低温用无缝和焊接钢管

低温用无缝和焊接钢管（P）

SA-333/SA-333M

（与ASTM标准A333/A333M-94完全等同）

1.适用范围

1.1本标准适用于低温用公称（平均）壁厚的无缝的、以及焊接的碳钢及合金钢管（P）。表1中列出了几种类别的铁素体钢。由于厚壁对低温冲击特性有不利影响，所以本标准中某些产品尺寸可能没有。

表1化学成分

成分，% 元素 级别1 C≤ Mn P≤ S≤ Si Ni Cr Cu Al V≤ Nb≤ Mo≤ Co 0.30 0.40~1.06 0.025 0.025 „ „ „ „ „ „ „ „ „ ①级别3 0.19 0.31~0.64 0.025 0.025 0.18~0.37 3.18~3.82 „ „ „ „ „ „ „ 级别4 0.12 0.50~1.05 0.025 0.025 0.18~0.37 0.47~0.98 0.44~1.01 0.40~0.75 0.04~0.30 „ „ „ „ 级别6 0.30 0.29~1.06 0.025 0.025 ≥0.10 ⑥级别7 0.19 ≤0.90 0.025 0.025 0.13～0.32 2.03～2.57 级别8 0.13 ≤0.90 0.025 0.025 0.13～0.32 8.4～9.6 „ 级别9 0.20 0.40～1.06 0.025 0.025 级别10 0.20 1.15~1.50 0.035 0.015 0.10~0.35 ≤0.25 ≤0.15 ≤0.015 ≤0.06 0.12 0.05 0.05 级别11 0.10 ≤0.60 0.025 0.025 ≤0.35 35.0~37.0 ≤0.50 „ 1.60～2.24 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ 0.75~1.25 „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ ≤0.50 ≤0.50 „ „ „ „ „ „

1

①当碳含量低于0.30%时，每降低0.01%，则锰含量可以在1.06%以上增加0.05%时，直至允许最大锰含量1.35%。

1.2备有选择性的补充要求SI，仅当买方作了指定时，才予采用。 1.3以英寸一磅单位或SI单位表示的数值值均可作为标准值。本文中SI单位表示于括号内。由于各单位制所表示的数值不能与另一种单位制进行精确换算，因此，每一种单位制必须独立使用。两种单位制的数值混合使用可能导致标准不一致的结果。除非订货单中规定采用本标准的“M”标志（SI单位），材料将以英寸一磅单位供货。

注：1：无量钢NPS（公称管尺寸）在标准中已替代了传统的诸如“公称直径”，“尺寸”以及“公称尺寸”的术语。

2.引用标准

2.1ASTM标准：

A370 钢制品力学性能试验的方法与定义 A530/A530M 专门用途碳钢和合金钢管通用要求 A671 常温及要求低温用电熔化焊钢管（P） E23 金属材料缺口冲击试验方法 3.一般要求

除非此处另有规定，按本标准供应的材料应与A530/A530M标准的最新版的相应要求相符合。 4.订货须知

4.1按本标准供货材料的订货单应包括下列各项，必要时对采购材料作适当的说明。

4.1.1数量（英尺、厘米、或定尺根数）。 4.1.2材料名称（无缝或焊接钢管）。 4.1.3级别（表1）

4.1.4尺寸（NPS或外径与平均壁厚的壁厚等级号）。

4.1.5长度（定尺或非定尺），（第12节），（见A530/A530M标准的长度允许偏差一节）。

2

4.1.6管端加工（见A530/A530M标准的管端一节）。

4.1.7选用要求，（见A530和A530M标准化学成份一节中的熔炼分析要求；第13.1.1条其他温度下冲击试验；第5.3.4条消除应力）；（见A530/A530M标准的水压试验要求一节和第11.6条焊接修补）。

4.1.8要求的试验报告（见A530/A530M标准的证书一节）。 4.1.9标准号。

4.1.10特殊要求或本标准的例外。 5.材料与制造

5.1制造——管子应采用无缝或不添加填充金属的焊接工艺制成。级别4应采用无缝工艺制成。

注2：添加填充金属的熔焊管见A671标准。

5.2热处理

5.2.1除级别8和11外，全部无缝及焊接管应采用下列方法之一，进行热正理以控制其显微组织。

5.2.1.1均匀加热至不低于1550°F（815℃）进行正火热处理，然后空冷或在控制气氛炉的冷却定内冷却。

5.2.1.2按5.2.1.1条进行正火，并由钢厂自定，重新加热到一适当的回火温度。

5.2.1.3将管道重新加执业并控制热加工，使得热成形的操作温度控制在1550°F到1750°F（845～945℃）的热成形温度范围内，然后在初始温度不低于1550°F（815℃）的控制气氛炉内冷却。此方法仅适用于无缝制管工艺。

