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(rèn)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)驗收。

2、制造

1）鈦合金板應(yīng)由經(jīng) CCS 認(rèn)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(jìn)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(jìn)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(bǔ)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行無損檢測時，應(yīng)按合同要求進(jìn)行無損檢測。

7、標(biāo)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(biāo)出 CCS 檢驗標(biāo) 識和下列標(biāo)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(biāo)上訂貨合同號或其他識別標(biāo)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(rèn)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)驗收。

2、制造

1）鈦及鈦合金管應(yīng)由經(jīng) CCS 認(rèn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)抽取不少于 2 根，按下述要求進(jìn)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(jìn)行無損檢測和液壓試驗。2、無損檢測可按公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 12969)的規(guī)定進(jìn)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(qiáng)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(biāo)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(biāo)出 CCS 標(biāo)識和下列標(biāo)記：

(1) 制造廠名或商標(biāo)；

(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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