电站施工工程弯管设计方案.docx

电站施工工程弯管设计方案目次前言1范围2规范性引用文件3工艺分类、规格与表示方法4技术要求5检验方法6检验规则7标志、包装、贮存8出厂文件附录A（资料性附录）弯管加工推荐数据附录B（资料性附录）电站弯管常用管材化学成分、力学性能及钢管热处理制度附录C（资料性附录）弯管弯制前的直管壁厚要求附录D（规范性附录）感应加热弯管工艺评定前言根据原国家经济贸易委员会关于下达2001年度电力行业标准制修订计划项目的通知（电力200144号文）的安排，电力工业产品质量标准研究所组织行业内有关单位组成标准修订小组，对电力行业标准DL/T 5151993电站弯管进行了修订。DL/T 5151993实施十余年来，对提高电站弯管质量，促进电站弯管行业的规范发展起到了重要的指导作用。随着电站单机容量的增大和机组参数的提高，对弯管要求越来越高，与之相应的电站管道材料与弯管工艺也有很大发展，因此，对该标准进行修订非常必要。本标准主要修订内容包括：增加冷弯弯管内容；增加弯管工艺评定内容；补充电站弯管常用材料；补充技术要求的内容；删去原附录A（参考件）弯管壁厚减薄量；对原附录B（参考件）电站弯管常用材料及其热处理规范进行了补充和修改；增加附录A弯管加工推荐数据，增加附录C弯管弯制前的直管壁厚要求，增加附录D感应加热弯管工艺评定。本标准自实施之日起，代替DL/T 5151993。本标准的附录D是规范性附录。本标准的附录A、附录B和附录C是资料性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业金属材料标准化技术委员会归口并解释。本标准起草单位：电力工业产品质量标准研究所、江苏苏源电力装备有限公司、天津电建公司修造厂、西北电建三公司咸阳秦昌管道公司、华电管道工程技术有限公司。本标准主要起草人：郭延军、张洪祥、柳智明、沈寿林、何汉民、吕继祖。电站弯管1范围本标准规定了电站弯管的技术要求、试验方法和检验规则。本标准适用于电站主蒸汽、再热蒸汽、主给水管道及一般钢制汽水管道弯管。其他钢制管道的弯管可参照使用。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T 228金属材料室温拉伸试验方法GB/T 229金属夏比缺口冲击试验方法GB/T 231.1金属布氏硬度试验第1部分：试验方法GB/T 2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB 3087低中压锅炉用无缝钢管GB/T 4338金属材料高温拉伸试验GB 5310高压锅炉用无缝钢管GB 13296锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管GB/T 13298金属显微组织检验方法GB/T 14976流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T 17394金属里氏硬度试验方法DL/T 652金相复型技术工艺导则DL/T 8692004火力发电厂焊接技术规程DL 50311994电力建设施工及验收技术规范（管道篇）DL/T 50541996火力发电厂汽水管道设计技术规定JB 47301994压力容器无损检测ASTM A106高温用无缝碳钢公称管ASTM A312无缝和焊接奥氏体不锈钢公称管ASTM A335高温用无缝铁素体合金钢公称管DIN 17175无缝耐热钢管交货技术条件VdTV 377/215NiCuMoNb5钢管规范3工艺分类、规格与表示方法3.1工艺分类电站弯管分为热弯弯管和冷弯弯管。热弯弯管指在加热温度（c56）的条件下弯制的弯管。热弯弯管宜采用感应加热方法进行弯制。冷弯弯管指在加热温度（Tc56）的条件下弯制的弯管。螺旋焊管和直缝焊管不宜用作冷弯弯管。注：Tc为钢管材料的下临界温度，单位为；Tc值参见附录A中表A.1。3.2规格电站弯管的规格范围如下：钢管外径OD：OD1220mm。钢管壁厚S：S120mm。弯曲半径R：碳钢管R2.5OD；合金钢管和奥氏体不锈钢管R3.0OD。弯曲角度q：q100，如图1所示。注：当弯管规格超出上述范围时，弯管检验标准由供需双方协商确定。