5.2.1.4按5.2.1.3进行处理，并由厂方自琔 ，重新加热到适当的回火温度。 5.2.1.2级别1，6和10的无缝管可以均匀加热至温度不低于1500°F（815℃），然后在液体中淬火，并再次加热至适当的回火湿度；以这样的热处理代替第5.2.1条规定的其他热处理。

5.2.2级别8的管理子应由钢厂按下列方法之一种进行热处理。

5.2.2.1淬火和回火——均匀加热至1475±25°F（800±15℃）；在此温度下和壁厚成比例至少保温1h/in（2min/mm），然后浸入循环水中淬火，将钢管重新均匀地加热到1050°F至1125°F（565～605℃）；在此温度下和壁厚成比例至

3

少保温1h/in（2min/mm）但不少于15min；然后空冷或以降温率不低于300 °F/h（165℃/h）的速度水淬。

5.5.2.2二次正火与回火——均匀加热至1650±25°F（900±15℃）；在此温度下和壁厚成比例至少保温1h/in（2min/mm），但不少于15min；然后空冷。将钢管重新均匀地加热到1450±25°F（790±15℃），在此温度下和壁厚成比例至少保温1h/in（2min/mm），但不少于15min，然后再空冷。重新均匀加热至1050°F至1125°F（565～605℃），在此温度下和壁厚成比例至少保温1h/in（2min/mm），但不少于15min；然后空冷或以降温率不低于300°F/（165℃/h）的速度水淬。

5.2.3级别11钢管是否退火按买方和供货方的协议。当11级钢的钢管退火时应在1400～1600°F（760～870℃）范围内经正火处理。

5.2.4取样材料应和供货钢管在同样条件下进行热处理。取样材料应在试样制备前进行热处理。

5.2.5当订货单上有规定时，试样应从厚度试块上切取，试块取自热处理的钢管，并应作应力消除。试块应逐步均匀地加热到规定温度，在此温度上保温至按表2规定的时间，然后炉冷至温度不高于600°F（315℃）。类别8钢管的试块应以最小降温率300°F/h（165℃/h）的速度空冷或水冷至温度不高于600°F（315℃）。

表2试块消除应力

金属温度①，② 级别1、3、6、7及10 °F 1100 1050 1000

①对于中间，保温时间应采用内插法确定。

②级别8应在1025°F~1085°F（550~585℃）消除应力，对于厚度小于等于1.0in（25.4mm）最小保温时间2h，厚度每增加1in（25.4mm）保温至少增加1h，并以最小降温

级别4④ °F 1150 1100 1050 ℃ 620 600 565 最小保温时间h/in（min/mm） 1（2.4） 2（4.7） 3（7.1） ℃ 600 565 540 4

度300°F（165℃/h）空冷或水冷至温度不超过600°F（315℃）。

③除非另有规定，级别4应在1150°F（620℃）消除应力。

6.化学成分

6.1钢的化学成分应符合表1中的规定。

6.2当按本标准订购级别1，6 或级别10钢时，不允许对所订购级别提出添加任何非表1所列元素中来供应某一合金钢级别的特殊要求。蛤是允许添加脱扬所需的元素。 7.成品分析

7.1根据买方要求，钢厂应对每一次取一个钢坯或2个轧坯的试样，或每批钢管取两根进行分析。一批管应由下列根数组成：

NPS标号 ＜2 2～6 ＞6

一批管的根数 400根或其余数 200根或其余数 100根或其余数 7.2这些分析结果应向买方或其代表报告，并应符合规定的要求。 7.3如果按第7.1条规定的试验中有一次分析结果与规定的要求不符，则可以对同一炉次中的每一个钢坯或同一批管中的每根钢管进行分析，全部的钢坏或钢管的要求相符时可予以接受。 8拉伸性能

8.1材料的拉伸性能应与表3给出的要求相符。

表3拉伸性能

项目 抗拉强度，≥ 屈服强度，≥ 拉长率，标距2in或1级 Psi MPa 3级 Psi MPa 450 20 4级 Psi 60000 30 MPa 415 16.6级 Psi 60000 30 MPa 415 16.7级 Psi 65000 30 MPa 450 22 8级 Psi 100000 22 MPa 690 „ 9级 Psi 63000 28 MPa 425 „ 10级 Psi 80000 22 MPa 11级 Psi MPa 450 „ 55000 380 65000 35 25 30 550 65000 „ 18 5

