船舶海洋工程用鈦板鈦合金管的焊接工藝規(guī)范

一、鈦及鈦合金板材焊接規(guī)范

1、適用范圍

1）本節(jié)規(guī)定適用于船舶或海洋工程用厚度在 3mm 及以上的鈦合金板。

2）采用本節(jié)規(guī)定以外的鈦合金板，應(yīng)將其化學(xué)成分、力學(xué)性能和應(yīng)用場合等資料提交 CCS 審核，經(jīng)同意后，可按公認的有關(guān)標準驗收。

2、制造

1）鈦合金板應(yīng)由經(jīng) CCS 認可的工廠生產(chǎn)。

2）除本節(jié)規(guī)定以外，鈦合金的制造和試驗應(yīng)符合本篇第 1 章和第 2 章的有關(guān)規(guī)定。

3）鈦合金的熔煉應(yīng)在真空條件下進行。若采用真空自耗爐重熔冶煉，其自耗電極禁止使用鎢極氬弧焊焊接，且其熔煉次數(shù)應(yīng)不少于 2 次，以保證材料的化學(xué)均勻性。

4）鈦合金板通常應(yīng)采用軋制方法制造。

5）除合同規(guī)定外，鈦合金板通常以退火態(tài)交貨。

3、表面質(zhì)量

1）板表面不應(yīng)有影響使用的缺欠，如裂紋、起皮、氧化皮、折皺、金屬或非金屬夾雜物、過堿洗痕跡等。

2）鈦合金板的產(chǎn)品邊緣應(yīng)平齊、無毛刺、外形尺寸和公差范圍應(yīng)符合 CCS 接受的有關(guān)技術(shù)條件。

3）輕微的表面缺陷允許打磨去除。打磨一般應(yīng)以軋制方向進行，打磨后的表面應(yīng)形成平滑過渡，且厚度不低于技術(shù)條件所規(guī)定的最小厚度。不允許采用焊補的方法修整表面缺陷。

4、化學(xué)成分

鈦合金鑄錠廠應(yīng)對每爐產(chǎn)品進行熔煉化學(xué)成分分析。化學(xué)成分應(yīng)滿足表一的要求。

表一     鈦合金的化學(xué)成分(%)

注：表中數(shù)據(jù)除有區(qū)間的表示外，其他值均為最高限值。

5、力學(xué)性能

1）應(yīng)在每批(同一爐號、同一制造方法、同一厚度、同一熱處理爐次)的板中至少抽取 1 張（當(dāng) 一批板多于 4 張時，應(yīng)抽取 2 張板），在板材的端部距板邊約 1/4 板寬處切取一個試料。

2）每塊試料中應(yīng)按如下要求制取1 個拉伸試樣和1 組3 個夏比沖擊試樣(對板厚大于 10mm者) 和 2 個彎曲試樣：

(1) 拉伸試樣應(yīng)采用本篇第 2 章表 2.2.2.1 中序號 1 的板狀比例試樣（但試樣寬度可為 12.5mm P7 試樣）；對厚度大于 40mm 者也可采用序號 2 的圓棒形比例試樣(但試樣直徑可為 5mm)，此時試樣的軸 線應(yīng)位于板的 1/4 厚度處；

(2) 對板的厚度不大于 40mm 時，沖擊試樣應(yīng)為試樣邊緣距板軋制表面不大于 2mm 處；若產(chǎn)品厚 度超過 40mm 時，試樣的軸線應(yīng)位于板材的 1/4 厚度處。試樣軸線應(yīng)垂直于軋制方向，試樣的缺口應(yīng)垂 直于軋制面；

(3) 2 個彎曲試樣的受拉面應(yīng)至少各保持一個原軋制面，且其軸線應(yīng)垂直于軋制方向。試樣寬度為 15mm，對于厚度超過 5mm 的板，可單面減薄至 5mm。

3）力學(xué)性能的試樣制備和試驗應(yīng)按本篇第 2 章相關(guān)規(guī)定進行。彎曲試驗應(yīng)使板兩個軋制面均 受到試驗。

4）鈦合金的力學(xué)性能應(yīng)滿足表二的規(guī)定。

表二  鈦合金的力學(xué)性能

6、無損檢測

1）若合同規(guī)定對板應(yīng)進行無損檢測時，應(yīng)按合同要求進行無損檢測。

7、標識與證書

1）板制造廠對檢驗合格的每一件鈦板(薄板可疊放打包)在一個位置處清晰地標出 CCS 檢驗標 識和下列標記：

(1) 制造廠名；

(2) 材料的牌號和交貨狀態(tài)；

(3) 能夠追溯鈦材全部生產(chǎn)過程的編號或縮寫；

(4) 如訂貨方有要求時，可標上訂貨合同號或其他識別標記。

2）每批板應(yīng)附有材料的合格證書。合格證書應(yīng)至少包括下列內(nèi)容：

(1) 訂貨方名稱和合同號；

(2) 材料的牌號、爐批號和交貨狀態(tài)；

(3) 材料的規(guī)格和數(shù)量；

(4) 材料化學(xué)成分和力學(xué)性能。

二、鈦及鈦合金管

1、一般規(guī)定

1）本節(jié)規(guī)定適用于船舶和海洋工程一般用途的鈦及鈦合金管。

2）采用本節(jié)規(guī)定以外的鈦及鈦合金管，應(yīng)將其化學(xué)成分、力學(xué)性能和應(yīng)用場合等資料提交 CCS 審核，經(jīng)同意后，可按公認的有關(guān)標準驗收。