图1平面弯管弯曲角度允许偏差3.3表示方法对于外径管，弯管表示方法如下：对于内径管，弯管表示方法如下：示例1：外径OD为325mm，壁厚S为30mm，钢号为12CrlMoV，弯曲半径R为1300mm，弯曲角度q 为90的弯管表示为：OD32530R13009012Cr1MoV示例2：外径OD为168mm，壁厚序列号为Sch40，钢号为A106B，弯曲半径R为900mm，弯曲角度q 为90的弯管表示为：OD168Sch40R90090A106B示例3：内径ID为370mm，壁厚S为40mm，钢号为A335P91，弯曲半径R为1800mm，弯曲角度q 为90的弯管表示为：ID37040R180090A335P914技术要求4.1钢管入厂验收的基本要求4.1.1钢管应有钢号及标准代号印记，钢管质量应符合相应的钢管技术标准要求。4.1.2钢管材料应按质量合格证书或质量保证书进行质量验收。质量合格证书或质量保证书应标明钢号、化学成分、力学性能（常用管材化学成分及力学性能参见附录B中表B.1表B.4），以及必要的热处理工艺等。数据不全的应进行补检，补检的方法、范围、数量应符合国家标准或行业标准。进口钢管除应符合合同规定的有关国家的技术标准外，还应有入境货物检验检疫证明。4.2弯制前准备4.2.1钢管在弯制前应验证其钢号，钢管直径和壁厚应符合相应的钢管技术标准及设计要求。4.2.2合金钢管弯制前应进行光谱分析和硬度试验。4.2.3钢管在弯制前应作宏观检查，外观质量应符合DL50311994中3.1.3条的要求。经检查发现有重皮、裂纹、划痕、凹坑等局部缺陷的钢管，应逐步修磨直至缺陷完全消除，修磨后的实际壁厚仍应符合其相应的钢管技术标准要求或设计要求。4.2.4用作弯管的直管，其最小壁厚的选择参见附录C。弯制时应将直管较厚的一侧置于弯管的受拉侧。4.2.5钢管在下料时应进行钢管材料标记（包括钢号和钢管炉批号）移植。对于主蒸汽管道、再热蒸汽管道和高压给水管道，宜进行钢印标记移植，钢印标记应清晰完整，其字体大小不应小于3.5号。钢印标记宜采用低应力钢印钝头连续点字模或钝头断续点字模，可用“圆头”或“球形”冲头打印。每一字模不应呈现尖锐状和危及钢管设计厚度的深坑。移植的标记应位于便于识别的直管段上。对于其他管道，材料标记移植方法由供需双方协商确定。4.3弯管工艺评定4.3.1弯管加工企业应进行弯管工艺评定。4.3.2弯管工艺评定应按附录D的规定进行。4.3.3弯管工艺评定应由具备资质的第三方检验机构进行见证。4.4弯管技术要求4.4.1弯管每端应有直管段，直管段长度一般不应小于管子的外径。对于感应加热弯管，推荐的直管段长度参见附录A表A.2。4.4.2弯管时，管子不应与腐蚀性介质或有害物质接触。4.4.3应按评定合格的弯管工艺进行弯管，不应弯制评定范围以外的钢管。4.4.4热弯弯管推荐的加热温度及冷却方式参见附录A表A.3。4.5热处理要求4.5.1公称壁厚大于19.0mm的碳钢管，若弯制温度低于900，弯后应对弯管进行回火热处理。4.5.2公称直径小于DN100或公称壁厚小于13.0mm的铁素体合金钢管，热弯后应进行回火热处理。公称直径大于或等于DN100或公称壁厚大于或等于13.0mm的铁素体合金钢管，都需要在弯曲后按下述要求进行热处理：1）对于热弯弯管，推荐的热处理制度参见附录B表B.5；2）对于冷弯弯管，推荐的热处理制度参见附录A表A.4。4.5.3其他规格、材料（包括奥氏体不锈钢管）弯管的热处理由供需双方协商确定。4.5.4热处理后，当弯管角度超出允许偏差值时，可采用低于该钢种回火温度30的温度进行校正。4.6成品质量要求4.6.1弯管表面不应有裂纹、折叠、重皮、凹陷、尖锐划痕等缺陷。表面发现裂纹、重皮等缺陷，应逐步修磨直至缺陷完全消除，修磨后的实际壁厚应符合4.6.3条要求。4.6.2弯管不应有过烧组织，不应出现晶间裂纹。4.6.3弯管任何一点的实测壁厚不应小于管系直管最小壁厚Sm。4.6.4热弯弯管的圆度（弯曲部分同一圆截面上最大外径与最小外径之差与最大外径之比）不应大于7；冷弯弯管的圆度不应大于8；对于主蒸汽管道、再热蒸汽管道及设计压力8MPa的管道，弯管圆度不应大于5。