50mm,%，≥对于壁厚不小于5/16in（8mm）的纵条试验和所有全截面下的小尺寸试验的基本最小伸长率 当采用标准圆试样，标距28 2in或50mm 对于纵条，壁厚小于5/16in（8mm)，每减小1/32in1.75 （0.8mm）从基本最小伸长率可减小的百分值 1.25 1.50 1.00 1.50 20 22 14 22 5 5 12 22 12 22 14 16 „ „ „ 16 „ „ „ 1.00 1.50 1.00 1.50 1.00 1.50 1.00 1.25 „ 1.50 „ 1.25 „

①11级钢的伸长率适用于各种壁厚和全截面小尺寸试验 ②下表列出计算的最小值：

伸长率，标距2in或50mm，%≥B 壁厚 1级 in 5/16(0.312) 9/32(0.281) 1/4(0.250) 7/32(0.219) 3/16(0.188) 5/32(0.156) 1/8(0.125) 3/32(0.094) 1/16(0.062) mm 8 7.2 6.4 5.6 4.8 4 3.2 2.4 1.6 纵向 35 33 32 30 28 26 25 23 21 横向 25 24 23 „ „ „ „ „ „ 3级 纵向 30 28 27 26 24 22 21 20 18 横向 20 19 18 „ „ „ „ „ „ 4级 纵向 30 28 27 26 24 22 21 20 18 横向 16 15 15 „ „ „ „ „ „ 6级 纵向 30 28 27 26 24 22 21 20 18 横向 16 15 15 „ „ „ „ „ „ 7级 纵向 30 28 27 26 24 22 21 20 18 横向 22 21 20 „ „ „ „ „ „ 8级 纵向 22 21 20 18 17 16 15 13 2 横向 „ „ „ „ „ „ „ „ „ 9级 纵向 28 26 25 24 22 20 19 18 16 横向 „ „ „ „ „ „ „ „ „ 10级 纵向 22 21 20 18 17 16 15 13 12 横向 „ „ „ „ „ „ „ „ „ ③计算出伸长率后应圆整到最接近的整数。

上表列出壁厚每减薄1/32(0.8mm）时计算的伸长率最小值。壁厚处在上示两值之间时，最小伸长率的值由下表所列公式确定之：

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级别 1 试验方向 纵向 横向 纵向 横向 纵向 横向 纵向 横向 纵向 横向 纵向 纵向 公式 E=56t+17.50(E=2.19t+17.50) E=40t+12.50(E=1.56t+12.50) E=48t+15.00(E=1.87t+15.00) E=32t+10.00(E=1.25t+10.00) E=48t+15.00(E=1.87t+15.00) E=32t+6.50(E=1.25t+6.50) E=48t+15.50(E=1.87t+15.00) E=32t+6.50(E=1.25t+6.50) E=48t+15.00(E=1.87t+15.00) E=32t+11.00(E=1.25t+11.00) E=40t+9.50(E=1.56t+9.50) E=48t+13.00(E=1.87+13.0) 3 4 6 7 8及10 9 注：式中 E——标距2in或50mm的伸长率，%；

T—试样的实际厚度，in（mm)。 9.冲击韧性

9.1对于级别1、3、4、6、7、9及10的钢管，包括壁厚不小于0.120in（3mm）的焊接管的焊接接头试样，每组三个带缺口冲击试样的冲击性能值当在与第10.1条相符合的温度下试验时，应不低于表4中的规定值。级别11不要求冲击试验。

10.表1、3、4、6、7、9和10级钢的冲击韧性要求

试样尺寸 Mm 10*10 10*7.5 10*6.67 10*5 每组三个试样的最 小平均缺口冲击值 Ft²lbf 13 10 9 7 J 18 14 12 9 每组仅一个试样的最 小缺口冲击值 Ft²lbf 10 8 7 5 J 14 11 9 7 7

10*3.3 10*2.5 5 4 7 5 3 3 4 4 ①中间值允许线性内插

9.1.1若一个试样的冲击值低于最小值，或两个试样的冲击值小于最小平均值而低于单个试样允许的最小值，则应进行复试。复试应另取三个冲击，且每个试样必须等于或大于要求的平均值。由于试样有缺陷造成结果不正常，或者试验过程中有不确切的情况，将允许复试。