2、制造

1）鈦及鈦合金管應(yīng)由經(jīng) CCS 認可的工廠生產(chǎn)。

2）除本節(jié)規(guī)定以外，鈦合金管的制造和試驗應(yīng)符合本篇第 1 章、第 2 章和第 4 章的有關(guān)規(guī)定。

3）鈦及鈦合金的熔煉應(yīng)在真空條件下進行。若采用真空自耗爐重熔冶煉，應(yīng)采用 2 次或以上 的重熔工藝，以保證材料的化學(xué)成分均勻性和組織均質(zhì)性，并降低氧化和氮化夾雜物水平。

4）鈦合金管可采用軋制、焊接或焊接加軋制的方法制造。

5）焊接管可以退火態(tài)的軋制板帶卷制后，用 TIG 焊或 MIG 方法焊接而成。若需采用填充材 料時，采用的填充材料應(yīng)與母材相適應(yīng)。

6）鈦及鈦合金管的制造質(zhì)量應(yīng)符合本規(guī)范本篇第 4 章 4.1.3 的相關(guān)規(guī)定。

3、熱處理

1）除合同另有規(guī)定外，鈦及鈦合金管應(yīng)以退火態(tài)交貨。

2）對于冷軋加工的管，通常應(yīng)在不低于 540℃的溫度下進行退火；對熱加工的管，若加工終 止溫度不低于 760℃時，可不必進一步熱處理。

4、化學(xué)成分

鈦合金鑄錠廠應(yīng)對每爐產(chǎn)品進行熔煉化學(xué)成分分析。化學(xué)成分應(yīng)滿足表三的要求。

表三   鈦和鈦合金管的化學(xué)成分 (%)

注：表中數(shù)據(jù)除有區(qū)間的表示外，其他值均為最高限值。

5、力學(xué)性能

1）鈦管和鈦合金管可按批進行檢查和試驗。每批管材應(yīng)由同一爐號、同一制造方法、同一規(guī)格、同一熱處理爐次的鈦管組成。

每批管材中按 2%的比例隨機抽取不少于 2 根，按下述要求進行取樣試驗：

(1) 每根管取一個拉伸試樣和一個壓扁試樣；

(2) 當(dāng)訂貨方有要求，每根管截取一個彎曲試樣。

2）拉伸和壓扁試驗的試樣和試驗應(yīng)符合本篇第 2 章的有關(guān)規(guī)定。壓扁試驗時，當(dāng)管徑小于等 于 25.4mm 時，壓扁系數(shù)取 0.04；對管徑大于 25.4mm 時，壓扁系數(shù)取為 0.06。對 TA10 合金，壓扁系 數(shù)取為 0.04。

3）鈦及鈦合金管的力學(xué)性能應(yīng)滿足表四的規(guī)定。

表四  鈦及鈦合金管的力學(xué)性能

6、無損檢測與液壓檢測

1、所有鈦和鈦合金管均應(yīng)在制造廠進行無損檢測和液壓試驗。2、無損檢測可按公認標準(如 GB/T 12969)的規(guī)定進行渦流或超聲波檢測。

3、如無合同規(guī)定，液壓試驗的壓力可按下述公式確定。但一般對管徑不超過 76mm 的管，試 驗壓力不必超過 17.2MPa；對管徑超過 76mm 的管，試驗壓力也不必超過 19.3MPa。

式中： P ――試驗壓力，MPa；

k ――試驗壓力系數(shù)，對無縫管取 1，對焊接管取 0.85；

S ――管子的許用應(yīng)力，一般取材料規(guī)定非比例延伸強度最小值的 50%，MPa；

t ――管壁厚度，mm；

D――管的名義外徑，mm。

4、液壓試驗時，試驗壓力應(yīng)保持至少 5s，管材應(yīng)不出現(xiàn)畸變或泄漏。

7、標識與證書

1）制造廠應(yīng)在檢驗合格的每一根鈦管或鈦合金管上清晰地標出 CCS 標識和下列標記：

(1) 制造廠名或商標；

(2) 材料的牌號和規(guī)格；

(3) 能夠追溯鈦管全部生產(chǎn)過程的編號或縮寫。

2）每批管應(yīng)附有材料的合格證書。合格證書應(yīng)至少包括下列內(nèi)容：

(1) 訂貨方名稱和合同號；

(2) 材料的牌號、爐批號和交貨狀態(tài)；

(3) 材料的規(guī)格和數(shù)量；

(4) 材料化學(xué)成分和力學(xué)性能。

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