弯管两端直管段端部的圆度应符合相应钢管技术标准要求。4.6.5平面弯管弯曲角度的允许偏差为0.5（如图1所示）；不在同一平面上两个连续弯空间夹角b 的允许偏差：当夹角成90时，允许偏差为1；当夹角不成90时，允许偏差为1.5（如图2所示）。图2不在同一平面上两个连续弯的空间夹角允许偏差4.6.6弯管的弯曲半径允许偏差为50mm。4.6.7热弯弯管的波浪率（波高h与外径OD之比）不应大于2，冷弯弯管的波浪率不应大于3，且波距A与波高h之比应大于12（如图3所示）。图3弯管波浪率示意图4.6.8同一平面上的弯管（包括两个连续弯）的平面度应符合表1规定。表1同一平面上弯管的平面度 mm结构尺寸L5005001000100015001500平面度34610注：结构尺寸L如图1所示。4.6.9弯管两端坡口应符合设计图纸或DL/T 8692004中4.2.1条的要求。4.6.10弯管两端坡口加工后的结构尺寸L（如图1所示）的允许偏差DL见表2。 表2结构尺寸允许偏差 mm结构尺寸L1000100030003000允许偏差DL3454.6.11合金钢弯管热处理后的硬度值、金相组织和晶粒度应符合相应的钢管技术标准要求。4.6.12弯管应清除内外壁杂物，并按供需双方协议规定的方法清除弯管的氧化皮。5检验方法5.1检验条件采用加热弯曲的弯管，应在弯管冷却到室温后方可检验；弯后需进行热处理的，应以热处理后的检验结果进行最终判定。5.2外观检查采用目测或借助放大镜、照明工具对弯管表面进行检查。5.3无损检测弯管弯曲部分的受拉侧中心线上下各45区域应进行磁粉或渗透检测，检测方法按JB 47301994第四篇的规定进行。5.4壁厚检验用测厚仪在弯管受拉侧中心线上至少均匀取5点进行检验。5.5圆度检验用外卡尺在弯管弯曲部分至少均匀取5个截面进行检验。5.6弯曲角度检验5.6.1平面夹角q 可采用放样检查，或通过测量以弯管两端直管段中心线为两边的三角形的三个边长a、b、c（如图4所示），用式（1）及式（2）进行计算：ab时， q =180arccos(a2+b2c2)/(2ab) （1）a=b时， q =2arccos(0.5c/a) （2）图4弯曲角度计算示意图5.6.2空间夹角通过放样测量。5.7弯曲半径检验采用放样检验弯曲半径。5.8波高h和波距A检验用卡尺和直尺在目测波浪率最大处检验波高h和波距A。5.9弯管平面度检验将弯管放置在平台上，以塞尺、内卡和直尺检验弯管平面度。5.10坡口尺寸检验用游标卡尺、万能角度尺或角度样板尺检验坡口尺寸。5.11结构尺寸检验用长度尺检验结构尺寸L（如图1所示）。5.12硬度检验按照GB/T 231.1或GB/T 17394用硬度计分别在弯曲部分的受拉侧和中性侧各检验35点，每点取5个读数的平均值作为该测点的硬度。5.13金相组织检验用复型金相法（按照DL/T 652的规定）或大工件金相仪在弯曲部分中性侧检验金相组织。6检验规则6.1外观、结构尺寸、坡口尺寸应对每根弯管的外观、结构尺寸及坡口尺寸进行检验。6.2弯曲半径应对弯曲半径相同的同种规格、同种材料的首根弯管进行检验。6.3壁厚、圆度、弯曲角度、平面度、波浪率对主蒸汽管道、再热蒸汽管道和主给水管道的弯管应逐根进行检验。对其他管道的弯管按每批或每种规格抽检20，但不应少于1根。当抽检发现不合格项目时，应对该项目进行100检验。6.4硬度合金钢弯管应在热处理后逐根进行硬度检验。6.5金相组织对主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道的弯管应逐根进行金相组织检验。对其他管道的弯管按每炉或每批抽检20，但不应少于1根。当抽检发现1根不合格时，应将该炉（批）抽检改为逐根检验。6.6无损检测对于设计温度大于450的主蒸汽管道和高温再热蒸汽管道，以及300MW及以上机组的低温再热蒸汽管道和主给水管道，应逐根进行表面无损检测。7标志、包装、贮存7.1标志在弯管直管段上应醒目地标示出直径、壁厚、钢号、弯曲半径、弯曲角度（或以供需双方商定的内容进行标记），以及制造厂名、制造日期等内容。主蒸汽管道、再热蒸汽管道和主给水管道的弯管还应在直管段上用钢印作材料标记（包括钢号和钢管炉批号）。