9.2级别8的钢管，对每个带缺口的冲击试样应测量相对于缺口的侧向膨胀值，后者应不小于0.015in（0.38mm）

9.2.1当三个冲击试样的平均侧向膨胀值等于或大于0.015（0.38mm），但不小于0.10in（0.25mm)时，则可以另取三个试样进行复试。每一个复试试样的侧向膨胀值必须等于或大于0.015in(0.38mm)。

9.2.2侧向膨胀值应采用A370《方法和定义》规定的程序进行测定。 9.2.3以英尺一磅表示的吸收能量值及以剪切百分比率表示的断裂形貌特征应作资料记录下来。这些数值记录的保存期至少应为两年。 10.长度

11.1若无定尺要求，则钢管订货的单根任意长度可分16至22ft（注3），其中5%的管子可为12至16ft（注4）；或者以最短平均长度为35ft（注4）及最短长度为22ft（注4）的双倍任意长度订货，范跑跑的5%的钢管为12至22ft（注3）。

注3：以此示出的长度当订货是以材料标准的“英寸一磅”标记号为准适用；当订货是以材料标准的“M”（SI单位）标号为准时，相庆的米制长度值应由钢厂和买方双方协议商定。 11.工艺质量、表面质量和外观

11.1制管厂应对足够多数量的可见表面缺陷进行测定，以提供可信的保证已经对它们的深度作了恰当的评定。不必对全部表面缺陷进行测定，但需保证符合第11.2条规定。

11.2深度超过12.5%公称壁厚或侵入最小壁厚处的表面缺陷应视作有害缺

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陷。带有这类有害缺陷的管子应按下列方法之一进行处理：

11.2.1 若剩余壁厚仍在规定范围以内，则该缺陷可以打磨去掉。 11.2.2 按照第11.6条补焊规定进行返修。

11.2.3 在不影响订货长度要求范围的条件下，切除钢管上含有害缺陷的一截。

11.2.4 拒收有害缺陷的钢管。

11.3 为了提供一良好的外观并成为评估是否符合第11.2条的基础，制管厂应以打磨法磨掉下列缺陷：

11.3.1 任何深度大于1/16in（1.6mm）的机械刻痕、擦痕及小坑。 11.3.2 按第11.1条进行测定时发现深度大于5%公称壁厚的如下可见缺陷；疵点、疤痕、皱皮、撕裂伤或轧制毛刺等。

11.4 若表面缺陷按第11.2条虽可接受，但他不是分散的，而是集中在一大块面积上，达不到良好外观的要求，则根据买方的意见，对这样的钢管应予拒收。处理办法应由钢厂和买方双方商定。

11.5 用打磨法磨去瑕疵或缺陷时应保持光滑曲面，打磨后的壁厚不得减至本标准的允许值以下，打磨点处的外径允许由于磨削而减少被磨掉的量。

11.5.1 壁厚应用卡规或用正确标定过的有一定精度的无损检测仪来测量。若有争议，应以卡规测量为准。

11.6 焊补应仅当买方同意后方可进行，并应按A530/A530M标准执行。 11.7 成品刚管应相当直。 12. 要求试验次数

12.1 横向与纵向拉伸试验与压扁试验——在周期式炉中进行热处理的钢管每批应取5%进行试验。当采用连续式热处理时，则应取足够数量的钢管进行试验，相当于每批取5%,但不少于2根。

注4:术语“批”指公称尺寸及壁厚（或壁厚标号）相同，并产自同一炉次钢，且在连续炉中经受同样最终热处理的所有钢管。当最终热处理时在周期式炉中进行的，则每批钢管仅包括同一热处理炉中热处理钢管。

12.2 水压试验——钢管均应逐根作水压试验。

12.3 冲击试验——一级缺口冲击试样包括三个试样，应取自一个热处理炉

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次中的每个熔炼炉次的成品钢管。一组试验仅代表同一炉次及同一热处理炉次钢管的性能，这些钢管的壁厚不得比取样钢管壁厚大1/4in（6.3mm）。若在连续炉或周期式炉内进行热处理，炉温控制在50°F（30℃）以内，并装有记录式高温仪因此具备完整的热处理的话，则仅需对一整个连续操作的每个熔炼炉次作一组试验，而不必对每一个热处理炉次的每一个熔炼炉次都做。

