的名义宽度， 当采用全截面试样时应在报告中说明。 注：由于包辛格效应，连续油管的盘卷和展开可导致其屈服强度降低约 5%10%。因此，确定油管钢级的试验应在制造过程中的第一次盘卷前进行。除非订单上另有规定，复验可在盘卷前产品或盘卷后产品上进行。 连续油管规范 13 6.2.2 硬度试验 对于所要求的每一个拉伸试样，显微硬度试样（环或块）应在产品上取该拉伸试样的位置处切取。硬度试样应按照 9.3 和 12.57的要求制备和试验。硬度值应符合表 A.2 的要求。 还应在钢板对头焊和管 -管对接焊缝表面上进行表面宏观硬度测量。硬度值应符合表 A.2 的要求。 经协商

44、，或当订单上有规定时，应在规定位置进行附加的宏观或显微硬度试验。 6.2.3 晶粒度 对于所有钢级，晶粒度应为 ASTM 晶粒度 8 级或更细。 6.2.4 压扁试验 按本规范生产的所有连续油管产品应符合表 A.4 所示压扁要求。 压扁试验的验收标准如下。在板间距离小于由表 A.4 所给公式计算值之前，焊缝或母材外表面上任何方向不应产生超过 0.125 in（ 3.2 mm）的裂纹或断裂。起源于试样边缘且长度小于 0.25 in（ 6.4 mm）的裂纹不应作为拒收的原因。单根连续油管的最低试验频次应为每一个连续单根的每一端至少进行一次压扁试验。 6.2.5 扩口试验 所有钢级的连续油管应按 8

45、.3.3 规定进行扩口试验。验收标准是在达到扩口后最小内径 IDf（见 8.3.3 定义）时焊缝区域或母材不出现开裂。 6.2.6 断裂韧性试验 若订单上有要求，考虑所订购油管的直径和壁厚的限制，进行夏比 V 型缺口吸收能的断裂韧性试验。依据 ASTM A370，根据管子的几何尺寸宜尽可能采用全尺寸横向（相对于管子方向）试样。当不可能取全尺寸横向试样时，应采用最大的小尺寸试样（ 3/4 和 1/2 尺寸） 。当不能取横向试样时，应采用 1/2 尺寸的纵向试样。试样应取自距焊缝周向 90的位置，缺口轴向沿管壁方向。所有试验应在 32F（ 0C）下进行。全尺寸横向试样的平均最低吸收能要求应为 20

46、 ft-lb（ 27 J） ，单个试样的最低值应为 15 ft-lb （ 20 J） ；全尺寸纵向试样的平均最低吸收能要求应为 30 ft-lb（ 41 J） ，单个试样的最低值应为 20 ft-lb（ 27 J） 。小尺寸试样的最低吸收能降低系数，对于 3/4 尺寸为 0.8， 1/2 尺寸为 0.55。经购方与制造厂协商，若由于管子几何尺寸不能满足上述要求，则可采用替代试验。 6.2.7 金相检验 每个单根的两端均应进行焊缝横截面的金相检验。 7译者注：原文为“ 8.7.3 和 8.9.5”，疑为编辑性错误。 14 API Spec 5ST 试样应经过磨平、抛光和侵蚀，以便于观察母材和焊区

47、的显微组织。对有内毛刺的油管，焊根剖面应显示出它是连续光滑过渡到油管内表面的。 7 尺寸、单位长度质量、长度、缺陷和端部加工 7.1 总则 连续油管应按订单规定的表 A.5 所示的规格、壁厚和质量供货 表 A.5 中所给美国惯用单位制（ USC）数值的国际单位制（ SI）数值见表 A.6。 7.2 管柱长度和管柱截面 7.2.1 总则 应在订单上规定连续油管的最小和最大长度。 长度测量装置的精度应小于等于 1%。 7.2.2 连续油管柱长度 变截面连续油管柱的初始长度应由购方根据制定的预期服役标准做出规定，并附到订单上。连续油管柱最终长度应由购方与制造厂协商确定。 7.3 直径 7.3.1 外

48、径 对于盘卷前状态的产品，外径应在表 A.7 所示的公差范围内。连续油管的直径测量应用卡尺进行，在一个平面上测量实际直径，并记录最大和最小直径读数的平均值。直径测量应在每根成卷连续油管的两端、卷取过程中未发生塑性变形的管段上进行。 7.3.2 椭圆度 当制造厂与购方有协议时，对已安装在卷筒上的油管的椭圆度应在管端 150 ft（ 45.7 m）范围内测量。椭圆度定义为 2(Dmax-Dmin)/(Dmax+Dmin)，其中 Dmax和 Dmin是沿油管某一特定位置测量的最大和最小直径，可用百分比表示。 7.4 壁厚 7.4.1 钢板段之间的壁厚变化 相邻钢板段之间规定壁厚的变化（ t）不应超过以下规定值： 连续油管规范 15 a）若相邻钢板段中较厚钢板的规定壁厚小于 0.110 in（ 2.8 mm） ，则 t 不大于 0.008 in（ 0.2 mm） ； b）若相邻钢板段中较厚钢板的规定壁厚在 0.110 in（ 2.8 mm）和 0.150 in（ 3.