7.2包装弯管两端坡口应采取防锈措施，并用木制、金属、塑料或橡胶封盖予以保护。不锈钢弯管不应采用对其有危害的材料进行包装。7.3贮存弯管贮存期间不应与腐蚀性介质或有害物质相接触。8出厂文件弯管出厂文件应包括：a）外观检查及表面无损检测报告；b）弯曲角度和尺寸（包括弯曲半径、壁厚、圆度、平面度和波浪率）检验报告；c）合金钢弯管的硬度和金相组织检验报告；d）热处理报告。附录A（资料性附录）弯管加工推荐数据A.1钢管材料的下临界温度Tc的近似值见表A.1表A.1钢管材料的下临界温度Tc的近似值钢种Tc 的近似值碳素钢（A106B，A106C，A369FPA，A369FPB）725C-Mo钢（A335P1，A335P2，A369FP1，A369FP2）7301.15Ni-0.65Cu-Mo-Nb钢（15NiCuMoNb5）7251Cr-0.5Mo钢（A335P12，A369FP12）7451.25Cr-0.5Mo钢（A335P11，A369FP11）7752.25Cr-1Mo钢（A335P22，A369FP22）3Cr-1Mo钢（A335P21，A369FP21）8055Cr-0.5Mo钢（A335P5，A369FP5）8209Cr-1Mo钢（A335P9，A369FP9）9Cr-1Mo-V钢（A335P91）810注：表中数据仅作参考，使用者可采用具体材料的温度代替这些数值。A.2采用感应加热弯曲时，弯管两端直管段长度L0的推荐值见表A.2 表A.2弯管两端直管段长度L0的推荐值 mm公称直径DNDN200200DN300300DN500DN500直管段长段L050080012001500A.3热弯弯管推荐的加热温度及冷却方式见表A.3表A.3热弯弯管推荐的加热温度及冷却方式钢种加热温度冷却方式碳素钢（C0.35）1000S25mm：喷水冷却S25mm：强迫风冷C-Mo钢1000强迫风冷1.15Ni-0.65Cu-Mo-Nb钢950强迫风冷1Cr-0.5Mo钢900强迫风冷1Cr-0.5Mo-V钢1.25Cr-0.5Mo钢2.25Cr-1Mo钢9Cr-1Mo-V钢810强迫风冷18Cr-8Ni钢10501100喷水冷却16Cr-12Ni-2Mo钢1050强迫风冷A.4冷弯弯管推荐的热处理制度见表A.4表A.4钢管冷弯后推荐的热处理制度钢种保温温度保温时间C-Mo钢0.5Cr-0.5Mo钢600650按壁厚，2.4min/mm，但至少15min1Cr-0.5Mo钢1Cr-0.5Mo-V钢1.25Cr-0.5Mo钢700750按壁厚，2.4min/mm，但至少15min2.25Cr-1Mo钢3Cr-1Mo钢9Cr-1Mo钢9Cr-1Mo-V钢700760按壁厚，2.4min/mm，但至少15min附录B（资料性附录）电站弯管常用管材化学成分、力学性能及钢管热处理制度B.1化学成分B.1.1电站弯管常用国产管材的化学成分见表B.1。表B.1电站弯管常用国产管材的化学成分钢号标准号化学成分CMnSiCrMoVTiBWNiAlNbNSP不大于10GB30870.070.130.350.650.170.370.0350.03520GB30870.170.230.350.650.170.370.0350.03520GGB53100.170.240.350.650.170.370.0300.03020MnGGB53100.170.240.701.000.170.370.0300.03025MnGGB53100.220.300.701.000.170.370.0300.03015MoGGB53100.120.200.400.800.170.370.250.350.0300.03020MoGGB53100.150.250.400.800.170.370.440.650.0300.03012CrMoGGB53100.080.150.400.700.170.370.400.700.400.550.0300.03015CrMoGGB53100.120.180.400.700.170.370.801.100.400.550.0300.03012Cr2MoGGB53100.080.150.400.700.502.002.500.901.200.0300.03012Cr1MoVGGB