12.4 冲击试验（焊接管）——应对焊接管的焊缝进行如第12.3或12.4要求的同样次数的附加冲击试验。

12.5试验如在机加工过程中或试验前发现有缺陷，则可予报废，并应考虑另行取样。

12.6 由这些试验所得出的结果应向买方或其代表报告。 13. 冲击试验的试样

13.1 缺口冲击试样应是简支梁式。除非被试材料厚度不足，应用E23试验方法中的A型V形缺口、横截面为10³10mm的夏比型标准试样。材料厚度不足10mm时，应采用所能加工得到的最大的小尺寸试样。本标准不采用沿缺口宽度大于0.394in（10mm）或小于0.099in（2.5mm）的夏比试样。

13.2 取样时应使试样的纵轴和钢管的纵轴相平行，而缺口的轴线应与表面垂直。对壁厚小于等于1in（25mm）的钢管，取样时应使其轴向平面位于中心点，对壁厚大于1in（25mm）的钢管，取样时应使其轴向平面位于距外表面1/2in（12.5mm）处。

13.3当试验焊缝时，如钢管的直径与壁厚允许，则试样应与钢管的纵轴横交，其缺口落在焊缝接头处，且垂直管表面。当管径与壁厚不允许切取横交试样时，应按第13.2条切取纵向试样，且使缺口底部们于焊缝接头处。 14. 冲击试验

14.1 除成品管的尺寸不足以切取小尺寸冲击试样外，所有按本标准供货的以及按第15节规定打标所有材料均应如表5中所示在与该类别钢相应的最低试验温度下进行冲击能力试验。

14.1.1 经钢厂和买方协商同意，可对单批材料在其他温度下进行特殊的冲击试验。

14.1.2 当采用小尺寸的夏比冲击试样以及试样沿缺口的宽度小于原有材料

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实际壁厚的80%时，对于级别1、3、4、6、7、9及10号钢规定的夏比冲击试验温度应分别低于表5中对各级别钢所示出的最低试验温度。这种情况下的温度降低值应等于实际材料厚度相当的温度降低值与实际试验的夏比试样宽度相当的温度降低值两者之差（如表6所示）。附录X1中示出了如何确定温度降低值的若干例子。

表5 冲击温度

级别 1 3 4 6 7 8 9 10

最低冲击试验温度 °F —50 —150 —150 —50 —100 —320 —100 —75 °C —45 —100 —100 —45 —75 —195 —75 —60 表6 冲击温度降低值

试样沿缺口宽度或实际材料厚度 in 0.394 0.354 0.315 0.295 0.276 0.262 0.236 0.197 0.158

温度降低值降低度数 °F 0 0 0 5 8 10 15 20 30 11

mm 10（标准尺寸） 9 8 7.5（3/4标准尺寸） 7 6.67（2/3标准尺寸） 6 5（1/2标准尺寸） 4 °C 0 0 0 3 4 5 8 11 17

0.131 0.118 0.099 3.33（1/3标准尺寸） 3 2.5（1/4标准尺寸） 35 40 50 19 22 28 中间值允许线性内插。

14.2缺口冲击试样应按E23试验方法中夏比型试验对简支梁的试验程序进行。

14.3规定试验温度 低于70°F（20℃）时，试验时应采取以下措施：试样和夹钳应置于一合适的容器内冷却足够长的时间使两者均能冷却到预期的温度，后者应使用热点偶、温度计或任何其他合适的仪器测量，测量误差应控制在3°F（2℃）以内。试样应迅速地从冷却装置中取出放到夏比冲击试验机砧座上，并应在5s之内将试样冲断。 15. 产品标志

15.1 除15.1.1条修订的内容以及A530/A530M标准中规定的标志外，尚应包括是热加工还是冷拔；是无缝还是焊接管；管壁厚度标号以及在字母“LT”之后标上所作冲击试验的温度；当因减小试样尺寸而要求较低的试验温度时则除外，这种情况下应标志适用于全尺寸试样的较高的冲击试验温度。

15.1.1 当成品管尺寸不足以切取小尺寸试样时，标志中不应包括字母“LT”以及随后标记的试验温度，除非是规定了补充要求S1才需标记。

15.1.2当所交货的钢管是淬火加回火状态时，标记应包括字母“QT”，且热处理状态应报告给买方或其代表。 16. 关键词

16.1 低温用 无缝钢管 不锈钢管 钢管 低温适用

补充要求

下列补充要求仅不买方在合同或订货单中规定时才予采用 S1 小尺寸冲击试样

S1.1当成品管尺寸不足时，允许切取小尺寸冲击试样，试验应经钢厂和买方商定。

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