53100.080.150.400.700.170.370.901.200.250.350.150.300.0300.03012Cr2MoWVTiBGB53100.080.150.450.650.450.751.602.100.500.650.280.420.080.180.0020.0080.300.550.0300.03012Cr3MoVSiTiBGB53100.090.150.500.800.600.902.503.001.001.200.250.350.220.380.0050.0110.0300.030表B.1（续）钢号标准号化学成分CMnSiCrMoVTiBWNiAlNbNSP不大于10Cr9Mo1VNbGB53100.080.120.300.600.200.508.009.500.851.050.180.250.400.0400.060.100.0300.0700.0100.0201Cr18Ni9GB53100.152.001.0017.0019.008.0010.000.0300.0351Cr19Ni11NbGB53100.040.102.001.0017.0020.009.0013.00Nb+Ta0.801.000.0300.0300Cr18Ni9GB/T149760.072.001.0017.0019.008.0011.000.0300.0350Cr18Ni10TiGB/T149760.082.001.0017.0019.005C9.0012.000.0300.0350Cr18Ni11NbGB/T149760.082.001.0017.0019.009.0013.0010C0.0300.0351Cr18Ni9TiGB/T149760.122.001.0017.0019.005(C-0.02)0.808.0011.000.0300.0351Cr19Ni9GB132960.040.102.001.0018.0020.008.0011.000.0300.0351Cr18Ni11TiGB132960.040.102.000.7517.0020.004C0.609.0013.000.0300.030注1：钢号10的残余元素含量要求：Cu0.25、Cr0.15、Ni0.30；钢号20的残余元素含量要求：Cu0.25、Cr0.25、Ni0.30。注2：钢号20G、20MnG、25MnG的残余元素含量要求：Cu0.20、Cr0.25、Ni0.25、V0.08、Mo0.15；表中GB5310的其余钢号：Cu0.20、Cr0.30、Ni0.30。B.1.2电站弯管常用国外管材的化学成分见表B.2。表B.2电站弯管常用国外管材的化学成分钢号标准号化学成分CMnSiCrMoVTiCuNiAlNbNSP不大于A106 BaASTM A1060.300.291.060.100.400.150.080.400.400.0350.035A106 CaASTM A1060.350.291.060.100.400.150.080.400.400.0350.035St35.8DIN171750.170.400.800.100.350.0400.040St45.8DIN171750.210.401.200.100.350.0400.040P1ASTM A3350.100.200.300.800.100.500.440.650.0250.025P5ASTM A3350.150.300.600.504.006.000.450.650.0250.025P11ASTM A3350.050.150.300.600.501.001.001.500.440.650.0250.025P12ASTM A3350.050.150.300.610.500.801.250.440.650.0250.025P22ASTM A3350.050.150.300.600.501.902.600.871.130.0250.025P91ASTM A3350.080.120.300.600.200.508.009.500.851.050.180.250.400.040.060.100.0300.0700.0100.02015Mo3DIN171750.120.200.400.800.100.350.250.350.0350.03513CrMo44DIN171750.100.180.400.700.100.350.701.100.450.650.0350.03510CrMo910DIN171750.080.150.400.700.502.002.500.901.200.0350.03514MoV63DIN171750.100.180.400.700.100.350.300.600.500.700.220.320.0350.035X20CrMoV121DIN171750.170.231.000.5010.0012.500.801.200.250.350.300.800.0300.03015NiCuMoNb5VdTV377/20.100.170.801.200.250.500.300.250.500.500.801.001.300.050.0150.0450.0200.0300.030表B.2（续）钢号标准号化学成分CMnSiCrMoVTiCuNiAlNbNSP不大于TP304ASTM A3120.082.000.7518.020.08.0011.00.0300.040TP304HASTM A3120.040.102.000.7518.020.08.0011.00.0300.040TP304LASTM A3120.0352.000.7518.020.08.0013.00.0300.040TP316ASTM A3120.082.000.7516.018.02.003.0011.014.00.0300.040TP316HASTM A3120.040.102.000.7516.018.02.003.0011.014.00.0300.040TP316LASTM A3120.0352.000.7516.018.02.003.0010.015.00.0300.040TP321ASTM A3120.082.000.7517.020.05C0.709.0013.00.0300.040a 对A106B和A106C材料，化学成分中Cr、Cu、Mo、Ni、V五种元素的总含量不应超过1。B.2力学性能B.2.1电站弯管常用国产管材的室温力学性能见表B.3。表B.3电站弯管常用国产管材的室温力学性能序号钢号标准号b壁厚mm纵向力学性能c横向力学性能csbMPassMPad5AkvJsbMPassMPad5AkvJ不小于不小于110GB308733547519524220GB3087154105502452015225320GGB531041055024524354002152227420MnGGB5310415240223527525MnGGB5310485275203527615MoGGB531045060027022352027720MoGGB5310415220223527812CrMoGGB5310410560205213527915CrMoGGB5310440640235213544022520271012Cr2MoGaGB5310450600280203518271112Cr1MoVGGB5310470640255213544025519271212Cr2MoWVTiBGB53105407353451835271312Cr3MoVSiTiBGB53106108054401635271410Cr9Mo1VNbGB5310585415203527151Cr18Ni9GB531052020535161Cr19Ni11NbGB531052020535170Cr18Ni9GB/T14976520s0.220535180Cr18Ni10TiGB/T14976520s0.220535190Cr18Ni11NbGB/T14976520s0.220535201Cr18Ni9TiGB/T14976520s0.220535211Cr19Ni9GB13296520s0.220535221Cr18Ni11TiGB13296520s0.220535a用12Cr2MoG钢制造的钢管，当壁厚不大于3mm，且外径不大于30mm，或当壁厚大于16mm40mm时，屈服点允许降低10MPa；当壁厚大于40mm时，屈服点允许降低20